專利名稱：：一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層以及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種坩堝涂層，特別是一種陶瓷坩堝涂層，具體應(yīng)用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)中。本發(fā)明還涉及一種多晶硅鑄錠用陶瓷坩堝涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
：陶瓷坩堝是多晶硅鑄錠生產(chǎn)中的關(guān)鍵必需品，主要是用來(lái)盛裝熔融硅液。陶瓷坩堝的主要化學(xué)成分為二氧化硅，選擇二氧化硅作為坩堝的材料的主要原因是它具有高純度以及可獲得性。然而，采用陶瓷坩堝存在著很多問(wèn)題。熔融狀態(tài)中的硅可同其接觸的陶瓷坩堝發(fā)生反應(yīng)。熔融硅與二氧化硅反應(yīng)生成一氧化硅，從而引入氧污染硅液。而且一氧化硅具有揮發(fā)性，可以與多晶硅鑄錠爐內(nèi)的石墨部件反應(yīng)，生成碳化硅和一氧化碳。一氧化碳又會(huì)與熔融硅反應(yīng)生成更多的揮發(fā)性物質(zhì)或雜質(zhì)，如一氧化硅、碳、碳化硅、金屬痕量物質(zhì)或添加劑的碳化物及氧化物。碳也會(huì)污染硅，而且硅還會(huì)與陶瓷坩堝中的各種雜質(zhì)，如鐵、硼、鋁等發(fā)生反應(yīng)。二氧化硅與熔融硅之間的反應(yīng)促使硅粘附在坩堝上，由于二氧化硅與硅這兩種材料之間的熱膨脹系數(shù)不同，如果硅材料和陶瓷坩堝壁結(jié)合緊密，在晶體冷卻時(shí)很可能造成晶體硅或陶瓷坩堝破裂。硅熔體和陶瓷坩堝的長(zhǎng)時(shí)間接觸還會(huì)造成陶瓷坩堝的腐蝕，甚至引起坩堝破損，造成硅液溢流。為了解決這些問(wèn)題，工藝上一般采用氮化硅等材料作為涂層涂敷在陶瓷坩堝的內(nèi)壁，隔離硅熔體和陶瓷坩堝的直接接觸，可防止或減少熔融硅與二氧化硅反應(yīng)，避免或減少多晶硅錠污染和開(kāi)裂。為了達(dá)到這種效果，氮化硅涂層必須有足夠的厚度防止硅與二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，并且氮化硅涂層本身不允許引入新的雜質(zhì)污染硅。但是，采用氮化硅涂層的陶瓷坩堝仍然存在問(wèn)題。比如，為了防止硅與陶瓷坩堝發(fā)生反應(yīng)，所需的氮化硅涂層的厚度一般至少需在約200-300um，所以氮化硅涂層操作昂貴且耗時(shí)。此外，這種氮化硅涂層并不牢固，在使用期間甚至在使用之前容易脫落或剝落，不能完全防止硅與二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，易造成粘堝以及裂錠等現(xiàn)象，而且不能有效阻隔坩堝中雜質(zhì)對(duì)硅錠的污染，影響了硅錠的質(zhì)量。在國(guó)內(nèi)外的各種文獻(xiàn)中，提出了關(guān)于不易脫落或剝落的穩(wěn)定的氮化硅涂層坩堝及其制備方法，來(lái)試圖解決陶瓷坩堝氮化硅涂層容易脫落或剝落問(wèn)題。關(guān)于制備穩(wěn)定的坩堝氮化硅涂層的已知技術(shù)有第一種是將氮化硅涂層在70(TO1450'C的高溫下于受控煅燒周期下氧化；第二種是向氮化硅涂層中添加燒結(jié)或粘結(jié)輔助劑，添加劑可以是金屬或氧化物添加劑例如A1203、Si02、A1N、Al、Si、微硅粉或細(xì)硅粉及其它物質(zhì)。但是這些方法不易控制氮化硅的氧化程度和氧含量，而對(duì)于高質(zhì)量的多晶硅片生產(chǎn)一般需使用含氧量低的高純度的氮化硅涂層；第三種是使用化學(xué)氣相沉積、溶劑蒸發(fā)、高溫火焰處理和其他昂貴且復(fù)雜的手段來(lái)噴涂坩堝涂層。專利號(hào)4741925的美國(guó)專利中公開(kāi)了一種通過(guò)化學(xué)氣相沉積在1250'C下噴涂的坩堝用氮化硅涂層；專利號(hào)為WO2004053207A1的PCT專利公開(kāi)了通過(guò)等離子噴涂氮化硅涂層；專利號(hào)4218418的美國(guó)專利中描述了通過(guò)快速加熱在氧化硅坩堝內(nèi)形成玻璃層以防止硅在熔化處理期間開(kāi)裂的技術(shù)。這些方法雖然能夠有效防止了氮化硅涂層脫落或剝落的問(wèn)題，但是成本太昂貴，不適于在生產(chǎn)中推廣使用。專利號(hào)6165425的美國(guó)專利中公開(kāi)了一種具有低氧含量的氮化硅涂層，該氮化硅涂層的氧含量為0.3%-5%重量比，還可包含粘結(jié)劑如聚乙二醇，并且在優(yōu)選溫度為500'C-700'C及空氣氣氛中進(jìn)行燒結(jié)。在如此低的燒結(jié)溫度下，氮化硅很難被氧化，氮化硅晶界上不會(huì)形成二氧化硅。然而，因?yàn)椴淮嬖诘柰繉拥难趸?，該涂層保持粉狀且在將液態(tài)硅裝入坩堝時(shí)易于受損。專利號(hào)為WO2007039310A1的PCT專利公開(kāi)了一種包含有80%-95%重量比的氮化硅、5%-20%重量比的低溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑，該涂層的氧含量為5%-15%。這種技術(shù)是基于在涂層中使用有限量或控制量的氧。氧主要隨低溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑，如溶膠凝膠、有機(jī)金屬化合物、納米顆粒、微絮凝物、非互溶溶液、微乳劑、氧化物引入。在整個(gè)涂層中產(chǎn)生較低溫度的粘合相，從而提高防護(hù)涂層的抗機(jī)械磨損性并同時(shí)保持氮化硅的所需性能，涂層的脫落或剝落風(fēng)險(xiǎn)大大降低。雖然該制備方法使得涂層的脫落或剝落風(fēng)險(xiǎn)有了一定程度的降低，但是由于該制備僅是將氮化硅粉末與無(wú)機(jī)粘結(jié)劑進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理混合，盡管在一定程度上提高了氮化硅涂層的穩(wěn)定性，但是仍然還存在涂層的脫落或剝落風(fēng)險(xiǎn)；另外，該涂層的氧含量偏高(為5%-15%)，會(huì)對(duì)硅錠造成一定程度的氧污染，影響硅錠質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層以及制備方法，盡可能的采用涂層中氧含量較低的技術(shù)方案，以減少污染隱患，同時(shí)采用包膜技術(shù)和噴涂技術(shù)保障氮化硅層的穩(wěn)定性，確保坩堝使用過(guò)程中硅錠的質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含80-99%重量比的氮化硅，1-20%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為0.2-4.9%重量比。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的坩堝為石英陶瓷坩堝。