一种具有SiC-ZrC-B4C-BN复合涂层的单晶硅炉用加热器及制备方法

摘要

本发明涉及一种具有SiC‑ZrC‑B4C‑BN复合涂层的单晶硅炉用加热器及制备方法，所述单晶硅炉用加热器包括加热部件，加热部件上覆有SiC‑ZrC‑B4C‑BN复合涂层。本发明通过对加热器加热部件增加SiC‑ZrC‑B4C‑BN复合涂层，降低了富硅气氛对加热部件的侵蚀，通过控制涂层的成分提高涂层与加热部件的结合力以及涂层的抗热震性，避免生产过程中污染单晶硅，提高单晶硅质量，且能够有效的增加了加热器高温稳定性以及使用寿命，降低生产成本。

说明书

技术领域

本发明属于非金属晶体制造设备领域，尤其涉及一种具有SiC-ZrC-B4C-BN复合涂层的单晶硅炉用加热器及制备方法。

背景技术

直拉法是制造单晶硅的一种重要方法，具有工艺简单、生产高效、易于控制等优点。目前，直拉法制造单晶硅的加热器所用材质多采用石墨材料。在制造单晶硅的过程中，单晶炉内为富硅气氛，使得加热部件受到侵蚀，使得加热器使用寿命大大缩短。同时，单晶炉加热器多为整体式加热器，需要使用直径和高度都大于单晶炉加热器的整块等静压石墨材料加工而成，故成本较高，且在使用一段时间后，个别部位发生老化，单晶炉加热器只能整体报废，进一步增加了生产成本。

SiC具有高熔点、高温强度高、抗氧化、耐腐蚀、热膨胀系数小和化学稳定性好等特点，具有良好的防氧化性能，与石墨材料有良好的物理、化学相容性，是石墨材料的理想涂层。ZrC具有高熔点、良好的热稳定性以及化学稳定性等特点，能够提高涂层的高温稳定性。B

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有SiC-ZrC-B4C-BN复合涂层的单晶硅炉用加热器及制备方法，在加热部件上添加SiC-ZrC-B

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有SiC-ZrC-B

优选的，所述SiC-ZrC-B

一种SiC-ZrC-B

(1)将Si粉、Zr粉、B

(2)将单晶硅炉用加热器的加热部件置于石墨盒中，以步骤(1)得到的混合粉末覆盖；

(3)将步骤(2)的石墨盒置于真空炉中进行包埋渗处理，得到SiC-ZrC-B

优选的，所述步骤(1)中，按照质量百分比，各原料的含量为：40～75％的Si粉，5～15％的Zr粉，5～15％的B

优选的，所述步骤(1)中，Si粉粒度为5～200μm，Zr粉粒度为5～30μm，B

优选的，所述步骤(1)中，Zr粉、Si粉、B

优选的，所述步骤(1)中，球磨机转速为100～300r/min，球磨时间为2～5h。

优选的，所述步骤(3)中，包埋渗处理的温度为1700～2100℃，保温时间为1～3h。

有益效果：本发明通过对加热器加热部件增加SiC-ZrC-B

附图说明

图1为本发明实施例的单晶炉加热器的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的单晶炉加热器加热部件示意图；

图中，11-上层保温毡，12-侧面保温毡，13-底部保温毡，2-固定部件，3-石英坩埚，4-石墨托帮，5-加热部件，6-熔硅，7-单晶硅

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种具有SiC-ZrC-B

本发明的加热器中，设置有4个加热部件，4个加热部件固定于于固定装置2内壁，整体呈圆筒状。加热部件的材质为石墨。

通过在加热部件上添加SiC-ZrC-B4C-BN复合涂层，减少加热组件的损耗，提高加热器的高温稳定性，延长加热器的使用寿命，降低生产成本，降低对单晶硅的污染，提高单晶硅的质量。

本发明的单晶硅炉用加热器的加热部件上的SiC-ZrC-B

(1)将Si粉、Zr粉、B

(2)将单晶硅炉用加热器的加热部件置于石墨盒中，以步骤(1)得到的混合粉末覆盖；

(3)将步骤(2)的石墨盒置于真空炉中进行包埋渗处理，得到SiC-ZrC-B

实施例1

本实施例中，单晶硅炉用加热器的加热部件表面有SiC-ZrC-B

本实施例中，SiC-ZrC-B

(1)将质量百分数为50％的Si粉，10％的Zr粉，10％的B

(2)将加热部件置于石墨盒中，以步骤(1)得到的粉末覆盖；

(3)将步骤(2)的石墨盒置于真空炉中进行包埋渗处理，得到表面有SiC-ZrC-B

实施例2

本实施例中，单晶硅炉用加热器的加热部件表面有SiC-ZrC-B

本实施例中，SiC-ZrC-B

(1)将质量百分数为65％的Si粉，10％的Zr粉，5％的B

(2)将加热部件置于石墨盒中，以步骤(1)得到的粉末覆盖；

(3)将步骤(2)的石墨盒置于真空炉中进行包埋渗处理，得到表面有SiC-ZrC-B

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。