一种坩埚及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多晶铸锭领域，具体涉及一种铸造多晶硅用的坩祸及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，多晶铸锭普遍采用定向凝固技术，具体地是在喷涂完氮化硅涂层的坩祸中装满硅料，然后加热使硅料完全熔化，再从坩祸底部降温，使得硅液自下而上逐步结晶，而后退火冷却得到多晶硅锭。
[0003]目前铸锭用的坩祸普遍采用注浆工艺或者注凝工艺。在坩祸的制作过程中，由于工艺自身条件导致坩祸内外面的成型速率差异，进而导致坩祸的强度不够高。所以在上述多晶铸锭过程中，坩祸在硅料加热熔化和长晶的高温阶段，受到硅料的挤压会软化变形，在铸锭过程中存在漏硅风险，给生产厂家和操作员工带来极大安全危害和人身危害。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种具有更高强度、能降低铸锭过程中漏硅风险的坩祸的制备方法。
[0005]—种坩祸的制备方法，包括以下步骤:
[0006]将石英浆料与纤维均匀混合在一起；
[0007]利用所述石英浆料成型坩祸。
[0008]上述坩祸的制备方法，在制备过程中由于石英浆料中均匀混合有纤维，提高了坩祸的强度，极大地降低了铸锭过程中坩祸的漏硅风险。
[0009]在其中一个实施例中，所述将石英浆料与纤维均匀混合在一起的步骤包括:
[0010]直接向石英浆料中添加纤维，并搅拌均匀。
[0011]在其中一个实施例中，所述将石英浆料与纤维均匀混合在一起的步骤包括:
[0012]将纤维编织成网状结构并放入模具中；
[0013]将石英浆料灌入所述网状结构中。
[0014]在其中一个实施例中，所述纤维与石英浆料的质量比为2%?10%。
[0015]在其中一个实施例中，所述纤维为短纤维、长纤维或二者的混合，其中所述短纤维的长度为I?100毫米，所述长纤维的长度大于短纤维的长度。
[0016]在其中一个实施例中，所述纤维为高纯纤维，纯度为98%以上。
[0017]纯度大于98%的高纯纤维，在高温铸锭过程中能吸收杂质富集在纤维表面，起到吸杂的作用，进一步有效地抑制坩祸中的杂质扩散到硅锭中。
[0018]在其中一个实施例中，所述纤维的直径为0.5?50微米。
[0019]在其中一个实施例中，所述纤维为氧化锆纤维、氧化铝纤维或碳纤维。
[0020]在其中一个实施例中，所述利用所述石英浆料成型坩祸的步骤包括:
[0021]通过注浆工艺或注凝工艺成型坩祸胚体；
[0022]烘烤所述坩祸胚体制得坩祸成品。
[0023]还提出一种坩祸，由石英浆料成型制得，包括底壁和侧壁，所述底壁和侧壁中均掺杂有均匀分布的纤维。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的坩祸的制备方法的流程图；
[0025]图2为根据本发明的制备方法制得的第一种结构的坩祸的示意图；
[0026]图3为根据本发明的制备方法制得的第二种结构的坩祸的示意图；
[0027]图4为根据本发明的制备方法制得的第三种结构的坩祸的示意图；
[0028]图5为传统坩祸铸锭后的形变；
[0029]图6为本发明实施例1制得的坩祸在铸锭后的形变。
【具体实施方式】
[0030]请参考图1，本发明提供一种坩祸的制备方法，包括以下步骤。
[0031]步骤S110、将石英浆料与纤维均匀混合在一起。此处至少有两种方式可以在石英浆料中添加纤维，并使得纤维在浆料中分散均匀。
[0032]方式一、直接向石英浆料中添加纤维，并搅拌均匀。纤维与石英浆料的质量比为2%?10%，优选为5%?8%。纤维的直径为0.5?50微米，优选为I?10微米。制作坩祸时，首先按一定比例配制石英浆料，加入一定比例的纤维，然后在搅拌机里搅拌，使得纤维均匀分散在浆料中，然后通过注浆工艺或者注凝工艺进行成型，最后在隧道烘烤炉中烘烤成型制得坩祸成品。成型后装入硅料用于进行多晶铸锭。
[0033]这里的石英浆料指可以自行制备或从市场上正常购得的、用于成型坩祸的浆料。本领域技术人员熟知该种浆料的制备，不再赘述。例如，业界常用纯度较高的石英原料(如石英砂)加纯水经球磨制备得到石英浆料。
[0034]此处，纤维可以为短纤维、长纤维或二者的混合，其中短纤维的长度为I?100毫米，长纤维的长度则大于短纤维的长度，如长纤维的长度可以是能够贯穿整个坩祸的长度。
[0035]利用方式一制得的坩祸的结构可参考图2，纤维均匀分散在坩祸体中，可以有效地提高坩祸的强度，提高坩祸在高温中的可塑性，极大地降低了铸锭过程中坩祸的漏硅风险。
[0036]优选地，纯度大于98%的高纯纤维，在铸锭环节，能有效地吸附杂质在纤维表面的富集。在高温铸锭过程中，能起到吸杂的作用，有效地抑制坩祸中的杂质扩散到硅锭中。
[0037]方式二、将纤维编织成网状结构并放入模具中；将石英浆料灌入所述网状结构中。
[0038]网状结构可以用多种形式。例如，可以如图3所示，网状结构的网格较大，其编制方法可以是先形成一个外框，然后连接外框的相对侧边，形成长度与侧壁高度一致的网格。也可以是如图4所示，类似渔网，形成许多均匀分布的细小网格。可以理解，适宜使用长纤维来编织成网状结构。网格结构可以设置一层或者多层。
[0039]纤维均匀分散在坩祸体中，可以有效地提高坩祸的强度，提高坩祸在高温中的可塑性，极大地降低了铸锭过程中坩祸的漏硅风险。此外，纯度大于98%的高纯纤维，在铸锭环节，能有效地吸附杂质在纤维表面的富集。在高温铸锭过程中，能起到吸杂的作用，有效地抑制坩祸中的杂质扩散到硅锭中。
[0040]步骤S120、利用所述石英浆料成型坩祸。包括:通过注浆工艺或注凝工艺成型坩祸胚体；烘烤所述坩祸胚体制得坩祸。注浆工艺或注凝工艺本身为本领域技术人员所熟知，不再赘述。
[0041]如果采用方式一混合石英浆料和纤维，则先将混合后的浆料放入石膏模具，然后通过注浆工艺或注凝工艺成型坩祸胚体。如果是采用方式二混合石英浆料和纤维，由于是在模具中混合，接下来无需再进行浆料转移工序，直接进行后面的成型工艺。
[0042]本发明还提供了一种利用