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中氮化硅涂層的厚度為100^m-800nm。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的含硅元素的包膜劑可以是二氧化硅、原硅酸四乙酯、四乙氧基硅垸、或其組合的基于硅化學(xué)的有機(jī)金屬化合物，也可以是適于形成懸浮體的氧化硅納米顆粒、氧化硅膠體。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的含硅元素的包膜劑可以是含有硅酸根離子Si0/—的無(wú)機(jī)化合物。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中含有硅酸根離子SiO廣的無(wú)機(jī)化合物是水玻璃或者硅酸鈉。多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水或去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入含硅元素的包膜劑，攪拌溶解后滴加酸性溶液將懸浮液pH調(diào)整到1.0-5.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到20100°C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)13小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中所述的酸性溶液可以為含有羧基的有機(jī)酸，優(yōu)選的有酒石酸、乙酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸，也可以是硝酸。多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水或去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入含硅元素的包膜劑，攪拌溶解后滴加堿性溶液將懸浮液pH調(diào)整到8.0-11.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到20100'C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)13小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中所述的堿性溶液可以是胺類化合物，優(yōu)選的有氨水。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的噴涂工藝的步驟為將坩堝放置于可旋轉(zhuǎn)的噴涂架上；一邊旋轉(zhuǎn)坩堝，一邊用噴槍將氮化硅懸浮液均勻地涂敷在坩堝的內(nèi)表面上。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的燒結(jié)的操作步驟為將噴涂好的坩堝置于燒結(jié)爐內(nèi)，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)；在500'C-1200'C溫度下保溫1一5小時(shí)。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的氮化硅粉體顆粒的粒徑可以為100nml.O[un，也可以是粒徑〈100nm的顆粒與粒徑為10nm5.(Him的顆粒的混合，其中粒徑<100nm的顆粒的重量比為0-30%。本發(fā)明涉及的放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)的工藝條件可以是600-110(TC進(jìn)行燒結(jié)2-3小時(shí)。采用多種不同規(guī)格粒徑的氮化硅粉體顆粒，可以有效提高坩堝涂層的硬度和致密度，防止坩堝涂層脫落或剝落現(xiàn)象的產(chǎn)生。本發(fā)明采用化學(xué)包覆手段來(lái)增加氮化硅涂層與坩堝的附著力、硬度以及致密度。氮化硅顆粒必須和陶瓷坩堝內(nèi)表面形成有效的化學(xué)鍵合，才能牢固的附著在陶瓷坩堝表面，現(xiàn)有技術(shù)所提及的都是一些簡(jiǎn)單的物理吸附或者制備成本高的化學(xué)氣相沉積法，通過(guò)簡(jiǎn)單的物理吸附方法制備得到的涂層氧含量過(guò)高，會(huì)污染硅。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)包覆手段來(lái)實(shí)現(xiàn)氮化硅顆粒之間以及氮化硅顆粒和陶瓷坩堝表面形成有效的化學(xué)鍵合，增加了氮化硅涂層與坩堝的附著力、硬度以及致密度。本發(fā)明的工作原理利用含硅元素的包膜劑在2010(TC的溫度下于酸性環(huán)境或堿性環(huán)境中水解，形成活性很強(qiáng)的正硅酸納米顆粒，正硅酸易脫水形成二氧化硅，或者直接采用二氧化硅溶膠的含硅元素的包膜劑，在一定的反應(yīng)條件下得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液。相對(duì)簡(jiǎn)單的二氧化硅顆?；蚝杌衔锱c氮化硅物理混合會(huì)產(chǎn)生二氧化硅顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，使得涂層的氧含量過(guò)高，造成硅錠質(zhì)量下降，由于本發(fā)明中液相生成的納米二氧化硅是均勻包覆在亞微米級(jí)氮化硅顆粒表面上，二氧化硅顆粒之間的團(tuán)聚現(xiàn)象不嚴(yán)重，因而制備得到的涂層氧含量低，降低了對(duì)硅錠污染的風(fēng)險(xiǎn)，而且本發(fā)明的制備成本低，適于在生產(chǎn)中進(jìn)行推廣使用。本發(fā)明提供的各種技術(shù)方案的實(shí)施效果以及現(xiàn)有技術(shù)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明中的關(guān)于表面涂層的附著力是使用POSITEST拉脫法附著力測(cè)試儀依據(jù)ASTMD4541來(lái)測(cè)定的。該測(cè)試儀通過(guò)測(cè)定分離前該涂層所能承受的最大受拉拉脫力來(lái)評(píng)價(jià)涂層的附著力，即，使用液壓從基底上拉開(kāi)規(guī)定測(cè)試直徑的涂層所需的力。該力以壓強(qiáng)表示(KPa)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)顆粒設(shè)計(jì)與復(fù)合技術(shù)在氮化硅顆粒表面包覆一層納米二氧化硅顆粒，增加氮化硅二氧化硅復(fù)合顆粒的比表面和界面反應(yīng)活性點(diǎn)，從而增強(qiáng)氮化硅與坩堝表面、氮化硅顆粒之間的吸附力，還可以防止氧的過(guò)度擴(kuò)散，從而達(dá)到防止坩堝氮化硅涂層脫落或剝落、粘堝以及裂錠等現(xiàn)象的出現(xiàn)，而且涂層氧含量低，降低了對(duì)硅錠污染的風(fēng)險(xiǎn)，另外本發(fā)明的制備成本，適于在生產(chǎn)中進(jìn)行推廣使用。