石英舟的制作方法

1.本公开涉及材料制造领域，尤其涉及一种石英舟。


背景技术：

2.提纯超高纯锗多晶的石英舟在区熔过程中随着区熔次数的增加，尾部锗料会越来越多，区熔至尾部时，尾部锗料易从石英舟溢出到石英管导致裂管，且杂质易堆积在尾部。


技术实现要素：

3.鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种石英舟，其能适用于在区熔制备锗多晶中将含有杂质的尾部的锗料收集，避免尾部锗料从石英舟中外溢，进而避免装载石英管破裂。
4.由此，在一些实施例中，一种石英舟具有头部内壁面、尾部内壁面、两侧部内壁面以及底面，头部内壁面、尾部内壁面、两侧部内壁面以及底面形成具有开口的内腔，底面面对开口，石英舟还具有斜挡板，斜挡板相对头部内壁面靠近尾部内壁面；斜挡板在两侧部内壁面相对的方向上连接于两侧部内壁面，斜挡板在底部连接于底面，斜挡板具有第一面、第二面以及顶面；第一面面向头部内壁面且与头部内壁面间隔开，第二面面向尾部内壁面且与尾部内壁面间隔开，顶面将第一面和第二面连接且位于内腔内；斜挡板的第一面从底面朝向开口并朝向尾部内壁面倾斜。
5.在一些实施例中，斜挡板的第一面与底面的夹角大于90度小于180度。
6.在一些实施例中，斜挡板的第一面与底面的夹角大于120度小于150度。
7.在一些实施例中，斜挡板为平板状。
8.在一些实施例中，斜挡板的顶面为平面。
9.在一些实施例中，斜挡板还具有第三面和第四面，第三面面向底面，第三面在上端连接于第四面，第三面在下端连接于底面，第三面在两侧部内壁面相对的方向上连接于两侧部内壁面；第四面面向底面，第四面在上端连接于第三面，第四面在下端连接于底面，第四面在两侧部内壁面相对的方向上连接于两侧部内壁面；第三面、第四面、两侧部内壁面以及底面围成空腔。
10.在一些实施例中，顶面为圆弧面。
11.在一些实施例中，第二面与底面的交界处倒圆。
12.在一些实施例中，底面和两侧部内壁面位于斜挡板和尾部内壁面之间的部分、斜挡板的第二面以及尾部内壁面设置有硅膜。
13.在一些实施例中，尾部内壁面和两侧部内壁面均为从底面向开口向外倾斜的斜面；头部内壁面为垂直于底面的直立面或头部内壁面为从底面向开口向外倾斜的斜面。
14.本公开的有益效果如下：斜挡板将内腔分成两个部分，由于顶面位于内腔内(即顶面低于开口所处的高度)，这两个部分仅在斜挡板的顶面连通，在锗多晶制备过程中，随着区熔次数的增加，石英舟内部的处于尾部的锗料会越来越多，区熔至尾部时，锗料会沿着斜
挡板流入斜挡板后面，从而避免锗料从石英舟中溢出到石英管上，避免石英管破裂。此外，与采用直立挡板(即第一面为竖直面的情况)相比，斜挡板锗料流入到内腔的处于斜挡板后方的部分更容易，同时，能够利用斜挡板的斜面，对来自尾部上游(即从尾部朝向头部的部分)的锗料的冷胀的应力能够很好地沿斜挡板释放。
附图说明
15.图1是根据本公开的第一实施例的石英舟的立体图。
16.图2是图1的从头部观察的前视图。
17.图3是图1的侧视图。
18.图4是图3的变形例。
19.图5是根据本公开的第二实施例的石英舟的侧视图。
20.图6是图5的变形例。
21.其中，附图标记说明如下：
22.100石英舟
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6斜挡板
23.1头部内壁面
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61第一面
24.2尾部内壁面
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62第二面
25.3侧部内壁面
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63顶面
26.4底面
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64第三面
27.5内腔
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65第四面
28.51开口
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7空腔
29.θ角度
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α夹角
具体实施方式
30.附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
31.此外，用于说明实施例中的各构件的操作和构造的指示方向的表述(例如上下)不是绝对的而是相对的，且尽管各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应所述改变。
