[发明专利]石英坩埚均匀壁厚的熔制方法

说明书

一种石英坩埚均匀壁厚的熔制方法，将石英砂倒入石墨模具内，所述石墨模具包括旋转轴线，所述石墨模具可绕旋转轴线转动，将石英砂成型到转动的石墨模具的内壁，形成预制石英坩埚，将与水平面垂直的线设定为参考线，设置参考线与旋转轴线之间的角度为8‑15°，在石墨模具绕旋转轴线转动的同时，同步加热预制石英坩埚，使得预制石英坩埚融化成石英坩埚，通过设置参考线与旋转轴线之间的角度为8‑15°，改变石英砂离心力状态；当石墨模具旋转至最低点是，离心力向下，当石墨模具旋转至最高点时候，由于重力和离心力相互抵消，会减少石英砂的移动，进而解决了R部气泡的堆积和尺寸偏厚的问题。

技术领域

本发明涉及半导体级单晶硅拉制技术领域，特别涉及一种石英坩埚均匀壁厚的熔制方法。

背景技术

石英坩埚10目前主要靠高温电弧法熔制，加热方式采用高温电弧加热，加热材料选用纯度较高的石墨电极加热。在石英坩埚10熔制之前需要将高纯石英砂倒入可旋转石墨模具内表面，通过离心成型，形成预制石英坩埚10。然后将石墨模具移动到熔融室内石墨电极的下方，同心对准。然后启动电源，将石墨电极置于石墨模具上方或者石墨模具内表面快速放电弧加热石墨模具内表面成型的形成预制石英坩埚10，使得其快速融化成坩埚形状的石英坩埚10。

参见图1，预制石英坩埚10包括直壁11和底壁12，直壁11和底壁12之间通过R部13连接，所述R部13的截面形状为弧形。由于预制石英坩埚10在熔制过程中在不停的旋转，而且要保持一定的转速，使得石英砂在圆周上的离心力大于自身的重力，防止直壁11石英砂掉落。但是由于底部的石英砂也存在同样的离心力，导致底部的石英砂会移动到R部13，造成R部13气泡的堆积和尺寸偏厚的问题。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种能有效控制R部偏厚的石英坩埚均匀壁厚的熔制方法。

一种石英坩埚均匀壁厚的熔制方法，基于石英坩埚均匀壁厚的熔制设备，所述石英坩埚均匀壁厚的熔制设备包括石墨模具，所述石英坩埚均匀壁厚的熔制方法包括如下步骤：

将石英砂倒入石墨模具内，所述石墨模具包括旋转轴线，所述石墨模具可绕旋转轴线转动；

将石英砂成型到转动的石墨模具的内壁，形成预制石英坩埚；

将与水平面垂直的线设定为参考线，设置参考线与旋转轴线之间的角度为8-15°；

在石墨模具绕旋转轴线转动的同时，同步加热预制石英坩埚，使得预制石英坩埚融化成石英坩埚。

优选地，所述石墨模具为石墨坩埚。

优选地，所述石英坩埚均匀壁厚的熔制设备还包括第一电极，所述第一电极与参考线平行，将第一电极在石墨模具的上方或内腔放电弧，加热预制石英坩埚。

优选地，所述石英坩埚均匀壁厚的熔制设备还包括至少两个第二电极，所述第二电极与第一电极相对倾斜。

优选地，在预制石英坩埚融化成石英坩埚的过程中，先对水冷模具和石墨模具之间的内腔抽空，再停止抽空。

优选地，在预制石英坩埚融化成石英坩埚的过程中，熔制时间为10-30min，熔制电流为2000-3000A，熔制温度为2000-2500℃。

优选地，所述石英坩埚均匀壁厚的熔制设备还包括密封壳体、水冷模具、真空泵、过滤网筛，所述密封壳体中空，所述水冷模具内置于密封壳体中，所述水冷模具中空，所述水冷模具的顶部开口，所述石墨模具的底部嵌入水冷模具的开口端，所述石墨模具的外侧壁与水冷模具的内侧壁密封连接，在石墨模具上设于透气孔，在口气孔上覆盖过滤网筛，所述真空泵的入口与水冷模具和石墨模具之间的内腔连通。

优选地，所述石英坩埚均匀壁厚的熔制设备还包括隔热板，所述隔热板设于石墨模具的上方，隔热板垂直于旋转轴线，所述第一电极、第二电极也内置于密封壳体中，所述第一电极、第二电极设于隔热板的上方，在隔热板的上设有插入孔，所述第一电极和第二电极的下端伸入插入孔。