涂覆坩埚及其制备方法和用途的制作方法

专利名称：涂覆坩埚及其制备方法和用途的制作方法
涂覆坩埚及其制备方法和用途
背景技术：
本公开内容的领域涉及用于容纳熔融半导体材料以及特别是用于通过定向凝固方法制备多晶硅锭的涂覆坩埚。其它方面包括涂覆坩埚的方法、制备硅锭和晶片的方法、用于涂覆坩埚的组合物及具有低氧含量的硅锭和晶片。用于产生太阳能的传统光伏电池使用多晶硅。多晶硅传统上在定向凝固(DS)方法中生产，其中将硅在坩埚中熔融并在另一个坩埚或相同的坩埚中定向凝固。控制锭的凝固使得熔融的硅在铸件的凝固面上单向凝固。这样产生的多晶硅为颗粒相对于彼此的取向无规则(由于坩埚壁上高密度的异相成核位置)的晶粒的聚集。当形成多晶锭时，可将锭切成块以及进一步切成晶片。由于与典型单晶硅生产相比，由较高生产率、较少的劳动密集型操作和降低的供应成本导致的较低成本，多晶硅一般为用于光伏电池的优选硅源，而不是单晶硅。在凝固期间或以后，必须将凝固的锭从坩埚中释放出而不导致锭的裂化。传统坩埚由形成和烧结二氧化硅(formed and sintered silica)或熔凝硅石(同义地“石英”)、 氮化硅或石墨构成。氮化硅坩埚可再使用，但与其它坩埚相比通常更昂贵。可用各种涂料涂覆坩埚；然而，发现这些方法和所得涂覆坩埚是不完善的。发明概述本公开内容的一方面，用于容纳熔融半导体材料的坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。坩埚具有在侧壁内表面的第一区域上的第一涂层和在侧壁内表面的第二区域上的第二涂层。第二涂层包含在第一涂层中不存在的添加剂。另一方面涉及一种改进坩埚的锭释放特征的方法。坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。将第一涂料组合物施涂于侧壁内表面的第一区域上并将第二涂料组合物施涂于侧壁内表面的第二区域上。另一方面，用于容纳熔融半导体材料的坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。坩埚包含在侧壁一部分内表面上的涂层，涂层包含氮化硅及选自氧化钇和二氧化硅的烧结剂。本公开内容的又一方面涉及一种改进坩埚的锭释放特征的方法。坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。将组合物施涂于侧壁一部分内表面上。组合物包含介质、氮化硅及选自氧化钇和二氧化硅的烧结剂。另一方面涉及一种改进坩埚的锭释放特征的方法。坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。将组合物施涂于侧壁一部分内表面上。组合物包含介质、氮化硅、分散剂和基料以增强涂层在坩埚上的附着力。本公开内容的一方面涉及一种用于涂覆坩埚的内表面以改进坩埚的锭释放特征的组合物。组合物包含介质、氮化硅、基料和烧结剂。另一方面，用于涂覆坩埚的内表面以改进坩埚的锭释放特征的组合物包含介质、 氮化硅、分散剂和基料以增强涂层在坩埚上的附着力。本公开内容的一方面，制备多晶硅锭的方法包括将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料。坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳装料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。坩埚具有在侧壁内表面的第一区域上的第一涂层和在侧壁内表面的第二区域上的第二涂层。第二涂层包含在第一涂层中不存在的添加剂。 将硅装料加热至高于大约装料熔点的温度。将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。另一方面，制备多晶硅锭的方法包括将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料。 坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳装料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。坩埚具有在侧壁一部分内表面上的涂层。涂层包含氮化硅及选自氧化钇和二氧化硅的烧结剂。将硅装料加热至高于大约装料熔点的温度。将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。本公开内容的一方面涉及一种在坩埚中制备多晶硅锭的方法。坩埚包含具有底部和由底部向上延伸的侧壁的本体。底部和侧壁限定用于容纳硅装料的空腔。侧壁具有内表面和外表面。将组合物施涂于侧壁一部分内表面上。组合物包含介质、氮化硅、分散剂和基料以增强涂层在坩埚上的附着力。将介质从组合物中蒸发以在侧壁内表面上产生氮化硅涂层。将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料。将硅装料加热至高于大约装料熔点的温度以形成硅熔体。将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。另一方面，硅锭具有底部、顶部和底部与顶部之间限定的高度H3。在氏的约20% 高度处锭的氧浓度小于约4. 5ppma。又一方面，多晶硅晶片具有小于约2. 5ppma的氧浓度。存在关于本公开内容的上述各方面指出的特征的各种改进。也可将其它特征并入本公开内容的上述各方面中。这些改进和其它特征可单独或以任何组合存在。例如，以下关于任何本公开内容所述实施方案讨论的各个特征可单独或以任何组合并入本公开内容的任何上述各方面中。附图简述

图1为根据本公开内容的一个实施方案的坩埚主体的透视图；图2为根据一个实施方案的具有所示高度H1的坩埚的透视图；图3为根据一个实施方案的具有所示凝固线S1和顶部T的坩埚的透视图；图4为根据一个实施方案的具有所示高度H1和H2的坩埚的透视图；和图5为对比沿着传统制备的坩埚和通过本公开内容一个实施方案的方法制备的坩埚的高度的氧浓度的图示。在全部附图中，相应的参考符号表示相应的部件。发明详述申请人:已发现通过将坩埚如二氧化硅坩埚用足够厚度的含有最小氧源的涂料组合物涂覆，可产生具有降低氧含量和相应降低的光诱导降解的多晶锭和晶片。另外，含氧烧结助剂可用于施涂于坩埚上的各种涂料组合物中。可将坩埚主体的第一区域用不含烧结助剂的涂料组合物涂覆并将第二区域用含有烧结助剂的组合物涂覆以使暴露于氧下的坩埚CN 102549201 A表面积最小化。通过控制涂料组合物中氧的量，发现所得锭的特征是与传统加工方法和涂料相比有益的氧曲线。发现低氧水平可以在例如在掺硼太阳能硅中是理想的锭中实现。掺硼太阳能硅中的高氧含量与随时间的光诱导降解有关。坩埚主体原料现在参考图1，用于本公开内容的实施方案中的坩埚主体一般以数字5标示。坩埚主体5具有底部10和由基底或底部10向上延伸的侧壁14。尽管阐述了具有所示四个侧壁 14的坩埚主体5，但应当理解坩埚主体5可包含少于4个侧壁或可包含多于4个侧壁而不偏离本公开内容的范围。另外，侧壁14之间的棱角18可以以任何适于形成坩埚主体包壳的角相互连接且可以如图1所示为尖的或可以为圆的。在一些实施方案中，坩埚主体具有一个形状一般为圆柱形的侧壁。坩埚主体5的侧壁14具有内表面12和外表面20。坩埚主体5 —般为打开的，即本体可能不包含顶部。然而，应当指出，坩埚主体5可具有与底部10 相对的顶部(未显示)而不偏离本公开内容的范围。在本发明几个实施方案中，坩埚主体5具有4个具有基本相同长度的侧壁14(例如坩埚具有一般为正方形的底10)。侧壁14的长度可以为至少约25cm，至少约50cm或甚至至少约75cm。侧壁14的高度可以为至少约15cm，至少约25cm或甚至至少约35cm。关于这点，坩埚容积(在其中使用正方形或矩形基底或其中坩埚为圆柱形或圆形的实施方案中或在其中使用其它形状的实施方案中)可以为至少约0. 05m3,至少约0. 15m3或至少约 0. 25m3)。另外关于这点，应当理解可使用不同于如上所述的坩埚形状和尺寸而不偏离本公开内容的范围。在本公开内容的一个或多个具体实施方案中，坩埚主体5具有4个侧壁14， 其各自约87. 7cm长和40cm高，且坩埚具有约0. 31m3的容积。坩埚主体5可由适于半导体材料凝固的任何材料构成。例如，坩埚可由选自二氧化硅、氮化硅、碳化硅、石墨、其混合物及其复合材料的材料构成。复合材料可例如包括其上具有涂层的基层材料。复合材料例如包括涂有氮化硅的二氧化硅及涂有氯化钙和/或氮化硅的石墨。应当指出一些坩埚主体材料可能天生不是氧污染物的来源(例如石墨)，然而当设计系统时，它们可具有待考虑的其它属性(例如成本、污染物等)。另外，材料优选能够经受住这类半导体材料熔融和凝固时的温度。例如，坩埚材料适于在至少约300°C，至少约 1000°C或甚至至少约1580°C的温度下熔融和凝固半导体材料至少约10小时或甚至差不多 100小时或更长的持续时间。底部10和侧壁14的厚度可取决于大量变量而变化，例如包括材料在加工温度下的强度、坩埚构成的方法、所选择的半导体材料及炉和方法设计。一般而言，坩埚厚度可以为约5mm至约50mm，约IOmm至约40mm或约15mm至约25mm。涂料组合物可将上述坩埚主体5的侧壁14的至少一部分内表面12用包含氮化硅和一种或多种添加剂的涂料组合物涂覆以及涂覆足够的厚度以降低随后在坩埚中形成的锭中氧的量和/或增强坩埚的锭释放特征。添加剂可例如为一种或多种基料、分散剂、烧结助剂和介质、稀释剂、溶剂或其组合。锭释放特征包括在冷却期间释放锭(即坩埚不附着在锭上的能力)和不导致锭裂化而释放锭的锭能力。锭附着力的证据例如包括(1)甚至在室温下锭从坩埚中释放的失败，( 释放时锭裂化的量和/或C3)锭释放以后粘附在坩埚上的半导体材料的存在和量。组合物可包含至少约5重量％的氮化硅，在其它实施方案中，至少约15重量％或甚至至少约30重量％的氮化硅。在各个实施方案中，涂料组合物可包含约5至约50重量％ 的氮化硅，约15至约50重量％，约10至约40重量％或约30至约40重量％的氮化硅。在一些实施方案中，涂料组合物包含约37. 0-37. 7重量％的氮化硅。。就本公开内容而言，“涂料组合物”或简单地“组合物”各组分的百分含量指施涂于坩埚主体上的材料且不是在其它加工步骤(例如介质的蒸发、加热或烧结等)以后形成的涂层本身。“涂层”各组分的百分含量(下文在标题为“涂覆坩埚”的部分下所述)指在进行所有加工步骤以后覆盖一部分坩埚主体和在锭制备期间覆盖坩埚主体的固体材料。除非另外描述，所列百分数作为包含一种或多种所述组分的整个组合物或整个涂层的百分数给出。不受具体理论束缚，认为当以颗粒形式使用时，氮化硅颗粒的粒度可影响涂料组合物的流变性并影响施涂的容易性。在一些实施方案中，颗粒状氮化硅的平均公称直径可以小于约ΙΟΟμπι。在其它实施方案中，氮化硅的平均公称直径可以小于约50μπι，小于约 25 μ m或甚至小于约10 μ m。较小粒度的使用一般产生具有改进流动性的涂料组合物。组合物可包含其中氮化硅主要保持为颗粒形式的介质。一般而言，应当理解一种或多种氮化硅和添加剂如基料、分散剂、烧结助剂等可不溶、部分溶于或完全溶于介质中且术语“介质”、“稀释剂”和“溶剂”可互换地使用且不意味着将本公开内容的实施方案限于其中一种或多种组分溶于或不溶于介质中的组合物。介质可包含有机化合物或可为含水的。然而，应当指出水溶液中水的存在可导致固化涂层中更多的氧，其还可导致在其中生长的半导体锭的氧含量提高。因此，尽管可不偏离本公开内容地使用水溶液，但在一些实施方案中可优选使用非水介质。优选介质在任何干燥步骤期间容易蒸发。介质可包括C1-Cltl醇且可以为异丙醇或乙醇。在一些实施方案中，在施涂于坩埚以前总组合物的至少约10重量％为介质。在其它实施方案中，组合物可包含至少约30%，至少约50%或甚至至少约70重量％的介质。在各个其它实施方案中，组合物包含约10至约80重量％的介质，约30至约 70%，约40至约60%或甚至约45至约55重量％的介质。组合物可包含约47. 9至约50. 6 重量％的介质。组合物可包含多于一种介质，其中组合物中介质的总重量分数如上所述。组合物可包含一种或多种基料，其用于在施涂以后将涂层，更特别是氮化硅颗粒粘合在坩埚主体上并彼此粘合。一般而言，基料改变涂料组合物的流变性并保持颗粒在整个施涂和干燥中分布于介质中。在一些实施方案中，基料溶于介质中。在一些实施方案中， 基料为聚乙烯醇缩丁醛，例如可由Solutia，Inc. (St. Louis, MO)得到的B-76。在一些实施方案中，在施涂于坩埚上以前总组合物的至少约0. 