32.在一些实施例中，参照图1至图6，石英舟100具有头部内壁面1、尾部内壁面2、两侧部内壁面3以及底面4，头部内壁面1、尾部内壁面2、两侧部内壁面3以及底面4形成具有开口51的内腔5，底面4面对开口51。石英舟100还具有斜挡板6，斜挡板6相对头部内壁面1靠近尾部内壁面2。斜挡板6在两侧部内壁面3相对的方向上连接于两侧部内壁面3，斜挡板6在底部连接于底面4，斜挡板6具有第一面61、第二面62以及顶面63；第一面61面向头部内壁面1且与头部内壁面1间隔开，第二面62面向尾部内壁面2且与尾部内壁面2间隔开，顶面63将第一面61和第二面62连接且位于内腔5内；斜挡板6的第一面61从底面4朝向开口51并朝向尾部内壁面2倾斜。
33.在本公开中，斜挡板6将内腔5分成两个部分，由于顶面63位于内腔5内(即顶面63低于开口51所处的高度)，这两个部分仅在斜挡板6的顶面63连通，在锗多晶制备过程中，随
着区熔次数的增加，石英舟100内部的处于尾部的锗料会越来越多，区熔至尾部时，锗料会沿着斜挡板6流入斜挡板6后面，从而避免锗料从石英舟100中溢出到石英管(未示出)上，避免石英管破裂。此外，与采用直立挡板(即第一面61为竖直面的情况)相比，斜挡板6锗料流入到内腔5的处于斜挡板6后方的部分更容易，同时，能够利用斜挡板6的斜面，对来自尾部上游(即从尾部朝向头部的部分)的锗料的冷胀的应力能够很好地沿斜挡板6释放，而采用直立挡板时，锗料的冷胀的应力会受到直立挡板的强阻挡而不能被很好地释放。
34.在一些实施例中，斜挡板6的第一面61与底面4的夹角α大于90度小于180度。进一步地，斜挡板6的第一面61与底面4的夹角α大于120度小于150度，这能够兼顾斜挡板6所分割的内腔5的深度和长度(即内腔5分成两个部分的体积)和锗料的冷胀应力的释放。
35.在一些实施例中，参照图1至图4，斜挡板6为平板状。在这种情况下，斜挡板6的设计简单且容易确定斜挡板6将内腔5分割的两个部分的体积。进一步地，斜挡板6的顶面63为平面，从而容易确定顶面63低于开口51所处的高度。
36.在一些实施例中，参照图5和图6，斜挡板6还具有第三面64和第四面65。第三面64面向底面4，第三面64在上端连接于第四面65，第三面64在下端连接于底面4，第三面64在两侧部内壁面3相对的方向上连接于两侧部内壁面3。第四面65面向底面4，第四面65在上端连接于第三面64，第四面65在下端连接于底面4，第四面65在两侧部内壁面3相对的方向上连接于两侧部内壁面3。第三面64、第四面65、两侧部内壁面3以及底面4围成空腔7。空腔7的设计能够充分地利用空腔7的导热性低的优势，在区熔过程中，在斜挡板6后方的部分(即内腔5的在斜挡板6和尾部内壁面2之间的部分)中的锗料会先冷却，先冷却部分的锗料中的杂质朝向先冷却的位置被吸附，进而收集到斜挡板6后方，杂质堆积在斜挡板6后方后，由于斜挡板6的隔离作用，区熔过程中位于斜挡板6前方的锗料的杂质变低，锗料的中间部分能分凝更多的杂质到斜挡板6处聚集甚至顺着斜挡板6溢流到斜挡板6后方，从而使得制备的的位于斜挡板6前方的部分锗多晶除斜挡板6处外的部位的杂质极大地降低。在一些实施例中，参照图5和图6，顶面63为圆弧面。采用圆弧面，便于锗料从圆弧面上流到内腔5的在斜挡板6和尾部内壁面2之间的部分中，同时也有利于对来自尾部上游(即从尾部朝向头部的部分)的锗料的冷胀的应力能够很好地沿斜挡板6释放。
37.在一些话实施例中，参照图5和图6，第二面62与底面4的交界处倒圆。倒圆便于流到内腔5的在斜挡板6和尾部内壁面2之间的部分的锗料的流动的平稳性。
38.在一些实施例中，底面4和两侧部内壁面3位于斜挡板6和尾部内壁面2之间的部分、斜挡板6的第二面62以及尾部内壁面2设置有硅膜(未示出)。由于硅膜的导热性比石英舟的材料的导热性低，在区熔的加热器向后移动的过程中，处于硅膜处的这部分锗料会先冷却，同样地，先冷却部分的锗料中的杂质朝向先冷却的位置(即硅膜处的部位)被吸附，进而收集到斜挡板6后方，杂质堆积在斜挡板6后方后，由于斜挡板6的隔离作用，区熔过程中位于斜挡板6前方的锗料的杂质变低，锗料的中间部分能分凝更多的杂质到斜挡板6处聚集甚至顺着斜挡板6溢流到斜挡板6后方，从而使得制备的的位于斜挡板6前方的部分锗多晶除斜挡板6处外的部位的杂质极大地降低。
39.在一些实施例中，参照图1至图6，尾部内壁面2和两侧部内壁面3均为从底面4向开口51向外倾斜的斜面，头部内壁面1为垂直于底面4的直立面或头部内壁面1为从底面4向开口51向外倾斜的斜面。在石英舟100制备锗多晶时，锗的性质是热缩冷胀，在熔区冷却过程
中，上表面先冷却，内部的锗后冷却，冷却时会膨胀，通过尾部内壁面2和两侧部内壁面3中的至少一个为从底面4向开口51向外倾斜的斜面，锗会沿着斜面侧面向上膨胀，从而避免石英舟100被胀破，此外，冷胀过程不会挤压籽晶，避免籽晶在区熔过程中移动，进而提高了制备的锗多晶的品质。头部内壁面1为垂直于底面4的直立面，直立面用作钩拉部。通过直立面用作钩拉部，石英舟100的钩拉部的设计简单，与头部内壁面1为斜面的情况相比，通过钩子直接勾住直立面，钩子能够稳定且方便地将石英舟100拉出炉。
40.在一些实施例中，斜面倾斜的角度θ为大于60度且小于90度。斜面倾斜的角度θ在这个范围内能兼顾石英舟100的内腔5的深度(即石英舟100的容积，进而锗多晶制备的量)以及对锗多晶制备时锗冷却膨胀应力地释放。更进一步地，在斜面倾斜的角度θ的范围为70度至80度。
41.采用上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。