高品質(zhì)石英坩堝生產(chǎn)商,在生產(chǎn)石英坩堝過程中,往往會采用涂鋇工藝,來改善坩堝的質(zhì)量!
氫氧化鋇,含有結(jié)晶水的粉狀或粒狀的晶體,要求純度達(dá)到99.99%,是光伏行業(yè)單晶坩堝冷涂層的理想化學(xué)原料。氫氧化鋇應(yīng)用的原因是鋇在硅中的平衡偏析系數(shù)非常小,使得他在硅晶棒中的濃度小于2.5x10(-9)/cm3,因而不會影響到晶棒的品質(zhì)。
石英坩堝本身是非晶質(zhì)的介態(tài)能,在適當(dāng)?shù)臈l件下會發(fā)生相變化而形成穩(wěn)定的白矽石結(jié)晶態(tài),隨著單晶拉制時間的增加,可能使得白矽石結(jié)晶整個剝落。這些剝落的白矽石顆粒,隨著流動而飄動在溶液中。大部分的顆粒,在一定時間之后即可完全溶解于溶液內(nèi)。然而仍有些幾率,部分較大的顆粒在未完全溶解之前,即撞倒晶棒的表面,而導(dǎo)致位錯的產(chǎn)生。產(chǎn)生位錯的機率隨著石英坩堝的使用時間及溫度增加而增加。
近年來研究發(fā)現(xiàn),將石英坩堝壁涂上一層含有結(jié)晶水的氫氧化鋇(Ba(OH)2. 8H2O)(飽和的氫氧化鋇水溶液), 這層氫氧化鋇會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)形成碳酸鋇。而當(dāng)這種石英坩堝在單晶爐上被加熱時,碳酸鋇會分解形成氧化鋇,隨著氧化鋇與石英坩堝反應(yīng)形成矽酸鋇(BaSi03)。由于矽酸鋇的存在,使得石英坩堝壁上形成一層致密微小的白矽石結(jié)晶。這種微小的白矽石結(jié)晶很難被溶液滲入而剝落,即使剝落也很快被溶液溶解掉,因此可以大幅度的改善石英坩堝的使用壽命及長晶良率。另外在石英坩堝內(nèi)壁表面形成一層白矽石結(jié)晶的好處,是它可以增加石英坩堝的強度,減少高溫軟化現(xiàn)象。
以往石英坩堝氫氧化鋇涂層工藝一般采用人工涂層的辦法,配制好的氫氧化鋇溶液未在氮氣的保護(hù)下且一般采用的噴涂罐的載氣為壓縮空氣,且人工操作時受個人主觀因素的影響,不能實現(xiàn)涂層薄膜的均勻和穩(wěn)定性。以前的噴涂設(shè)備將氫氧化鋇溶液采用二氧化碳直接驅(qū)動噴涂,噴涂工藝較簡單,二氧化碳與氫氧化鋇儲液罐中的溶液容易起反應(yīng),影響噴涂效果,且該方法中噴霧方式采用的不是二流體壓力霧化系統(tǒng),不能形成霧化均勻的、霧化顆粒小的霧化效果?,F(xiàn)在我們可以通過采用氮氣作為保護(hù)氣體,可保證氫氧化鋇溶液不與空氣中的二氧化碳反應(yīng),不會混入其他雜質(zhì),使噴涂時為純氫氧化鋇溶液,避免其他雜質(zhì)的污染。噴涂時采用二流體壓力噴霧系統(tǒng),采用高純二氧化碳與液體摩擦, 能夠得到微粒更小,更均勻的噴霧效果。在石英坩堝旋轉(zhuǎn)的同時霧化噴嘴相對于石英坩堝作上下往復(fù)運動, 可使石英坩堝內(nèi)壁表面各個部位與藥液充分接觸,且噴完藥液后增加了一段噴水工藝,使得藥液在石英坩堝表面分布更加均勻。