2022116567685一种改善透明层微气泡的石英坩埚制备工艺.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN115745382A
(43)申请公布日2023.03.07
(21)申请号202211656768.5
(22)申请日2022.12.22
(71)申请人宁夏鑫晶新材料科技有限公司
地址750000宁夏回族自治区银川市西夏
区北京西路街道宏图南街与开元路交
叉口
(72)发明人周勇吴伟华方志远宁志新
(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限
公司11227
专利代理师牛玉霜
(51)Int.Cl.
C03B20/00(2006.01)
C03B19/09(2006.01)

权利要求书1页说明书7页附图1页
(54)发明名称
一种改善透明层微气泡的石英坩埚制备工
艺
(57)摘要
本发明提供了一种石英坩埚的制备工艺，包
括以下步骤，将石英砂原料置于模具中，在第一
转速下，石英砂原料附着在模具内壁上，在第一
真空条件下，起弧电流从零增加至第一起弧电
流，进行真空起弧熔融，附着在模具内壁的石英
砂表面开始液化并形成密封液相层；在附着在模
具内壁的石英砂表面形成密封液相层后，在第二
真空条件下、第二转速下和第二起弧电流下，继
续真空起弧熔融，制备石英坩埚的透明层；在第
三真空条件下、第三转速下和第三电流下，持续
真空起弧熔融，得到石英坩埚。本发明通过改变
模具转速，真空度以及电弧电压等相关参数条
件，改善石英坩埚透明层的微气泡问题，从而减
少后续使用中的气泡膨胀问题。
CN115745382A
CN115745382A权利要求书1/1页

1.一种石英坩埚的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)将石英砂原料置于模具中，在第一转速下，石英砂原料附着在模具内壁上，在第一真
空条件下，起弧电流从零增加至第一起弧电流，进行真空起弧熔融，附着在模具内壁的石英
砂表面开始液化并形成密封液相层；
2)在附着在模具内壁的石英砂表面形成密封液相层后，在第二真空条件下、第二转速
下和第二起弧电流下，继续真空起弧熔融，制备石英坩埚的透明层；
3)在第三真空条件下、第三转速下和第三电流下，持续真空起弧熔融，得到石英坩埚。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述起弧电流从零增加至第一起弧电
流具体过程为：阶梯增加起弧电流至第一起弧电流；
所述起弧电流从零增加至第一起弧电流的时间为20～50s。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第一转速为75～80rpm；
所述第一真空的真空度为‑0.005～0.01MPa；
所述第一起弧电流为4000～4200A。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述形成密封液相层的时间为1～
3min；
所述密封液相层的厚度为1～3mm。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第二转速为76.5～84rpm；
所述第二真空的真空度为‑0.01～0.1MPa；
所述第二起弧电流为2000～3000A。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第二转速大于第一转速；
所述第二真空的压力小于第一真空的压力；
所述第二起弧电流小于第一起弧电流。
7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤2)中，具体为，先将第一转速
改变为第二转速，再将第一真空和第一起弧电流改变为第二真空和第二起弧电流；
所述透明层的厚度为2～3mm；
所述步骤2)中，所述继续真空起弧熔融的时间为8～10min。
8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第三转速为78～88rpm；
所述第三真空的真空度大于等于‑0.01～0.1MPa；
所述第三起弧电流为4000～4200A。
9.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第三转速大于第二转速；
所述第三起弧电流大于第二起弧电流；
所述步骤3)中，持续真空起弧熔融的时间为1～3min；
所述步骤3)中，具体为对石英坩埚的透明层进行处理，使透明层与气泡层之间形成层
次感。
10.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤3)过程中继续形成透明层；
所述步骤3)中形成的透明层的厚度为1～2mm；
所述模具内壁上具有多个用于抽真空的通孔。

2
CN115745382A说明书1/7页

一种改善透明层微气泡的石英坩埚制备工艺

技术领域
[0001]本发明属于石英坩埚制备技术领域，涉及一种石英坩埚的制备工艺，尤其涉及一
种改善透明层微气泡的石英坩埚制备工艺。

背景技术
[0002]随着电子信息技术的迅速发展，人们对电子产品的需求量逐渐增加，要求也是越
来越高，随之也带动着半导体行业的迅速发展。在半导体行业中，单晶硅的纯度作为影响半
导体产品质量最主要的因素之一，也是衡量硅锭最主要的因素之一，而其前端单晶硅铸锭
的制备乃是重中之重。石英坩埚作为生