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含8(m重量比的氮化硅，20%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為3%重量比。實(shí)施例2、一種多晶硅鑄錠用柑堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含85%重量比的氮化硅，15%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為2%重量比。實(shí)施例3、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含88%重量比的氮化硅，12%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為1.8%重量比。實(shí)施例4、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含90%重量比的氮化硅，10%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為1.5%重量比。實(shí)施例5、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含95%重量比的氮化硅，5%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為1%重量比。實(shí)施例6、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含99%重量比的氮化硅，1%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為0.2%重量比。實(shí)施例7、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含90%重量比的氮化硅，10%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為4.5%重量比。實(shí)施例8、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含85%重量比的氮化硅，15%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為4.9%重量比。實(shí)施例9、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層的原料配方中固含量包含95%重量比的氮化硅，5%重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為2%重量比。實(shí)施例10、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的坩堝為石英陶瓷坩堝，其余同實(shí)施例1-9中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例ll、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中氮化硅涂層的厚度為100拜，，其余同實(shí)施例1-10中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例12、一種多晶硅鑄錠用坩禍涂層，其中氮化硅涂層的厚度為200nm，，其余同實(shí)施例i-io中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例13、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，實(shí)施例1-10中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例14、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，實(shí)施例1-10中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例15、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，實(shí)施例1-10中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例16、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，實(shí)施例1-10中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例17、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，實(shí)施例1-10中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例18、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，實(shí)施例i-io中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例19、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，乙酯，其余同實(shí)施例l-6的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例20、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，硅烷，其余同實(shí)施例1-6的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例21、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，膠，其余同實(shí)施例7-9的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例22、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層,其中氮化硅涂層的厚度為300nm，，其余同其中氮化硅涂層的厚度為400^m，，其余同其中氮化硅涂層的厚度為500萍，，其余同其中氮化硅涂層的厚度為600拜，，其余同其中氮化硅涂層的厚度為70(Him，，其余同其中氮化硅涂層的厚度為800網(wǎng)，，其余同其中所述的含硅元素的包膜劑是原硅酸四其中所述的含硅元素的包膜劑是四乙氧基其中所述的含硅元素的包膜劑可以是硅溶其中所述的含硅元素的包膜劑可以是含有硅酸根離子Si0/—的無(wú)機(jī)化合物，其余同實(shí)施例7-9的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例23、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中含有硅酸根離子Si032—的無(wú)機(jī)化合物是水玻璃，其余同實(shí)施例22。