5%，至少约2%，至少约5%或至少约 10%或甚至至少约15重量％为一种或多种基料。在各个实施方案中，组合物包含约0. 5至约20重量％的基料，约0. 5至约10%，约0. 5至约8重量％的基料或约2至约8重量％的基料。组合物可包含约5. 4至约6.8重量％的基料。在一些实施方案中，组合物不包含基料。组合物可包含多于一种基料，其中组合物中基料的总重量分数如上所述。涂料组合物可包含分散剂。一般而言，分散剂用于防止在将涂料组合物施涂于坩埚主体上以前氮化硅颗粒沉降。合适的分散剂一般不贡献金属杂质给涂料组合物并在热循环期间完全燃烧和分解。可选择增塑剂(以下所述)和分散剂的组合使得实现涂层干燥而不具有裂化或具有最小裂化。在一些实施方案中，分散剂为甲基环氧乙烷聚合物 S0LSPERSE 20000 (Lubrizol Corp.，Wickliffe，OH)。组合物可包含至少约 0. 05 重量％ 的分散剂，在其它实施方案中，至少约0. 1 %，至少约0. 5%，至少约1 %或甚至至少约5重量％ 的分散剂。在各个其它实施方案中，组合物包含约0. 05至约10重量％的分散剂，约0. 05 至约5%或约0. 5至约2. 5重量％的分散剂。组合物可包含约1. 6至约2. 1重量％的分散齐U。在一些实施方案中，组合物不包含分散剂。组合物可包含多于一种分散剂，其中组合物中分散剂的总量如上所述。涂料组合物可包含增塑剂。合适的增塑剂一般不贡献金属杂质给涂料组合物并在热循环期间完全燃烧和分解。可选择增塑剂和分散剂使得实现涂层干燥而不具有裂化或具有最小裂化。增塑剂可例如为聚乙二醇。聚乙二醇可以CARB0WAX 400 (Dow Chemical Co.， Midland,MI)市购。涂料组合物可包含至少约0. 5%，至少约2%，至少约5%，至少约10% 或甚至至少约15重量％的增塑剂。在各个实施方案中，组合物包含约0. 5至约20重量％ 的增塑剂，约0. 5至约10%，约0. 5至约8%或约2至约8重量％的增塑剂。组合物可包含约5. 4至约6.8重量％的增塑剂。在一些实施方案中，组合物不包含增塑剂。组合物可包含多于一种增塑剂，其中组合物中增塑剂的总量如上所述。组合物可包含一种或多种烧结助剂，例如氧化钇、二氧化硅和/或氧化铝。烧结助剂可以为颗粒形式并可悬浮于一种或多种介质中。烧结助剂(特别是氧化钇)当施涂于坩埚主体上时增强涂层并通常改进氮化硅颗粒在坩埚主体上的附着力以及彼此的附着力。涂料组合物可包含至少约0. 1重量％的烧结助剂(或当使用多于一种时，多种烧结助剂)，至少约0. 5%，至少约1%，至少约5%或至少约7. 5重量％的烧结助剂。烧结剂与氮化硅的质量比可以为至少约1 20，在其它实施方案中为至少约 1 10，至少约1 5，至少约2 5，至少约3 5，至少约4 5或甚至至少约1 1。在各个其它实施方案中，烧结剂与氮化硅之比为约1 20至约1 1或约1 5至约1 2。在其中涂料组合物包含氧化钇的实施方案中，涂料组合物可含有至少约0. 1重量％的氧化钇，在其它实施方案中，可含有至少约0. 5 %的氧化钇，至少约1 %的氧化钇，至少约5%的氧化钇，至少约7. 5%的氧化钇，或甚至至少约12重量％的氧化钇。在各个其它实施方案中，涂料组合物包含约0. 1至约40重量％的氧化钇，约1至约40重量％的氧化钇或约1至约20重量％的氧化钇。作为选择或者除氧化钇外，组合物可包含可充当烧结助剂的其它组分，例如二氧化硅和/或氧化铝。在一些实施方案中，组合物包含至少约0. 1重量％的二氧化硅，尤其， 至少约0.5%，至少或至少约3重量％的二氧化硅。在各个实施方案中，组合物包含约 0. 1至约10重量％的二氧化硅，0. 1至约5%的二氧化硅或约1至约5%的二氧化硅。作为选择或者另外，组合物可包含至少约0.1重量％的氧化铝。在其它实施方案中，组合物包含至少约0. 5重量％的氧化铝，至少约或至少约2重量％的氧化铝。在各个实施方案中， 组合物包含约0. 1至约10重量％的氧化铝，0. 1至约4%的氧化铝或约1至约5%的氧化铝。一般而言，氧化钇、二氧化硅、氧化铝或其它氧化物用作烧结助剂以提高氮化硅涂层的强度和附着力。应当指出可提高含有相对较高量的氧化物，特别是含有相对较高量的二氧化硅和氧化铝的组合物中介质的量。具有相对较高量的介质的组合物的特征一般地为改进的流动性(参见实施例1)。涂覆坩埚的方法可将本公开内容所述涂料组合物通过化学气相沉积、等离子喷涂、刷涂、气溶胶喷涂、浇注或任何这些方法的组合而施涂于坩埚主体的至少一部分内表面上。通常，施涂在通风罩下在大气压力和低于涂料组合物的闪点的温度下进行。涂料组合物可以以单次施涂或多次施涂而施涂以达到所需厚度。当达到所需厚度时，可将涂覆坩埚加热以将基料、介质、 分散剂等蒸发并留下氮化硅和任何氧化物添加剂(例如氧化钇、二氧化硅、氧化铝等)作为涂层。也可将坩埚烧结以导致涂层的致密化和硬化。应当指出在其中使用多次施涂的实施方案中，可将坩埚在除最后施涂外的一次或多次中间施涂以后干燥、加热和/或烧结。一般而言，可将本文所述涂料组合物单独或组合施涂于坩埚侧壁的至少一部分内表面或坩埚侧壁的整个内表面上。如果坩埚包含多于一个侧壁，则可将涂料组合物施涂于一个或多个侧壁的至少一部分内表面或者一个或多个侧壁的整个表面上并可施涂于所有侧壁的整个内表面上。例如如图2所示，可将涂层从坩埚底部施涂至高度Hp坩埚底部与H1之间的距离可以为侧壁高度的至少约50%。在其它实施方案中，坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约70 %，或侧壁高度的甚至至少约85 %。在一些实施方案中，延伸至大约以下所述 (图3)凝固线S1上方，在其它实施方案中，延伸至大约坩埚顶部。一般而言，当半导体材料在坩埚中凝固时，坩埚内半导体材料的体积和材料的比例高度可变化。例如，当固化时硅体积增加。坩埚内表面的“凝固线”沿侧壁(或如果坩埚具有多于一个侧壁，则多个侧壁)内表面的周长延伸并相当于邻接凝固锭顶部的坩埚预期部分或锭顶部的预期上升。坩埚底部与凝固线之间的距离相当于坩埚底部与在坩埚内凝固的锭的顶部之间的距离，当坩埚底部尺寸不均勻(例如凹底坩埚)时，相当于坩埚底部接触侧壁的点处至凝固锭顶部的距离。底部10、顶部T和凝固线S1 —般性地阐述于图3中。一般而言，凝固线S1与坩埚侧壁的顶部T之间的距离小于侧壁高度的约25% (即接触坩埚底部的侧壁和侧壁顶部之间距离的约25%)以使凝固锭的尺寸最大化。在其它实施方案中该距离小于侧壁高度的约 15%，小于高度的约10%或甚至小于高度的约5%。在一些实施方案中，该距离为侧壁高度的0. 5至约25%。可将坩埚内表面用本公开内容的实施方案的涂料组合物在整个坩埚底部的内表面涂敷，和从坩埚底部至至少凝固线的侧壁内表面涂敷，，在其它实施方案中从坩埚底部至凝固线上方的距离的侧壁内表面涂覆。涂覆至侧壁内表面的凝固线上方的距离可以为侧壁高度的至少约0. 5 %，侧壁高度的至少约或侧壁高度的甚至至少约3%。根据本公开内容的一些实施方案，将第一涂料组合物施涂于坩埚侧壁内表面的第一区域上，并将第二涂料组合物施涂于侧壁内表面的第二区域上。例如可将两种涂料组合物施涂于坩埚侧壁的不同部分上，其中将一种涂料组合物施涂于锭相对更可能附着于其上的侧壁部分上，并将另一种涂料组合物施涂于侧壁的其它区域上。第二涂料组合物可含有在第一涂料组合物中不存在的添加剂。根据一些实施方案，第一涂料包含介质、氮化硅、分散剂和基料。另外或作为选择，第二涂料组合物可包含介质、氮化硅和氧化物添加剂如氧化铝、二氧化硅和氧化钇和/或其它氧化物(例如镧系元素)。氮化硅和/或氧化物添加剂可悬浮于介质中。在各个实施方案中以及如图4所示，可将第一组合物从坩埚5的底部10至高度H1 施涂于侧壁内表面上，并可将第二涂料组合物从大约H1至高度H2施涂于坩埚内表面上。坩埚底部与H1之间的距离可以为侧壁高度的至少约50%，在其它实施方案中，为侧壁高度的至少约70%或甚至至少约85%。可施涂第二涂料组合物的坩埚底部与高度压之间的距离可以为侧壁高度的至少约60% (例如当H1小于侧壁高度的约60%时)，侧壁高度的至少约 75% (例如当H1小于侧壁高度的约75%时)或甚至至少约90% (例如当H1小于侧壁高度的约90%时)。在其它实施方案中，延伸至凝固线S1上方，或甚至延伸至大约坩埚顶部 T (图 3)。在一些实施方案中，可将第一涂料组合物和第二涂料组合物施涂于坩埚侧壁的交叠部分。例如可将第一涂料从坩埚5的底部10施涂至高度H1,并可将第二涂料组合物施涂于氏以下的高度至高度H2，其中坩埚底部与H1和H2之间的距离如前所述。在这些实施方案中，H1甚至可延伸至凝固线S1或以上，或甚至延伸至大约坩埚顶部T。在其中第二涂料组合物含有氧化钇或其它氧化物且第一涂料组合物不包含这类添加剂的实施方案中，通过限制施涂第二组合物的硅润湿表面积的量，涂层的总氧含量可随凝固锭中氧的量按比例降低而降低。一般而言，可将在一些实施方案中不包含氧化物添加剂(例如氧化钇、二氧化硅和/或氧化铝等)的第一组合物施涂于坩埚底部。当将涂料组合物施涂于一部分坩埚内表面上时，可将组合物干燥以蒸发介质。一般而言，可将坩埚在任何气氛(例如包括环境空气、氮气、氩气或其混合物)下干燥。一般而言，当使用环境空气时，如果不是所有，则主要部分的介质在约20分钟以后，在其它实施方案中，在约30分钟以后或甚至40分钟以后蒸发。通过增加通风(例如通过使用循环空气)，干燥时间可成比例地降低。一般而言，当经与涂层接触涂层不附着或材料不转移至人手指上时，涂层是干燥的。可施涂并干燥涂料组合物数次以增加涂层的厚度。可将每次施涂在施涂另一涂层以前风干以除去介质。作为选择或者另外，可使用如下更详细描述的加热。在一些实施方案中，施涂涂料组合物并干燥至少约2次，在其它实施方案中，至少约4次或甚至约8次。在各个实施方案中，施涂涂料组合物直至实现至少约50 μ m的厚度，在其它实施方案中，至少约 100 μ m，至少约250 μ m，至少约500 μ m或甚至至少约750 μ m。在几个实施方案中，施涂涂料组合物直至实现约50 μ m至约1000 μ m,约100 μ m至约750 μ m或约250 μ m至约750 μ m 的厚度。一般而言，增加的涂层厚度导致所得锭中的氧含量降低，如果涂料组合物本身含有最小量的氧的话特别如此。在实现所需厚度(或如果坩埚内表面上需要大于一个厚度范围的话多个厚度)以后，可将坩埚加热至足以除去任何基料、分散剂、增塑剂等的温度。一般而言，加热可通过将具有施涂的涂料组合物的坩埚加热直至实现所需温度而实现。可除去基料、分散剂和/或增塑剂直至涂层含有小于5重量％的残留碳，或小于约3%或小于约1重量％的残留碳。在一些实施方案中，将坩埚加热至至少约150°C，至至少约20(TC，至至少约30(TC，至至少约 400°C或甚至至至少约750°C以除去任何基料、增塑剂和分散剂化合物。在各个其它实施方案中，可将坩埚加热至约100-750°C或400-750°C。可将坩埚加热至少约1小时，在其它实CN 102549201 A施方案中，至少约2小时，至少约3小时或约1至约5小时。在一些实施方案中，将坩埚加热至至少约300°C至少约2小时。气氛可以是约60托(0. 08atm)至约1个大气压或约150 托(0.20atm)至约1个大气压的压力(真空)。在其它实施方案中，使用大气压以上的压力，例如至少1个大气压，至少2个大气压或甚至至少5个大气压的压力。可将坩埚在惰性气体如氮气、氦气或氩气的存在下加热。环境空气也可用作加热期间的气氛，但由于它可能将氧引入涂层中，所以是较不优选的。另外，如本领域技术人员所理解，可控制炉的构造材料以及气流以避免涂层的氧化。另外或者作为坩埚加热的另一选择，也可将坩埚烧结以使涂层致密化。在如上所述其中加热坩埚以除去任何残留介质和基料和增塑剂的实施方案中，烧结可在除去任何残留介质、溶剂、基料和/或增塑剂以后进行，或烧结可另外用于除去一种或多种这些组分。 在某些实施方案中，烧结在硅装料的熔化期间进行以使加工时间最小化。为实现烧结，可将坩埚加热至至少约1000°c，在另一实施方案中至少约1100°C的温度。可将坩埚烧结至少约 1小时，在其它实施方案中，至少约2小时，至少约3小时或约1小时至约5小时。在一些实施方案中，将坩埚在至少约1100°C的温度下烧结至少约3小时。可将坩埚在惰性气体如氮气、氦气或氩气的存在下烧结。气氛可以是约60托(0. OSatm)至约1个大气压或约150托 (0. 20atm)至约1个大气压的压力(真空)。在其它实施方案中，使用大气压以上的压力， 例如至少1个大气压，至少2个大气压或甚至至少5个大气压的压力。在下文实施例6中测试在不同的加热和/或烧结处理以后保留在坩埚上的残留碳水平。当将一种或多种涂料组合物施涂于坩埚侧壁的内表面上时，可将可包含氧化物添加剂(氧化钇、二氧化硅、氧化铝等)的第二组合物施涂于坩埚的第二区域上并干燥。可重复该操作直至实现所需厚度。然后可将不包含添加剂的第一组合物施涂于坩埚的第一区域上并干燥。可将第一组合物重复地施涂并干燥以实现所需厚度。第一涂层和第二涂层在施涂以后和/或干燥以后可在一部分坩埚内表面上相互交叠而不偏离本公开内容的范围。涂覆坩埚如上所讨论，使用一种或多种施涂方法将涂料组合物施涂于一部分或所有内表面上并可将涂料组合物以各种方法干燥，取决于所施涂涂料的类型和数量和所得涂层的所需组成。一般而言，通过在环境温度下干燥坩埚，介质蒸发以留下氮化硅和一部分基料、增塑齐 、分散剂和/或氧化物添加剂(氧化钇、二氧化硅、氧化铝等)。通过加热坩埚，残留基料、 增塑剂和/或分散剂可蒸发，留下氮化硅、任何氧化物添加剂和残留碳。如实施例6所示， 通过将坩埚加热至400°C至少2小时，涂层中的残留碳浓度可降至涂层的小于1重量％。在一些实施方案，包括其中用于涂覆一部分坩埚的涂料组合物不包含氧化物添加剂的实施方案中，坩埚涂层可包含至少约90重量％的氮化硅。在其它实施方案中，涂层包含至少约95重量％的氮化硅或甚至至少约97. 5重量％的氮化硅。涂层可包含小于约1重量％的碳。应当指出标题为“涂覆坩埚”的该部分中所述的涂料组合物指在如以上标题为 “涂覆坩埚的方法”的部分所述加热步骤(例如加热至至少约300°C )和任选烧结步骤以后涂层的组成。在各个实施方案中，涂层遍布坩埚侧壁的整个内表面(在一些实施方案中侧壁) 或侧壁一部分内表面上。如上关于可施涂涂料组合物且如图2所示的区域所述，涂层可遍布坩埚底部的内表面和由坩埚底部延伸至高度H1的侧壁内表面。
