石英坩埚

石英坩埚
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简介
1．石英坩埚可在1450度以下使用，分透明和不透明两种。用电弧法制的半透明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。当今，世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明石英坩埚。他具有高纯度、耐温性强、尺寸大精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点。
2、不能和HF接触，高温时，极易和苛性碱及碱金属的碳酸盐作用。
3．石英坩埚适于用K2S2O7，KHSO4作熔剂熔融样品和用Na2S207(先在212度烘干)作熔剂处理样品。
4．石英质脆，易破，使用时要注意。
5．除HF外，普通稀无机酸可用作清洗液。国内常用拉制单晶硅用石英坩埚18英寸和20英寸22英寸也有厂家使用22及以上的坩埚。目前国内坩埚生产大厂家生产的坩埚技术都比较成熟。其生产使用原料石英砂由美国进口和挪威高纯石英砂两种。也有小厂使用国产料其原料生产的石英坩埚对拉制单晶硅时其稳定性都有一定影响。
目前坩埚生产涂层技术已被大多数厂家使用就是在普通石英砂溶制的坩埚表面涂上一层二氧化钡溶液使其形成致密层，其致密层能阻止单晶硅高温拉制过程中硅与石英坩埚反应提高成晶率。
工艺流程
高纯石英砂→高纯石墨模具→真空装料成型→真空电弧熔制→自然冷却脱模→石英坩埚初步检测→冷加工喷砂、切断、倒角→石英坩埚二次检测→超净清洗、超声、高压喷淋、自动烘干。加温烘烤，喷涂→石英坩埚三次检验→真空包装→成品入库
现场检测
国内石英坩埚的传统检测，一般都是应用较为大型显微镜等检测仪器，主要是在实验室对石英坩埚进行检测。实验室检测石英坩埚对产品质量方面做出很大贡献，不过，实验室检测由于产品较为笨重，携带不便，很难带到现场进行石英坩埚的检测，而且价格也较为昂贵，因而许多的石英坩埚工厂并没有普及这些实验室检测设备。 
针对石英坩埚厂家面临的这些苦恼，应用便携式数码显微镜，要比实验室检测设备便宜许多，可以随时随地进行石英坩埚的检测，还可以进行拍照、摄像等将石英坩埚检测结果实时记录下来，很好的弥补了石英坩埚实验室检测方面的不足。 
生产技术
目前，国内石英坩埚生产企业生产中使用的生产设备及工艺技术全部源于上世纪70年代初锦州155厂从日本引进的生产设备及工艺技术，该项技术设备自动化程度不高，整个生产过程中更多的依靠人工来实现，现在国内新上的坩埚生产设备都已经往自动化发展。
原辅材料
主要原料：高纯石英砂
主要指标：（单位：ppm）
元素名称
Al
Fe
Ca
Mg
Ti
Ni
Mn
Cu
Li
Na
K
Co
B
含量
11.6
0.3
0.5
0.5
1.0
0.01
0.05
0.01
0.7
0.43
0.42
0.03
0.04
1、辅料：
①石墨电极采用φ76mm粗高纯电极棒
灰份：<80PPm
假比重：1.6g/cm
比电阻：<15×10Ω.cm
抗弯强度：>1.47×10Pa
②石墨模具
灰份：<200PPm
假比重：16g/cm
抗弯强度：>1.67×10Pa
③大尺寸石英遮热板
纯度：Al<200 Na<30 Li<30
Fe<30 K<30
使用及维护
石英坩埚的使用及维护
石英坩埚主要化学成分是二氧化硅，除氢氟酸外不与其它酸作用，易与苛性碱及碱金属碳酸盐作用。
石英坩埚对热的稳定性很好，可直接放在火焰上加热
石英坩埚和玻璃器皿一样，容易破碎，使用时要特别小心
用石英坩埚可以用硫酸氢钾（钠），硫代硫酸钠（在212摄氏度烘干）等作为熔剂，熔融温度不许超过800摄氏度。