中國粉體網訊 2022年8月2日，國家知識產權局公布了一項名稱為“石英玻璃坩堝及其制造方法”的專利，這項專利的申請人是日本勝高股份有限公司。
本發明提供一種能夠抑制棕環的剝離而提高單晶硅的成品率的石英玻璃坩堝及其制造方法。
研究背景
在基于CZ法進行的單晶硅的制造中使用石英玻璃坩堝。在石英玻璃坩堝內對硅原料進行加熱而使其熔化，并將籽晶浸漬于該硅熔液中，一面旋轉坩堝一面逐漸提拉籽晶以使單晶生長。為了以低成本制造半導體器件所需的高品質單晶硅，需要在一次提拉工序中提高單晶成品率，因此需要一種能夠經受長期使用且形狀穩定的坩堝。
近年來，隨著單晶硅的口徑增大，單晶的提拉作業時間變得非常長。若石英玻璃坩堝的內表面與1400C以上的硅熔液長期接觸，則會與硅熔液反應而結晶化，出現被稱為棕環的褐色的環狀的方石英(cristobalite)。棕環內沒有方石英層，或者即便有也是非常薄的層，但隨著操作時間的延長，棕環的面積不斷擴大，相互融合，且持續生長，最終其中心部被浸蝕而成為不規則的玻璃溶出面。若出現該玻璃溶出面，則單晶硅容易發生位錯，從而使單晶成品率變差。因此，期望一種不易產生棕環、即便產生棕環也不易生長的石英玻璃坩堝。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠抑制棕環的剝離而提高單晶硅的成品率的石英玻璃坩堝及其制造方法。
石英玻璃坩堝的制造方法流程圖
本申請發明人等針對棕環的產生、生長及剝離的機制反復進行了深入研究，結果發現為了抑制棕環的剝離，重要的是盡量減少棕環的產生個數，使所產生的棕環穩定地生長，通過調整坩堝的內表面附近的Na、K、Ca在深度方向上的分布，能夠實現棕環的產生個數的降低及穩定的生長。
本發明是基于這種技術見解而完成的，本發明的單晶硅提拉用石英玻璃坩堝的特征在于：Na、K、Ca的合計濃度在從內表面起的深度方向上的分布的峰值存在于比所述內表面更深的位置。根據本發明，能夠抑制發生在坩堝的內表面的棕環核的產生。因此，能夠抑制棕環的生長及剝離而提高單晶硅的成品率。
參考來源：國家知識產權局
（中國粉體網編輯整理/星耀）
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