在一些实施方案中，覆盖坩埚侧壁第一区域的涂层可包含氮化硅和一定量的烧结剂(例如氧化物添加剂如氧化钇、二氧化硅或氧化铝)。在这种实施方案中，除烧结剂外，涂层可包含至少约40重量％的氮化硅，至少约60%的氮化硅或甚至至少约80重量％的氮化娃。涂层可包含至少约0. 5重量％的氧化钇。在其它实施方案中，涂层可包含至少约1 重量％的氧化钇，至少约5%，至少约10%，至少约15%或甚至至少约20重量％的氧化钇。 在各个实施方案中，涂层包含约0. 5至约25重量％的氧化钇，约0. 5至约20重量％，约0. 5 至约10重量％或约1至约20重量％的氧化钇。涂层中氧化钇与氮化硅的质量比可以为至少约1 20，在其它实施方案中，至少约1 10，至少约2 5或甚至至少约4 5。作为选择或者另外，不同于氧化钇的氧化物添加剂如二氧化硅和/或氧化铝可存在于涂层中。其它合适的氧化物添加剂可包括镧系氧化物。在一些实施方案中，涂层包含至少约0. 5重量％的二氧化硅。在其它实施方案中，涂层可包含至少约1重量％的二氧化硅，至少约5%，至少约10%，至少约15%，或甚至至少约20重量％的二氧化硅。在各个其它实施方案中，涂层包含约0. 5至约25重量％的二氧化硅，约0. 5至约20重量％，约0. 5 至约10重量％或约1至约20重量％的二氧化硅。坩埚涂层可包含一定量的氧化铝，在一些实施方案中，含有至少约0. 5重量％的氧化铝。在其它实施方案中，涂层包含至少约1重量％的氧化铝，至少约5%或甚至至少约 10重量％的氧化铝。在各个其它实施方案中涂层包含约0. 5至约25重量％的氧化铝，约 0. 5至约20重量％，约0. 5至约10重量％或约1至约20重量％的氧化铝。在具体实施方案中，坩埚侧壁内表面上的涂层基本由氮化硅、烧结剂(例如氧化钇、二氧化硅或氧化铝)和碳组成。涂层中碳的量可以为小于约1重量％的碳。本公开内容的涂覆坩埚可包含多于一层施涂于坩埚侧壁内表面上的涂层。坩埚可包含在侧壁内表面的第一区域上的第一涂层和在侧壁内表面的第二区域上的第二涂层。在一些实施方案中，第二涂层包含在第一涂层中不存在的添加剂如氧化钇。作为选择或者另外，第一涂层可包含在第二涂层中不存在的添加剂。可将含有烧结剂(例如氧化钇、二氧化硅或氧化铝)的涂料施涂于坩埚侧壁的整个内表面上或可施涂于一部分侧壁(例如如图4所示H1与吐之间)上。这种涂料提供改进的锭释放特征，所以可理想地施涂该涂料至其中改进的锭释放特征是理想的坩埚部分， 通常在向上定向凝固应用中侧壁顶部附近的部分上。然而，还应当指出这类涂料可将氧引入锭中。因而，还可理想地使这类涂料的使用最小化。这种涂层的量和位置可基于所需的释放特征和锭氧含量确定。如上关于施涂第一和第二涂料组合物所述以及参考图4，第一涂层可从坩埚底部延伸至高度H1且第二涂层可从大约H1延伸至高度H2。当涂覆坩埚含有两层涂层时，第一涂层可包含氮化硅并可包含由任何基料、增塑剂、分散剂等留下的残留碳。第一涂层可包含小于约1重量％的碳。第一涂层甚至可基本由氮化硅和碳组成。第二涂层可包含氮化硅和烧结剂(例如氧化钇、二氧化硅或氧化铝)。第二涂层可包含至少约40重量％的氮化硅，至少约60%或至少约80重量％的氮化硅。第二涂层中烧结剂与氮化硅的质量比可以为至少约1 20，至少约1 10，至少约2 5，或甚至至少约4 5。第二涂层可包含至少约0.5重量％的氧化钇或至少约1%，至少约5%，至少约10 %，至少约15 %或甚至至少约20重量%的氧化钇。在一些实施方案中，第二涂层包含约 0.5至约25重量％的氧化钇。第二涂层可包含一定量的二氧化硅，在一些实施方案中，包含至少约0. 5重量％ 的二氧化硅，至少约1%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，至少约20%或约0.5至约 25重量％的二氧化硅。第二涂层还可包含一定量的氧化铝。在一些实施方案中，包含至少约0. 5重量％的氧化铝，至少约1 %，至少约5%，至少约10%或约0. 5至约25重量％的氧化铝。第二涂层可包含氮化硅和任何烧结剂组合(例如氧化钇、二氧化硅和氧化铝的任何组合)。第二涂层可基本由氮化硅、烧结剂和碳组成。在其中仅将一层涂层施涂于坩埚侧壁内表面上，或甚至当施涂多层涂层时的实施方案中，如果多于一层，则任何或甚至所有涂层的厚度可相当于上述厚度。制备锭的方法公开内容的一方面涉及硅锭的制备，特别是硅锭的制备。在其中需要通过定向凝固方法制备的多晶硅锭的实施方案中，可将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料。可应用多晶硅的涂覆坩埚一般如上所述。结晶方法一般由K. Fujiwara等人描述于Directional Growth Medium to Obtain High Quality Polycrystalline Silicon from its Melt, Journal of Crystal Growth四2，第沘2_285页Q006)中，通过引用将其所有相关和一致目的的内容并入本文中。当装载入本公开内容的涂覆坩埚中时，可将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体。可将硅装料加热至至少约1410°C以形成硅熔体，在另一实施方案中加热至至少约1450°C以形成硅熔体。当已制备硅熔体时，可将熔体例如在定向凝固方法中凝固。 然后可将锭切成尺寸匹配几种所需太阳能电池尺寸的一片或多片。晶片可通过例如使用线锯切割这些片以产生已切割晶片。通过定向凝固产生的多晶硅为颗粒相对于彼此的取向无规则(由于坩埚壁上高密度的异相成核位置)的晶粒的聚集。所得多晶硅锭的平均公称晶粒粒度可以为约Imm至约15mm，在其它实施方案中，平均公称晶粒粒度为约5mm至约25mm或约5mm至约15mm。硅片可通过例如使用线锯切割锭而生产。所得硅片具有以上关于多晶锭所述的平均公称晶粒粒度。具有低氧含量的锭一般而言，已发现通过使用具有足够厚度的涂层且含有最小的氧来源(即氧化钇、二氧化硅、氧化铝等)的坩埚和通过在涂料组合物中使用C1-Cltl醇介质而不是水，以及任选通过将这些涂层在惰性气氛中烧结，所得多晶锭和晶片的特征是降低的氧含量和成比例降低的光诱导降解。现在参考图5，根据本公开内容制备的锭，即通过使用在醇介质中且具有基料和分散剂的氮化硅涂层，在锭的所有部分(即从顶部至底部)上含有较少的氧。根据本公开内容的实施方案的硅锭可具有底部、顶部和高度H3，其中H3相当于锭的底部与顶部之间的平均距离。如图5所示，所生长的锭中的氧含量一般从锭的底部至锭的顶部降低，其中锭的顶部和底部相当于如在坩埚中生长的顶部和底部。关于这点，应当指出如本文所示氧浓度曲线指所生长的多晶锭的浓度曲线。关于这点，锭可不含切割标记，其由通过线锯切割或相反的锭显示。如本文所示锭的底部和顶部相当于凝固以后锭的底部和顶部。这使锭的特征为沿着所凝固的锭的高度的氧浓度。硅锭可通过如上所述定向凝固方法生产。锭可含有平均公称晶粒粒度为约Imm至约15mm的多晶硅。在其它实施方案中，平均公称晶粒粒度为约5mm至约25mm或约5mm至约 15mm。在一些实施方案中，在H3的约20%高度处锭的氧浓度小于约4. 5ppma。在其它实施方案中，在H3的约20%高度处锭的氧浓度小于约4. Oppma, 3. Oppma或甚至2. Oppma。在氏的约20%高度至H3的约80%高度之间，锭的氧浓度可以小于约3. Oppma，在其它实施方案中，小于约2. Oppma。在一个具体实施方案中，底部与顶部之间锭的氧浓度小于约2. 5ppma, 在另一实施方案中，小于约2. Oppma。一般而言，氧含量可使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量。例如，氧浓度可通过在感兴趣的高度处从锭上切下2mm厚的硅块并通过FIlR测量氧含量而测定。一般而言，锭的形状相当于在其中将它凝固的坩埚，在一些实施方案中，锭形状为矩形或甚至正方形。具有低氧含量的晶片如图5所示，沿着本公开内容的锭的整个高度的氧浓度小于传统锭所显示的最低氧浓度。因此，沿着锭的整个高度生产的晶片会显示出比由传统锭生产的所有晶片更低的氧含量。在本公开内容的一些实施方案中，硅片具有小于约2. 5ppma的氧浓度。在其它实施方案中，硅片具有小于约2. 25ppma,小于约2ppma，小于约1. 75ppma,小于约1. 5ppma或甚至小于约1. 25ppma的氧浓度。在各个其它实施方案中，晶片具有约0. 1至约3ppma，约 0. 5至约3ppma，约0. 75至约3ppma，约1至约3ppma，约0. 75至约2. 5ppma,约0. 75至约 2. 25ppma,约0. 75至约2ppma或约0. 75至约1. 75ppma的氧含量。晶片可含有多晶硅。平均公称晶粒粒度可以为约Imm至约15mm，约5mm至约25mm 或约5mm至约15mm。在一些实施方案中，晶片为矩形(包括正方形晶片)。晶片的特征可以为任何形状而不偏离本公开内容的范围。
实施例实施例1 用氮化硅涂料组合物涂覆坩埚下表1的涂料组合物通过称出一定量的异丙醇放入足够大的烧杯中而制备。分别称出一定量的分散剂(S0LSPERSE 20000)、基料(PVB(B-76))、增塑剂(PEG(CARBOWAX 400))和氮化硅粉。将烧杯和介质放入加热板上。将高剪切叶轮式混合器放入流体中。将烧杯盖上以使蒸发损失最小化。将介质搅拌加热至60-80°C的温度。加入PVB并搅拌直至基料分解且流体变成粘性流体。在混合(约15分钟)以后，流体颜色达到更清澈状态。将分散剂和PEG搅拌加入搅拌流体中。关掉加热板并将混合物搅拌5分钟。将内容物倒出，同时在聚乙烯容器中变暖。将氮化硅研磨球(直径IOmm)加入容器中用于研磨。 将聚乙烯盖拧在容器的开口端以使混合物的泄漏或介质的蒸发最小化。打开研磨容器并加入预先称出的氮化硅粉。关闭容器并放在以60rpm的速度转动的研磨设备上。将混合物研磨6小时以确保彻底混合。然后使用组合物涂覆二氧化硅坩埚(68CmX68CmX42Cm)的内表面。使用常用于油漆施涂的泡沫施涂器将釉浆刷在表面上。将组合物首先施涂于棱角，然后施涂于直立壁上，然后施涂于坩埚底部。在可感知的介质蒸发和覆盖滴表面以前刷去任何泥浆或液滴。使组合物在通风区域中在室温下在空气中干燥约30-45分钟。将组合物施涂三次(在中间干燥)以上以建立四程涂层。 将基料、分散剂和增塑剂通过加热至300-40(TC的温度2小时而除去。然后将坩埚加热至1100°c的温度3小时以烧结涂层。涂层厚度在烧结以前为400 μ m,在烧结以后为 290-325 μ m。将270kg硅装料加入涂覆坩埚中并定向凝固。凝固的锭很好地从坩埚中释放。
权利要求
1.一种用于容纳熔融半导体材料的坩埚，所述坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔，侧壁具有内表面和外表面；和在侧壁内表面的第一区域上的第一涂层；在侧壁内表面的第二区域上的第二涂层，其中第二涂层包含在第一涂层中不存在的添加剂。