實(shí)施例24、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中含有硅酸根離子Si0/—的無(wú)機(jī)化合物是硅酸鈉，其余同實(shí)施例22。實(shí)施例25、如實(shí)施例1-實(shí)施例24所述的任意一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入原硅酸四乙酯，攪拌溶解后滴加酒石酸將懸浮液pH調(diào)整到l.O,然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到20°C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)1小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在600'C進(jìn)行燒結(jié)2小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例26、如實(shí)施例1-實(shí)施例24所述的任意一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入四乙氧基硅烷，攪拌溶解后滴加乙酸將懸浮液pH調(diào)整到2.0,然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到30'C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)1.5小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在80(TC進(jìn)行燒結(jié)3小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例27、如實(shí)施例1-實(shí)施例24所述的任意一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入硅溶膠，攪拌溶解后滴加檸檬酸將懸浮液pH調(diào)整到3.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到5(TC，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)2小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在1100'C進(jìn)行燒結(jié)2小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例28、如實(shí)施例l-實(shí)施例24所述的任意一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入硅溶膠，攪拌溶解后滴加蘋(píng)果酸將懸浮液pH調(diào)整到4.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到SO。C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)2.5小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在60(TC進(jìn)行燒結(jié)2小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例29、如實(shí)施例1-實(shí)施例24所述的任意一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入硅酸鈉，攪拌溶解后滴加氨水將懸浮液pH調(diào)整到9.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到IOO'C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)3小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在700'C進(jìn)行燒結(jié)3小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例30、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中所述的酸性溶液可以為含有羧基的有機(jī)酸，其余同實(shí)施例25-29中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例31、如實(shí)施例l-實(shí)施例24所述的多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入四乙氧基硅烷，攪拌溶解后滴加氨水將懸浮液pH調(diào)整到8.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到80°C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)3小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在900'C進(jìn)行燒結(jié)4小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例32、如實(shí)施例l-實(shí)施例24所述的多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入氧化硅膠體，攪拌溶解后滴加氨水將懸浮液pH調(diào)整到lO.O，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到50°C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)2小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩禍內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中在1100'C進(jìn)行燒結(jié)2小時(shí)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例33、如實(shí)施例1-實(shí)施例24所述的多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入水玻璃，攪拌溶解后滴加氨水將懸浮液pH調(diào)整到lO.O，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到IO(TC，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)1小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。