內蒙古自治區呼和浩特市

石英坩堝中的雜質

雜質的擴散

雜質的引入對單晶性能和成品率構成直接的影響,因此與硅熔體直接接觸的石英坩堝的雜質含量至關重要,坩堝所用原料高純石英砂是石英坩堝純度的基礎。高溫下,不同雜質由于其物理特性不同而在石英坩堝中的擴散快慢不同,但雜質擴散的現象說明高品質石英砂的使用是單晶品質保障的關鍵。參考以下雜質在石英中的擴散表:

雜質與坩堝強度

坩堝所用石英砂的雜質含量也決定了坩堝的強度,雜質含量高的石英坩堝高溫強度低,易變形,直接對單晶拉制構成影響,比如坩堝上口內塌造成與導流筒碰撞而阻斷正常拉晶。參考以下不同純度的石英的強度與溫度關系圖:

雜質與析晶

由于采用低檔次石英砂或者在生產制程中的污染而帶來的坩堝中的雜質含量過高,往往會帶來石英坩堝在本體上的析晶,如果析晶靠近內表面,則由于局部的析晶殼層過厚而極易脫落使單晶拉制無法繼續。如果析晶造成外壁較厚的析晶,這種現象往往伴隨著坩堝外壁在析晶前期已經過度軟化貼緊石墨坩堝,而極易產生在底部或者弧度的鼓包現象。如果這種析晶有可能貫穿坩堝本體的話,就會引起漏硅等一系列嚴重后果。參考下圖:

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