2.根据权利要求1的坩埚，其中第一涂层从坩埚底部延伸至高度H1且第二涂层从大约 H1延伸至高度H2。
3.根据权利要求2的坩埚，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约50%。
4.根据权利要求2或权利要求3的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约60%或侧壁高度的至少约75%或至少约90%。
5.根据权利要求2或权利要求3的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
6.根据权利要求2或权利要求3的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
7.根据权利要求2的坩埚，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约70%。
8.根据权利要求7的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约75% 或侧壁高度的至少约90%。
9.根据权利要求7的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
10.根据权利要求7的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
11.根据权利要求2的坩埚，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约85%。
12.根据权利要求11的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 90%。
13.根据权利要求12的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
14.根据权利要求12的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
15.根据权利要求1-14中任一项的坩埚，其中第一涂层包含氮化硅。
16.根据权利要求15的坩埚，其中第一涂层基本由氮化硅和碳组成。
17.根据权利要求15的坩埚，其中第一涂层包含小于约1重量％的碳。
18.根据权利要求1-17中任一项的坩埚，其中第二涂层包含氮化硅和烧结剂。
19.根据权利要求18的坩埚，其中第二涂层包含至少约40重量％的氮化硅，至少约 60%或至少约80重量％的氮化硅。
20.根据权利要求18或权利要求19的坩埚，其中第二涂层包含至少约0.5重量％的氧化钇作为烧结剂或至少约1 %，至少约5 %，至少约10 %，至少约15 %，至少约20 %或约0. 5 至约25重量％的氧化钇作为烧结剂。
21.根据权利要求18-20中任一项的坩埚，其中第二涂层包含至少约0.5重量％的二氧化硅作为烧结剂，或至少约1 %，至少约5 %，至少约10 %，至少约15 %，至少约20 %，或约 0. 5至约25重量％的二氧化硅作为烧结剂。
22.根据权利要求18-21中任一项的坩埚，其中第二涂层包含至少约0.5重量％的氧化铝作为烧结剂或至少约1 %，至少约5%，至少约10%或约0. 5至约25重量％的氧化铝作为烧结剂。
23.根据权利要求18-20中任一项的坩埚，其中第二涂层基本由氮化硅、烧结剂和碳组成。
24.根据权利要求23的坩埚，其中烧结剂选自氧化钇、二氧化硅、氧化铝及其组合。
25.根据权利要求23的坩埚，其中烧结剂为氧化钇。
26.根据权利要求23的坩埚，其中烧结剂为二氧化硅。
27.根据权利要求18-26中任一项的坩埚，其中第二涂层包含小于约1重量％的碳。
28.根据权利要求18的坩埚，其中第二涂料组合物中烧结剂与氮化硅的质量比为至少约1 20或至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
29.根据权利要求1- 中任一项的坩埚，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
30.根据权利要求1- 中任一项的坩埚，其中坩埚主体包含二氧化硅。
31.根据权利要求118中任一项的坩埚，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
32.根据权利要求1-31中任一项的坩埚，其中坩埚底部的内表面涂有第一涂层。
33.根据权利要求1-32中任一项的坩埚，其中第一涂层的厚度为至少约50μ m，至少约 100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m或约50 μ m至约1000 μ m。
34.根据权利要求1-33中任一项的坩埚，其中第二涂层的厚度为至少约50μ m，至少约 100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m或约50 μ m至约1000 μ m。
35.根据权利要求1-34中任一项的坩埚，其中坩埚形状为矩形。
36.根据权利要求1-35中任一项的坩埚，其中坩埚通过将坩埚用第一和第二涂料组合物涂覆以形成第一和第二涂层而制备。
37.根据权利要求2和15-36中任一项的坩埚，其中第二涂层延伸至H1下方使得第一涂层和第二涂层沿着一部分坩埚侧壁交叠。
38.根据权利要求37的坩埚，其中H1延伸至凝固线S1上方。
39.根据权利要求37或权利要求38的坩埚，其中H1延伸至大约坩埚顶部。
40.根据权利要求37-39中任一项的坩埚，其中在交叠的涂层部分，第一涂层位于坩埚侧壁与第二涂层之间。
41.根据权利要求37-39中任一项的坩埚，其中在交叠的涂层部分，第二涂层位于坩埚侧壁与第一涂层之间。
42.一种制备多晶硅锭的方法，所述方法包括将多晶硅装载入根据权利要求1-41中任一项的坩埚中；将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体；和将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。
43.一种通过权利要求42的方法制备的多晶硅锭。
44.一种制备多晶硅晶片的方法，所述方法包括根据权利要求42制备多晶硅锭并切割所述锭以产生晶片。
45.一种通过权利要求44的方法生产的多晶硅晶片。
46.一种改进坩埚的锭释放特征的方法，坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔，侧壁具有内表面和外表面，所述方法包括将第一涂料组合物施涂于侧壁内表面的第一区域上；和将第二涂料组合物施涂于侧壁内表面的第二区域上。
47.根据权利要求46的方法，其中将第一涂料组合物从坩埚底部至高度H1施涂于侧壁内表面上并将第二涂料组合物从大约H1至高度H2施涂于坩埚内表面上。
48.根据权利要求47的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 50%。
49.根据权利要求47或权利要求48的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约60%，侧壁高度的至少约75%或至少约90%。
50.根据权利要求47或权利要求48的方法，其中压延伸至大约凝固线S1上方。
51.根据权利要求47或权利要求48的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
52.根据权利要求47的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 70%。
53.根据权利要求52的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约75% 或侧壁高度的至少约90%。
54.根据权利要求52的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
55.根据权利要求52的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
56.根据权利要求47的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 85%。
57.根据权利要求56的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 90%。
58.根据权利要求57的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
59.根据权利要求58的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
60.根据权利要求46-59中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含在第一涂料组合物中不存在的添加剂。
61.根据权利要求46-60中任一项的方法，其中第一涂料组合物包含介质、氮化硅和基料以增强涂层在坩埚上的附着力。
62.根据权利要求61的方法，其中氮化硅为悬浮于介质中的颗粒。
63.根据权利要求61或权利要求62的方法，其中第一涂料组合物包含至少约5重量％ 的氮化硅或至少约15%，至少约30重量％的氮化硅，约5至约50%，约15至约50重量％ 的氮化硅，约10至约40重量％的氮化硅，约30至约40重量％的氮化硅或约37至约37. 7 重量％的氮化硅。
64.根据权利要求62或权利要求63的方法，其中介质为C1-Cltl醇。
65.根据权利要求61-63中任一项的方法，其中介质为异丙醇。
66.根据权利要求61-65中任一项的方法，其中第一涂料组合物包含至少约10重量％ 的介质，至少约30%，至少约50重量％的介质，至少约70重量％的介质，约10至约80重量％的介质，约30至约70%，约40至约60%，约45至约55重量％的介质或约47. 9至约 50. 6重量％的介质。
67.根据权利要求61-66中任一项的方法，其中基料为聚乙烯醇缩丁醛。
68.根据权利要求61-67中任一项的方法，其中第一涂料组合物包含至少约0.5重量％ 的基料，至少约2%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，约0. 5至约20%，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%，约2至约8%或约5. 4至约6. 8重量％的基料。
69.根据权利要求61-68中任一项的方法，其中组合物包含甲基环氧乙烷聚合物分散剂。
70.根据权利要求61-69中任一项的方法，其中第一涂料组合物包含至少约0.05重量％的分散剂，至少约0. 1%，至少约0.5%，至少约1%，至少约5%，约0.05至约10%，约 0. 05至约5%，约0. 5至约2. 5%或约1. 6至约2. 1重量％的分散剂。
71.根据权利要求61-70中任一项的方法，其中第一涂料组合物包含聚乙二醇增塑剂。
72.根据权利要求61-71中任一项的方法，其中第一涂料组合物包含至少约0.5重量％ 的增塑剂或至少约2 %，至少约5 %，至少约8 %，至少约12 %，约0. 5至约20 %，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%或约5. 4至约5. 8重量％的增塑剂。
73.根据权利要求61-72中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含介质、氮化硅和烧结剂。
74.根据权利要求73的方法，其中氮化硅和烧结剂为悬浮于介质中的颗粒。
75.根据权利要求73或权利要求74的方法，其中第二涂料组合物包含至少约5重量％ 的氮化硅或至少约15 %，至少约30 %，约5至约50 %，约15至约50 %，约10至约40 %，约 30至约40%或约37至约37. 7重量％的氮化硅。
76.根据权利要求73-75中任一项的方法，其中介质为C1-Cltl醇。
77.根据权利要求73-75中任一项的方法，其中介质为异丙醇。
78.根据权利要求73-77中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含至少约10重量％ 的介质或至少约30 %，至少约50 %，至少约70 %，约10至约80 %，约30至约70 %，约40至约60%，约45至约55%或约47. 9至约50. 6重量％的介质。
