专利名称：一种制作低氧坩埚的方法
技术领域：
本发明涉及一种化工产品生产工艺，特别是一种可以增加石英坩埚的强度，减少高温软化现象的制作低氧坩埚的方法。
背景技术：
科学试验证明，掺硼系列的硅电池片，氧和硼起作用，对寿命和效率有不可忽视的影响，硅材料中的氧，主要来自石英坩埚的溶解。减少石英坩埚中二氧化硅腐蚀到硅熔体中，能减少氧进入硅熔体，减少氧与硼结合形成硼氧复合体，有利于防止太阳能电池片效率减退，确保使用寿命。高纯度的石英坩埚，是高质量太阳能电池片的质量保证。所以本方法旨在现在的坩埚制作基础上添加一种新的保护层来达到减少石英坩埚中二氧化硅腐蚀到硅熔体中。在石英坩蜗熔制制作时，在内壁沉淀一层纯度非常高的S i C氮化硅膜，氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以阻止坩埚里的氧成分扩散到原材料中，同时可以形成一层高强度的保护膜，增加石英坩埚的强度，减少高温软化现象的制作低氧坩埚的方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现一种制作低氧坩埚的方法，其特征在于通过一个送气装置，向坩埚内壁均勻吹入高纯度的氮气，氮气与石英砂中的硅在高温下反应生成氮化硅膜，成为一层保护介质。优选地，所述坩埚内壁的温度在1300 2000度左右。优选地，上述步骤之前还有坩埚生产，电极放电，石英砂融化成型的步骤。优选地，所述送气装置以不低于1. 33P a德压强向坩埚内壁吹入氮气。由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果1、可以阻止坩埚里的氧成分扩散到原材料中；2、同时可以形成一层高强度的保护膜，增加石英坩埚的强度，减少高温软化现象。
具体实施例方式下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。当今坩埚的顶尖产品，是高新技术产品-高纯石英玻璃坩埚。石英坩埚是拉制大直径单晶硅的消耗性器皿，每生产一炉单晶硅就用掉一只坩埚。单晶硅是生产大规模集成电路的原材料，对坩埚的要求十分苛刻。高纯度石英坩埚是拉制大直径单晶硅，发展大规模集成电路必不可少的基础材料。高纯度石英坩埚是生产硅单晶体所必需的石英容器。在硅单晶拉制生产过程中，将使用石英坩埚作为熔融高纯硅的载体，由拉制杆从石英坩埚内熔融液体中，逐步拉制出硅的单晶体，称之为硅锭，作为电子芯片的基础材料。随着国内大规模集成电路和太阳能发电工业的飞速发展，对单晶硅的直径要求越来越大，对产品的需求量也越来越大，所以对大尺寸石英坩埚的规格、品种、数量的需求都发生了巨大的变化。对
3石英坩埚提出了高纯度的更高要求。科学试验证明，掺硼系列的硅电池片，氧和硼起作用，对寿命和效率有不可忽视的影响，硅材料中的氧，主要来自石英坩埚的溶解。减少石英坩埚中二氧化硅腐蚀到硅熔体中，能减少氧进入硅熔体，减少氧与硼结合形成硼氧复合体，有利于防止太阳能电池片效率减退，确保使用寿命。高纯度的石英坩埚，是高质量太阳能电池片的质量保证。所以本方法旨在现在的坩埚制作基础上添加一种新的保护层来达到减少石英坩埚中二氧化硅腐蚀到硅熔体中。在石英坩埚熔制制作时，在内壁沉淀一层纯度非常高的S i C氮化硅膜，氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。本发明的工艺是在坩埚生产，电极放电，石英砂融化成型后，坩埚内壁的温度一般在1300 2000度左右，然后通过一个送气装置，向坩埚内壁均勻吹入高纯度的氮气，氮气与石英砂中的硅在高温下反应生成氮化硅膜，成为一层保护介质。该方案要在原料熔化完成时以强有力的送气装置，不低于1.33P a吹入氮气。本发明可以阻止坩埚里的氧成分扩散到原材料中，同时可以形成一层高强度的保护膜，增加石英坩埚的强度，减少高温软化现象。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
1.一种制作低氧坩埚的方法，其特征在于通过一个送气装置，向坩埚内壁均勻吹入高纯度的氮气，氮气与石英砂中的硅在高温下反应生成氮化硅膜，成为一层保护介质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述坩埚内壁的温度在1300 2000度左右ο
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于上述步骤之前还有坩埚生产，电极放电，石英砂融化成型的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述送气装置以不低于1.33Pa德压强向坩埚内壁吹入氮气。
全文摘要
本发明公开了一种低氧坩埚生产方法，工艺步骤为在电极放电，石英砂融化成型后，坩埚内壁的温度一般在1300～2000度左右，然后通过一个送气装置，向坩埚内壁均匀吹入高纯度的氮气，氮气与石英砂中的硅在高温下反应生成氮化硅膜，成为一层保护介质。本发明可以阻止坩埚里的氧成分扩散到原材料中，同时可以形成一层高强度的保护膜，增加石英坩埚的强度，减少高温软化现象。
文档编号C30B15/10GK102373502SQ20101026230
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者司继成, 沈凯冰, 沈凯峰, 王金根 申请人:南通路博石英材料有限公司