[发明专利]制造半导体级硅晶锭的方法、可再使用的坩埚及其制造方法

权利要求书

1.制造半导体或太阳能级硅晶锭的方法，其中所述方法包括：

-提供半导体或太阳能级硅的进料；

-将所述半导体/太阳能级硅的进料放入由碳纤维增强的碳化硅复合材料制成的坩埚中，所述复合材料在高于400℃的温度下具有小于4×10^-6K^-1且在低于400℃的温度下具有小于3×10^-6K^-1的热膨胀系数，并在25℃至1500℃的温度下具有至少5W/mK的热导率；

-将具有硅进料的所述碳纤维增强的碳化硅复合材料坩埚放入热区域中，所述热区域对含有惰性气氛的熔化和凝固炉的环境气氛是密封的；和

-将具有硅进料的所述碳纤维增强的碳化硅复合材料坩埚加热至高达高于1414℃的温度以熔化所述硅进料；以及

-对所述熔融硅实施定向凝固以形成半导体/太阳能级硅晶锭。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括利用Si₃N₄滑动涂层对所述坩埚的内壁进行涂覆。

3.制造半导体级硅晶锭的方法，其中所述方法包括：

1)提供半导体或太阳能级硅的进料；

2)提供由碳纤维增强的碳化硅复合材料制成的坩埚，所述复合材料在高于400℃的温度下具有小于4×10^-6K^-1且在低于400℃的温度下具有小于3×10^-6K^-1的热膨胀系数，并在25℃至1500℃的温度下具有至少5W/mK的热导率；

3)利用含有硅颗粒和氮化硅颗粒的浆料对所述碳纤维增强的碳化硅复合材料坩埚的至少内表面进行喷涂，随后在氮气气氛中将所述包含涂层的坩埚加热至高达约1200℃或更高的温度，随后冷却至室温以形成具有防粘涂层的坩埚；

4)将所述半导体/太阳能级硅的进料放入所述涂覆的坩埚中；

5)将包含半导体/太阳能级硅的进料的坩埚放入熔化和凝固炉的热区域隔间中，将所述炉的所述热区域隔间对环境气氛密封，并利用惰性气体对所述热区域隔间进行填充；

6)将具有硅进料的所述碳纤维增强的碳化硅复合材料坩埚加热至高达高于1414℃的温度以熔化所述硅进料，并对所述熔融硅实施定向凝固以形成半导体/太阳能级硅晶锭；

7)将包含硅晶锭的坩埚冷却至低于200℃的温度并除去所述硅晶锭；

8)将所述防粘涂层控制在良好的工作状态中以用于半导体/太阳能级硅进料的熔化和定向凝固的新循环；以及

9)如果所述防粘涂层不在良好的工作状态中，重复步骤3)至8)，且如果所述涂层在良好的工作状态中，重复步骤4)至8)。

4.如权利要求1或3所述的方法，其中

应用所述方法以根据布里奇曼法或块铸法制造多晶硅晶锭，或根据提拉（Czochralski）法制造单晶硅晶锭。

5.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括对所述坩埚的内壁，在SiC-Si-Si₃N₄或SiC-Si₃N₄涂层上直接涂覆Si₃N₄滑动涂层。

6.用于制造半导体或太阳能级硅晶锭的坩埚，其中所述坩埚由碳纤维增强的碳化硅复合材料制成，所述复合材料在高于400℃的温度下具有小于4×10^-6K^-1且在低于400℃的温度下具有小于3×10^-6K^-1的热膨胀系数，并在25℃至1500℃的温度下具有至少5W/mK的热导率。

7.如权利要求6所述的坩埚，其中所述底和壁元件的厚度为1至3cm，优选地，所述底具有2cm的厚度且所述壁元件为1～2cm厚。