79.根据权利要求73-78中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含聚乙烯醇缩丁醛基料。
80.根据权利要求73-79中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含至少约0.5重量％ 的基料，至少约2%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，约0. 5至约20%，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%，约2至约8%或约5. 4至约6. 8重量％的基料。
81.根据权利要求73-80中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含甲基环氧乙烷聚合物分散剂.
82.根据权利要求73-81中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含至少约0.05重量％的分散剂或至少约0.1%，至少约0.5%，至少约1 %，至少约5 %，约0. 05至约10 %，约 0. 05至约5%，约0. 5至约2. 5%或约1. 6至约2. 1重量％的分散剂。
83.根据权利要求73-82中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含聚乙二醇增塑剂。
84.根据权利要求73-83中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含至少约0.5重量％ 的增塑剂或至少约2 %，至少约5 %，至少约8 %，至少约12 %，约0. 5至约20 %，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%或约5. 4至约5. 8重量％的增塑剂。
85.根据权利要求73-84中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含至少约0.1重量％ 的氧化钇作为烧结剂或至少约0.5%，至少约1 %，至少约5 %，至少约7.5%，至少约12 %， 约ο. 1至约40%或约0. 1至约20重量％的氧化钇作为烧结剂。
86.根据权利要求73-85中任一项的方法，其中第二涂料组合物中氧化钇与氮化硅的质量比为至少约1 20或至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
87.根据权利要求73-86中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含0.1重量％的二氧化硅作为烧结剂或至少约0. 5%，至少约1 %，至少约3%，约0. 1至约10%，约0. 1至约 5%或约1至约5重量％的二氧化硅作为烧结剂。
88.根据权利要求73-87中任一项的方法，其中第二涂料组合物包含至少约0.1重量％ 的氧化铝作为烧结剂或至少约0. 5%，至少约1%，至少约2%，约0. 1至约10%，约0. 1至约4%或约1至约5重量％的氧化铝作为烧结剂。
89.根据权利要求46-88中任一项的方法，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
90.根据权利要求46-88中任一项的方法，其中坩埚主体包含二氧化硅。
91.根据权利要求46-88中任一项的方法，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
92.根据权利要求46-91中任一项的方法，其中将第一涂料组合物施涂于坩埚底部。
93.根据权利要求46-92中任一项的方法，其包括将介质从第一组合物中蒸发和将介质从第二组合物中蒸发。
94.根据权利要求46-93中任一项的方法，其包括多次施涂第一或第二组合物。
95.根据权利要求46-94中任一项的方法，其中将第一和第二涂料组合物刷在坩埚侧壁上。
96.根据权利要求46-94中任一项的方法，其中将第一和第二涂料组合物喷雾于坩埚侧壁上。
97.根据权利要求46-96中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂第一和第二涂料组合物以后加热至至少约150°C的温度，或在施涂第一和第二涂料组合物以后加热至至少约 200°C，至少约300°C或至少约400°C。
98.根据权利要求96或权利要求97的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
99.根据权利要求46-98中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂第一和第二涂料组合物以后加热至至少约1000°C的温度。
100.根据权利要求46-98中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂第一和第二涂料组合物以后加热至至少约1100°c的温度。
101.根据权利要求99或权利要求100的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
102.根据权利要求97-101中任一项的方法，其中将坩埚在选自氩气、氮气和氦气的气氛中加热。
103.根据权利要求47和60-102中任一项的方法，其中将第二涂料组合物施涂于H1下方使得将第一涂料组合物和第二涂料组合物施涂于坩埚侧壁的交叠部分上。
104.根据权利要求103的方法，其中H1延伸至凝固线S1上方。
105.根据权利要求103或权利要求104的方法，其中H1延伸至大约坩埚顶部。
106.根据权利要求103-105中任一项的方法，其中第一涂料组合物在第二涂料组合物之前施涂。
107.根据权利要求103-105中任一项的方法，其中第二涂料组合物在第一涂料组合物之前施涂。
108.一种用于容纳熔融半导体材料的坩埚，所述坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔，侧壁具有内表面和外表面；和在侧壁一部分内表面上的涂层，涂层包含氮化硅及选自氧化钇和二氧化硅的烧结剂。
109.根据权利要求108的坩埚，其中涂层包含至少约40重量％的氮化硅或至少约 60%或至少约80重量％的氮化硅。
110.根据权利要求108或权利要求109的坩埚，其中涂层包含至少约0.5%，至少约 1 %，至少约5 %，至少约10 %，至少约15 %，至少约20 %，约0. 5至约25重量％的氧化钇。
111.根据权利要求108-110中任一项的坩埚，其中涂层包含至少约0.5重量％的二氧化硅或至少约1%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，至少约20%或约0.5至约25重量％的二氧化硅。
112.根据权利要求108-111中任一项的坩埚，其中涂层包含至少约0.5重量％的氧化铝或至少约1%，至少约5%，至少约10%或约0.5至约25重量％的氧化铝。
113.根据权利要求108-110中任一项的坩埚，其中涂层基本由氮化硅、烧结剂和碳组成。
114.根据权利要求113的坩埚，其中烧结剂选自氧化钇、二氧化硅、氧化铝及其组合。
115.根据权利要求113的坩埚，其中烧结剂为氧化钇。
116.根据权利要求113的坩埚，其中烧结剂为二氧化硅。
117.根据权利要求108-116中任一项的坩埚，其中涂层包含小于约1重量％的碳。
118.根据权利要求108的坩埚，其中涂料组合物中氧化钇与氮化硅的质量比为至少约 1 20，至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
119.根据权利要求108-118中任一项的坩埚，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
120.根据权利要求108-118中任一项的坩埚，其中坩埚主体包含二氧化硅。
121.根据权利要求108-118中任一项的坩埚，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
122.根据权利要求108-121中任一项的坩埚，其中坩埚底部的内表面涂有涂层。
123.根据权利要求108-122中任一项的坩埚，其中涂层厚度为至少约50μ m，至少约 100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m或约50 μ m至约1000 μ m。
124.根据权利要求108-122中任一项的坩埚，其中坩埚形状为矩形。
125.根据权利要求108-124中任一项的坩埚，其中涂层遍布侧壁整个内表面。
126.根据权利要求108-124中任一项的坩埚，其中涂层从高度H1延伸至高度H2。
127.根据权利要求126的坩埚，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 50%。
128.根据权利要求1 或权利要求127的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约60%，或侧壁高度的至少约75%或至少约90%。
129.根据权利要求1 或权利要求127的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
130.根据权利要求1 或权利要求127的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
131.根据权利要求126的坩埚，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 70%。
132.根据权利要求131的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 75%或侧壁高度的至少约90%。
133.根据权利要求131的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
134.根据权利要求131的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
135.根据权利要求126的坩埚，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 85%。
136.根据权利要求135的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 90%。
137.根据权利要求135的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
138.根据权利要求135的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
139.根据权利要求126的坩埚，其中H1在大约坩埚底部。
140.根据权利要求139的坩埚，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 25%或侧壁高度的至少约50%或至少约75%。
141.根据权利要求139的坩埚，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
142.根据权利要求139的坩埚，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
143.根据权利要求108-142中任一项的坩埚，其中坩埚通过将坩埚用涂料组合物涂覆以形成涂层而制备。
144.一种制备多晶硅锭的方法，所述方法包括将多晶硅装载入根据权利要求108-142中任一项的坩埚中；将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体；和将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。
145.一种通过权利要求144的方法制备的多晶硅锭。
146.一种制备多晶硅晶片的方法，所述方法包括根据权利要求144的方法制备多晶硅锭并切割所述锭以产生晶片。
147.—种通过权利要求146的方法生产的多晶硅晶片。
148.一种改进坩埚的锭释放特征的方法，坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔，侧壁具有内表面和外表面，所述方法包括将组合物施涂于侧壁一部分内表面，所述组合物包含介质、氮化硅及选自氧化钇和二氧化硅的烧结剂。
149.根据权利要求148的方法，其中氮化硅和烧结剂为悬浮于介质中的颗粒。
150.根据权利要求148或权利要求149的方法，其中组合物包含至少约5重量％的氮化硅或至少约15 %，至少约30 %，约5至约50 %，约15至约50 %，约10至约40 %，约30至约40%或约37至约37. 7重量％的氮化硅。
151.根据权利要求148-150中任一项的方法，其中介质为C1-Cltl醇。
152.根据权利要求148-150中任一项的方法，其中介质为异丙醇。
153.根据权利要求148-152中任一项的方法，其中组合物包含至少约10重量％的介质或至少约30 %，至少约50 %，至少约70 %，约10至约80 %，约30至约70 %，约40至约 60%，约45至约55%或约47. 9至约50. 6重量％的介质。
154.根据权利要求148-153中任一项的方法，其中组合物包含聚乙烯醇缩丁醛。
155.根据权利要求148-154中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.5重量％的基料，至少约2%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，约0.5至约20%，约0.5至约10%， 约0. 5至约8%，约2至约8%或约5. 4至约6. 8重量％的基料。
156.根据权利要求148-155中任一项的方法，其中组合物包含分散剂。
157.根据权利要求156的方法，其中分散剂为甲基环氧乙烷聚合物。
158.根据权利要求148-157中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.05重量％的分散剂或至少约0.1%，至少约0.5%，至少约1 %，至少约5 %，约0. 05至约10 %，约0. 05至约5%，约0. 5至约2. 5%或约1. 6至约2. 1重量％的分散剂。
159.根据权利要求148-158中任一项的方法，其中涂料组合物包含增塑剂。
160.根据权利要求159的方法，其中增塑剂为聚乙二醇。
161.根据权利要求148-160中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.5重量％的增塑剂或至少约2%，至少约5%，至少约8%，至少约12%，约0. 5至约20%，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%或约5. 4至约5. 8重量％的增塑剂。
162.根据权利要求148-161中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.1重量％的氧化钇或至少约0.5%，至少约1 %，至少约5 %，至少约7.5%，至少约12 %，约0. 1至约40重量％的氧化钇或约0. 1至约20重量％的氧化钇。
163.根据权利要求148-162中任一项的方法，其中组合物中烧结剂与氮化硅的质量比为至少约1 20或至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
164.根据权利要求148-163中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.1重量％的二氧化硅或至少约0.5%，至少约1 %，至少约3 %，约0. 1至约10 %，约0. 1至约5 %或约1至约5重量％的二氧化硅。
165.根据权利要求148-164中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.1重量％的氧化铝或至少约0.5%，至少约1 %，至少约2 %，约0. 1至约10 %，约0. 1至约4 %或约1至约 5重量％的氧化铝。
166.根据权利要求148-165中任一项的方法，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
167.根据权利要求148-165中任一项的方法，其中坩埚主体包含二氧化硅。
168.根据权利要求148-165中任一项的方法，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
169.根据权利要求148-168中任一项的方法，其中将涂料施涂于坩埚底部。
170.根据权利要求148-169中任一项的方法，其包括将介质从组合物中蒸发。
171.根据权利要求148-170中任一项的方法，其包括多次施涂组合物。
172.根据权利要求148-171中任一项的方法，其中将组合物刷在坩埚侧壁上。
173.根据权利要求148-171中任一项的方法，其中将组合物喷雾于坩埚侧壁上。
174.根据权利要求148-173中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂组合物以后加热至至少约150°C的温度，或在施涂第一和第二涂料组合物以后加热至至少约200°C，至少约 300°C或至少约400°C。
175.根据权利要求174的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
176.根据权利要求148-175中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂组合物以后加热至至少约1000°C的温度。
177.根据权利要求148-175中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂组合物以后加热至至少约1100°C的温度。
178.根据权利要求176或权利要求177的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
179.根据权利要求174-178中任一项的方法，其中将坩埚在选自氩气、氮气和氦气的气氛中加热。
180.根据权利要求148-179中任一项的方法，其中将组合物施涂于侧壁整个内表面上。
181.—种改进坩埚的锭释放特征的方法，坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳半导体材料的空腔，侧壁具有内表面和外表面，所述方法包括将组合物施涂于侧壁一部分内表面上，组合物包含介质、氮化硅、分散剂和基料以增强涂层在坩埚上的附着力。
182.根据权利要求181的方法，其中氮化硅为悬浮于介质中的颗粒。
183.根据权利要求181或权利要求182的方法，其中组合物包含至少约5重量％的氮化硅或至少约15重量％，至少约30%，约5至约50%，约15至约50%，约10至约40%，约 30至约40%或约37至约37. 7重量％的氮化硅。
184.根据权利要求181-183中任一项的方法，其中介质为C1-Cltl醇。
185.根据权利要求181-183中任一项的方法，其中介质为异丙醇。
186.根据权利要求181-185中任一项的方法，其中组合物包含至少约10重量％的介质或至少约30 %，至少约50 %，至少约70 %，约10至约80 %，约30至约70 %，约40至约 60%，约45至约55%或约47. 9至约50. 6重量％的介质。
187.根据权利要求181-186中任一项的方法，其中基料为聚乙烯醇缩丁醛。
188.根据权利要求181-187中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.5重量％的基料或至少约2 %，至少约5 %，至少约10 %，至少约15 %，约0. 5至约20 %，约0. 5至约10 %， 约0. 5至约8%，约2至约8%或约5. 4至约6. 8重量％的基料。
189.根据权利要求181-188中任一项的方法，其中分散剂为甲基环氧乙烷聚合物。
190.根据权利要求181-189中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.05重量％的分散剂或至少约0.1%，至少约0.5%，至少约1 %，至少约5 %，约0. 05至约10 %，约0. 05至约5%，约0. 5至约2. 5%或约1. 6至约2. 1重量％的分散剂。
191.根据权利要求181-190中任一项的方法，其包含增塑剂。
192.根据权利要求191的方法，其中增塑剂为聚乙二醇。
193.根据权利要求181-192中任一项的方法，其中组合物包含至少约0.5重量％的增塑剂或至少约2 %，至少约5 %，至少约8 %，至少约12 %，约0. 5至约20 %，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%或约5. 4至约5. 8重量％的增塑剂。
194.根据权利要求181-193中任一项的方法，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
195.根据权利要求181-193中任一项的方法，其中坩埚主体包含二氧化硅。
196.根据权利要求181-193中任一项的方法，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
197.根据权利要求181-196中任一项的方法，其中将涂料施涂于坩埚底部。
198.根据权利要求181-197中任一项的方法，其包括将介质从组合物中蒸发。
199.根据权利要求181-198中任一项的方法，其包括多次施涂组合物。
200.根据权利要求181-199中任一项的方法，其中将组合物刷在坩埚侧壁上。
201.根据权利要求181-199中任一项的方法，其中将组合物喷雾于坩埚侧壁上。
202.根据权利要求181-201中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂组合物以后加热至至少约150°C的温度，或在施涂第一和第二涂料组合物以后加热至至少约200°C，至少约 300°C或至少约400°C。
203.根据权利要求202的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
204.根据权利要求181-203中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂组合物以后加热至至少约1000°C的温度。
205.根据权利要求181-203中任一项的方法，其包括将坩埚在施涂组合物以后加热至至少约1100°C的温度。
206.根据权利要求204或权利要求205的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
207.根据权利要求202-206中任一项的方法，其中将坩埚在选自氩气、氮气和氦气的气氛中加热。
208.根据权利要求181-207中任一项的方法，其中将组合物施涂于侧壁整个内表面上。
209.一种用于涂覆坩埚内表面以改进坩埚的锭释放特征的组合物，所述组合物包含介质、氮化硅、基料和烧结剂。
210.根据权利要求209的组合物，其中氮化硅和烧结剂为悬浮于介质中的颗粒。
211.根据权利要求209或权利要求210的组合物，其中涂料组合物包含至少约5重量％的氮化硅或至少约15 %，至少约30 %，约5至约50 %，约15至约50 %，约10至约40 %， 约30至约40%或约37至约37. 7重量％的氮化硅。
212.根据权利要求209-211中任一项的组合物，其中介质为C1-Cltl醇。
213.根据权利要求209-211中任一项的组合物，其中介质为异丙醇。
214.根据权利要求209-213中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约10重量％ 的介质或至少约30 %，至少约50 %，至少约70 %，约10至约80 %，约30至约70 %，约40至约60%，约45至约55%或约47. 9至约50. 6重量％的介质。
215.根据权利要求209-214中任一项的组合物，其中基料为聚乙烯醇缩丁醛。
216.根据权利要求209-215中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约0.5重量％的基料，至少约2%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，约0. 5至约20%，约0. 5至约10%，约0. 5至约8%，约2至约8%或约5. 4至约6. 8重量％的基料。
217.根据权利要求209-216中任一项的组合物，其包含甲基环氧乙烷聚合物分散剂。
218.根据权利要求209-217中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约0.05重量％的分散剂或至少约0.1%，至少约0.5%，至少约1 %，至少约5 %，约0. 05至约10 %，约 0. 05至约5%，约0. 5至约2. 5%或约1. 6至约2. 1重量％的分散剂。
219.根据权利要求209-218中任一项的组合物，其中聚乙二醇增塑剂。
220.根据权利要求209-219中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约0.5重量％的增塑剂或至少约2 %，至少约5 %，至少约8 %，至少约12 %，约0. 5至约20 %，约0. 5 至约10%，约0. 5至约8%或约5. 4至约5. 8重量％的增塑剂。
221.根据权利要求209-220中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约0.1重量％的氧化钇作为烧结剂或至少约0. 5%，至少约1%，至少约5%，至少约7. 5%，至少约 12%，约0. 1至约40%或约0. 1至约20重量％的氧化钇作为烧结剂。
222.根据权利要求209-221中任一项的组合物，其中涂料组合物中烧结剂与氮化硅的质量比为至少约1 20或至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
223.根据权利要求209-222中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约0.1重量％的二氧化硅作为烧结剂，至少约0. 5 %，至少约1 %，至少约3 %，约0. 1至约10 %，约 0. 1至约5%或约1至约5重量％的二氧化硅作为烧结剂。
224.根据权利要求209-223中任一项的组合物，其中涂料组合物包含至少约0.1重量％的氧化铝作为烧结剂或至少约0.5%，至少约1 %，至少约2 %，约0. 1至约10 %，约0. 1 至约4%或约1至约5重量％的氧化铝作为烧结剂。
225.—种用于涂覆坩埚内表面以改进坩埚的锭释放特征的组合物，所述组合物包含介质、氮化硅、分散剂和基料以提高涂层在坩埚上的附着力。
226.根据权利要求225的组合物，其中氮化硅为悬浮于介质中的颗粒。
227.根据权利要求225或权利要求226的组合物，其中组合物包含至少约5重量％的氮化硅或至少约15 %，至少约30 %，约5至约50 %，约15至约50 %，约10至约40 %，约30 至约40%或约37%至约37. 228。
228.根据权利要求225-227中任一项的组合物，其中介质为C1-Cltl醇。
229.根据权利要求225-227中任一项的组合物，其中介质为异丙醇。
230.根据权利要求225-229中任一项的组合物，其中组合物包含至少约10重量％的介质或至少约30 %，至少约50 %，至少约70 %，约10至约80 %，约30至约70 %，约40至约 60%，约45至约55%或约47. 9至约50. 6重量％的介质。
231.根据权利要求225-230中任一项的组合物，其中基料为聚乙烯醇缩丁醛。
232.根据权利要求225-231中任一项的组合物，其中组合物包含至少约0.5重量％的基料。
233.根据权利要求225-231中任一项的组合物，其中组合物包含至少约2重量％的基料或至少约5 %，至少约10 %，至少约15 %，约0. 5至约20 %，约0. 5至约10 %，约0. 5至约 8%，约2至约8%或约5. 4至约6. 8重量％的基料。
234.根据权利要求225-233中任一项的组合物，其中分散剂为甲基环氧乙烷聚合物。
235.根据权利要求225-234中任一项的组合物，其中组合物包含至少约0.05重量％的分散剂.
236.根据权利要求225-234中任一项的组合物，其中组合物包含至少约0.1重量％的分散剂或至少约0. 5%，至少约1%，至少约5%，约0. 05至约10%，约0. 05至约5%，约0. 5 至约2. 5重量％的分散剂或约1. 6至约2. 1重量％的分散剂。
237.根据权利要求225-236中任一项的组合物，其包含增塑剂。
238.根据权利要求237的组合物，其中增塑剂为聚乙二醇。
239.根据权利要求225-238中任一项的组合物，其中组合物包含至少约0.5重量％的增塑剂或至少约2 %，至少约5 %，至少约8 %，至少约12 %，约0. 5至约20 %，约0. 5至约 10%，约0. 5至约8%或约5. 4至约5. 8重量％的增塑剂。
240.一种制备多晶硅锭的方法，所述方法包括将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料，坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳装料的空腔，侧壁具有内表面和外表面，坩埚具有在侧壁内表面的第一区域上的第一涂层和在侧壁内表面上的第二区域上的第二涂层，其中第二涂层包含在第一涂层中不存在的添加剂；将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体；和将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。
241.根据权利要求240的方法，其中第一涂层从坩埚底部延伸至高度H1且第二涂层从大约H1延伸至高度H2。
242.根据权利要求Ml的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 50%。
243.根据权利要求241或权利要求242的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约60%，侧壁高度的至少约75%或至少约90%。
244.根据权利要求241或权利要求M2的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
245.根据权利要求241或权利要求M2的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
246.根据权利要求Ml的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 70%。
247.根据权利要求M6的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 75%或侧壁高度的至少约90%。
248.根据权利要求M6的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
249.根据权利要求M6的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
250.根据权利要求Ml的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 85%。
251.根据权利要求250的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 90%。
252.根据权利要求251的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
253.根据权利要求251的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
254.根据权利要求M0-253中任一项的方法，其中第一涂层包含氮化硅。
255.根据权利要求254的方法，其中第一涂层基本由氮化硅和碳组成。
256.根据权利要求254的方法，其中第一涂层包含小于约1重量％的碳。
257.根据权利要求M0-256中任一项的方法，其中第二涂层包含氮化硅和烧结剂。
258.根据权利要求257的方法，其中第二涂层包含至少约40重量％的氮化硅或至少约 60%或至少约80重量％的氮化硅。
259.根据权利要求257或权利要求258的方法，其中第二涂层包含烧结剂。
260.根据权利要求257-259中任一项的方法，其中第二涂层包含至少约1重量％的氧化钇作为烧结剂或至少约5%，至少约10%，至少约15%，至少约20%或约0. 5至约25重量％的氧化钇作为烧结剂。
261.根据权利要求257460中任一项的方法，其中第二涂层包含至少约0.5重量％的二氧化硅或至少约1%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，至少约20%或约0.5至约 25重量％的二氧化硅。
262.根据权利要求257461中任一项的方法，其中第二涂层包含至少约0.5重量％的氧化铝或至少约1%，至少约5%，至少约10%或约0. 5至约25重量％的氧化铝。
263.根据权利要求257460中任一项的方法，其中第二涂层基本由氮化硅、烧结剂和碳组成。
264.根据权利要求沈3的方法，其中烧结剂选自氧化钇、二氧化硅、氧化铝及其组合。
265.根据权利要求沈3的方法，其中烧结剂为氧化钇。
266.根据权利要求沈3的方法，其中烧结剂为二氧化硅。
267.根据权利要求257-266中任一项的方法，其中第二涂层包含小于约1重量％的碳。
268.根据权利要求257的方法，其中第二涂料组合物中烧结剂与氮化硅的质量比为至少约1 20或至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
269.根据权利要求M0468中任一项的方法，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
270.根据权利要求M0468中任一项的方法，其中坩埚主体包含二氧化硅。
271.根据权利要求M0468中任一项的方法，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
272.根据权利要求M0-271中任一项的方法，其中坩埚底部的内表面涂有第一涂层。
273.根据权利要求240-272中任一项的方法，其中第一涂层的厚度为至少约50μ m，至少约100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m，约50 μ m至约1000 μ m。
274.根据权利要求M0-273中任一项的方法，其中第二涂层的厚度为至少约50μπι或为至少约100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m或约50 μ m至约1000 μ m。
275.根据权利要求M0-274中任一项的方法，其中将硅装料加热至至少约1410°C以形成硅熔体。
276.根据权利要求M0-274中任一项的方法，其中将硅装料加热至至少约1450°C以形成硅熔体。
277.根据权利要求M0-276中任一项的方法，其中坩埚形状为矩形。
278.根据权利要求M0-277中任一项的方法，其中锭的平均公称晶粒粒度为约Imm至约15mm,约5mm至约25mm或约5mm至约15mm。
279.根据权利要求M0-278中任一项的方法，其包括在将多晶硅装载入坩埚中以前将坩埚用第一和第二涂料组合物涂覆以形成第一和第二涂层。
280.根据权利要求M0-279中任一项的方法，其中将坩埚在将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度的步骤期间烧结。
281.根据权利要求241和254-279中任一项的方法，其中第二涂层延伸至H1下方使得第一涂层和第二涂层沿着一部分坩埚侧壁交叠。
282.根据权利要求的方法，其中H1延伸至凝固线S1上方。
283.根据权利要求281或权利要求观2的方法，其中H1延伸至大约坩埚顶部。
284.根据权利要求观1-观3中任一项的方法，其中在交叠的涂层部分，第一涂层位于坩埚侧壁与第二涂层之间。
285.根据权利要求观1-观3中任一项的方法，其中在交叠的涂层部分，第二涂层位于坩埚侧壁与第一涂层之间。
286.一种通过权利要求对0-观5中任一项的方法制备的多晶硅锭。
287.一种用于制备多晶硅晶片的方法，所述方法包括如权利要求对0-观5中任一项所述制备多晶硅锭，和切割所述锭以产生晶片。
288.一种通过权利要求观7的方法生产的多晶硅晶片。
289.一种制备多晶硅锭的方法，所述方法包括将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料，坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳装料的空腔，侧壁具有内表面和外表面，坩埚具有在侧壁一部分内表面上的涂层，其中涂层包含氮化硅及选自氧化钇和二氧化硅的烧结剂； 将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体；和将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。
290.根据权利要求观9的方法，其中涂层包含至少约40重量％的氮化硅或至少约 60%或至少约80重量％的氮化硅。
291.根据权利要求289或权利要求四0的方法，其中涂层包含至少约0.5重量％的氧化钇或至少约1%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，至少约20%或约0.5至约25重量％的氧化钇。
292.根据权利要求观9-四1中任一项的方法，其中涂层包含至少约0.5重量％的二氧化硅或至少约1%，至少约5%，至少约10%，至少约15%，至少约20%或约0.5至约25重量％的二氧化硅。
293.根据权利要求观9-四2中任一项的方法，其中涂层包含至少约0.5重量％的氧化铝，至少约1%，至少约5%，至少约10%或约0.5至约25重量％的氧化铝。
294.根据权利要求观9-四2中任一项的方法，其中涂层基本由氮化硅、烧结剂和碳组成。
295.根据权利要求四4的方法，其中烧结剂选自氧化钇、二氧化硅、氧化铝及其组合。
296.根据权利要求四4的方法，其中烧结剂为氧化钇。
297.根据权利要求四4的方法，其中烧结剂为二氧化硅。
298.根据权利要求观9-四7中任一项的方法，其中涂层包含小于约1重量％的碳。
299.根据权利要求289的方法，其中涂层中烧结剂与氮化硅的质量比为至少约1 20或至少约1 10，至少约2 5或至少约4 5。
300.根据权利要求观9-四9中任一项的方法，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
301.根据权利要求观9-四9中任一项的方法，其中坩埚主体包含二氧化硅。
302.根据权利要求观9-四9中任一项的方法，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
303.根据权利要求观9-302中任一项的方法，其中坩埚底部的内表面涂有涂层。
304.根据权利要求观9-303中任一项的方法，其中涂层厚度为至少约50μ m或至少约 100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m或约50 μ m至约1000 μ m。
305.根据权利要求观9-304中任一项的方法，其中坩埚形状为矩形。
306.根据权利要求观9-305中任一项的方法，其中涂层遍布侧壁整个内表面。
307.根据权利要求观9-305中任一项的方法，其中涂层从高度H1延伸至高度H2。
308.根据权利要求307的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 50%。
309.根据权利要求307或权利要求308的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约60%，或侧壁高度的至少约75%或至少约90%。
310.根据权利要求307或权利要求308的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
311.根据权利要求307或权利要求308的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
312.根据权利要求307的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 70%。
313.根据权利要求312的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 75%或侧壁高度的至少约90%。
314.根据权利要求312的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
315.根据权利要求312的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
316.根据权利要求307的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 85%。
317.根据权利要求316的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 90%。
318.根据权利要求316的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
319.根据权利要求316的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
320.根据权利要求307的方法，其中H1在大约坩埚底部。
321.根据权利要求320的方法，其中坩埚底部与H2之间的距离为侧壁高度的至少约 25%，侧壁高度的至少约50%或至少约75%。
322.根据权利要求320的方法，其中H2延伸至大约凝固线S1上方。
323.根据权利要求320的方法，其中H2延伸至大约坩埚顶部。
324.根据权利要求观9-323中任一项的方法，其中坩埚通过将坩埚用涂料组合物涂覆以形成涂层而制备。
325.根据权利要求观9-3对中任一项的方法，其中将硅装料加热至至少约1410°C以形成硅熔体。
326.根据权利要求观9-325中任一项的方法，其中将硅装料加热至至少约1450°C以形成硅熔体。
327.根据权利要求观9-326中任一项的方法，其中坩埚形状为矩形。
328.根据权利要求观9-327中任一项的方法，其中锭的平均公称晶粒粒度为约Imm至约15mm,约5mm至约25mm或约5mm至约15mm。
329.根据权利要求观9-328中任一项的方法，其中将坩埚在将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体的步骤期间烧结。
330.一种在坩埚中制备多晶硅锭的方法，坩埚包含具有底部和从底部向上延伸的侧壁的主体，底部和侧壁限定用于容纳硅装料的空腔，侧壁具有内表面和外表面，所述方法包括将组合物施涂于侧壁一部分内表面上，所述组合物包含介质、氮化硅、分散剂和基料以增强涂层在坩埚上的附着力；将介质从组合物中蒸发以在侧壁内表面上产生氮化硅涂层；将多晶硅装载入涂覆坩埚中以形成硅装料；将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体；和将硅熔体定向凝固以形成多晶硅锭。
331.根据权利要求330的方法，其中氮化硅为悬浮于介质中的颗粒。
332.根据权利要求330或权利要求331的方法，其中涂层包含至少约90重量％的氮化硅，至少约95%或至少约97. 5重量％的氮化硅。
333.根据权利要求330-332中任一项的方法，其中涂层包含小于约1重量％的碳。
334.根据权利要求330-333中任一项的方法，其中坩埚主体包含选自二氧化硅、氮化硅和石墨的材料。
335.根据权利要求330-333中任一项的方法，其中坩埚主体包含二氧化硅。
336.根据权利要求330-333中任一项的方法，其中坩埚主体基本由二氧化硅组成。
337.根据权利要求330-336中任一项的方法，其中坩埚底部的内表面涂有涂层。
338.根据权利要求330-337中任一项的方法，其中第一涂层的厚度为至少约50μ m或至少约100 μ m,至少约250 μ m,至少约500 μ m,至少约750 μ m或约50 μ m至约1000 μ m。
339.根据权利要求330-338中任一项的方法，其中坩埚形状为矩形。
340.根据权利要求330-339中任一项的方法，其中涂层遍布侧壁整个内表面。
341.根据权利要求330-340中任一项的方法，其中涂层从坩埚底部延伸至高度氏。
342.根据权利要求341的方法，其中坩埚底部与H1之间的距离为侧壁高度的至少约 50%，侧壁高度的至少约70%或至少约85%。
343.根据权利要求341的方法，其中H1延伸至大约坩埚顶部。
344.根据权利要求341的方法，其中H1延伸至凝固线S1上方。
345.根据权利要求341的方法，其中H1延伸至大约坩埚顶部。
346.根据权利要求330-345中任一项的方法，其中将硅装料加热至至少约1410°C以形成硅熔体。
347.根据权利要求330-345中任一项的方法，其中将硅装料加热至至少约1450°C以形成硅熔体。
348.根据权利要求330-347中任一项的方法，其中坩埚形状为矩形。
349.根据权利要求330-348中任一项的方法，其中锭的平均公称晶粒粒度为约Imm至约15mm,约5mm至约25mm或约5mm至约15mm。
350.根据权利要求330-349中任一项的方法，其包括在施涂组合物以后将坩埚加热至至少约150°C的温度。
351.根据权利要求330-350中任一项的方法，其包括在施涂组合物以后将坩埚加热至至少约1000°C的温度。
352.根据权利要求350或351的方法，其中将坩埚加热至少约1小时。
353.根据权利要求350-352中任一项的方法，其中将坩埚在选自氩气、氮气和氦气的气氛中加热。
354.根据权利要求330-352中任一项的方法，其中将坩埚在将硅装料加热至大约装料熔点以上的温度以形成硅熔体的步骤期间烧结。
355.一种具有底部、顶部和底部与顶部之间限定的高度H3的硅锭，其中在氏的约20% 高度处锭的氧浓度小于约4. 5ppma。
356.根据权利要求355的多晶硅锭，其中氧浓度一般从坩埚底部向坩埚顶部降低。
357.根据权利要求355或权利要求356的多晶硅锭，其中在H3的约20%高度处锭的氧浓度小于约4. Oppm或小于约3. Oppma或小于约2. Oppma。
358.根据权利要求355或权利要求356的多晶硅锭，其中在H3的约20%高度至H3的约80%高度之间，锭的氧浓度小于约3. Oppma或小于约2. Oppma。
359.根据权利要求355或权利要求356的多晶硅锭，其中底部与顶部之间锭的氧浓度小于约2. 5ppma或小于约2. Oppma0
360.根据权利要求355-359中任一项的多晶硅锭，其中锭通过定向凝固方法生产。
361.根据权利要求355-360中任一项的多晶硅锭，其中锭包含锭起初由其生长的基本所有硅。
362.根据权利要求355-361中任一项的多晶硅锭，其中锭形状为矩形。
363.根据权利要求355-362中任一项的多晶硅锭，其中锭含有多晶硅。
364.根据权利要求355-363中任一项的多晶硅锭，其中锭的平均公称晶粒粒度为约 Imm至约15mm,约5mm至约25mm或约5mm至约15mm。
365.一种氧浓度小于约2. 5ppma,小于约2. 25ppma,小于约2ppma，小于约1. 75ppma,小于约 1. 5ppma,小于约 1. 25ppma,约 0. 1 至约 3ppma,约 0. 5 至约 3ppma,约 0. 75 至约 3ppma, 约1至约3ppma,约0. 75至约2. 5ppma,约0. 75至约2. 25ppma,约0. 75至约2ppma或约 0. 75至约1. 75ppma的多晶硅晶片。
366.根据权利要求365的多晶硅晶片，其中晶片含有多晶硅。
367.根据权利要求365或权利要求366的多晶硅晶片，其中晶片的平均公称晶粒粒度为约Imm至约15mm,约5mm至约25mm或约5mm至约15mm。
全文摘要
用于保持熔融半导体材料和用于通过定向凝固方法制备多晶硅锭的氮化硅涂覆的坩埚；用于涂覆坩埚的方法；用于制备硅锭和晶片的方法；用于涂覆坩埚的组合物，及具有低氧含量的硅锭和晶片。
文档编号C30B29/06GK102549201SQ201080041000
公开日2012年7月4日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者A·德什潘德, R·J·菲利普斯, S·L·金贝尔, 石刚 申请人:Memc新加坡私人有限公司