實(shí)施例34、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中所述的堿性溶液可以是胺類化合物，其余同實(shí)施例31-33中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例35、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的噴涂工藝的步驟為將坩堝放置于可旋轉(zhuǎn)的噴涂架上；一邊旋轉(zhuǎn)坩堝，一邊用噴槍將氮化硅懸浮液均勻地涂敷在坩堝的內(nèi)表面上，其余同實(shí)施例25-29以及實(shí)施例31-33中的任意一個(gè)實(shí)12施例。實(shí)施例36、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的燒結(jié)的操作步驟為將噴涂好的坩堝置于燒結(jié)爐內(nèi)，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)；在500'C溫度下保溫5小時(shí)，其余同實(shí)施例25-29以及實(shí)施例31-33中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例37、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的燒結(jié)的操作步驟為將噴涂好的坩堝置于燒結(jié)爐內(nèi)，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)；在800'C溫度下保溫3小時(shí)，其余同實(shí)施例25-29以及實(shí)施例31-33中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例38、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的燒結(jié)的操作步驟為將噴涂好的坩堝置于燒結(jié)爐內(nèi)，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)；在IOO(TC溫度下保溫2小時(shí)，其余同實(shí)施例25-29以及實(shí)施例31-33中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例39、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中步驟(3)中所述的燒結(jié)的操作步驟為將噴涂好的坩堝置于燒結(jié)爐內(nèi)，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)；在1200'C溫度下保溫1小時(shí)，其余同實(shí)施例25-29以及實(shí)施例31-33中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例40、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的氮化硅粉體顆粒的粒徑為100nm1.0nm，其余同實(shí)施例1-9中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例41、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的氮化硅粉體顆粒是粒徑〈100nm的顆粒與粒徑為10nm5.0拜的顆粒的混合，其中粒徑〈100nm的顆粒的重量比為30%，其余同實(shí)施例1-9中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例42、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的氮化硅粉體顆粒是粒徑〈100nm的顆粒與粒徑為10nm5.0pm的顆粒的混合，其中粒徑〈100nm的顆粒的重量比為20%，其余同實(shí)施例1-9中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例43、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的氮化硅粉體顆粒是粒徑〈100nm的顆粒與粒徑為10nm5.0nm的顆粒的混合，其中粒徑〈100nm的顆粒的重量比為10%，其余同實(shí)施例卜9中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例44、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的氮化硅粉體顆粒是粒徑〈100nm的顆粒與粒徑為10nm5.0pm的顆粒的混合，其中粒徑〈100nm的顆粒的重量比為5%，其余同實(shí)施例1-9中的任意一個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例45、如實(shí)施例l-實(shí)施例24所述的多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其中(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水中，攪拌分散均勾備用；(2)、向上述懸浮液中加入氧化硅膠體，攪拌溶解后滴加氨水將懸浮液pH調(diào)整到ll.O，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到2CTC，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)2小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。權(quán)利要求1、一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于所述的涂層的原料配方中固含量包含80-99％重量比的氮化硅，1-20％重量比的含硅元素的包膜劑，經(jīng)燒結(jié)后成型的涂層中總氧含量為0.2-4.9％重量比。2、如權(quán)利要求l所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于所述的坩堝為石英陶瓷坩堝。3、如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于氮化硅涂層的厚度為100(mn-800網(wǎng)。4、如權(quán)利要求l所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于所述的含硅元素的包膜劑可以是二氧化硅、原硅酸四乙酯、四乙氧基硅烷、或其組合的基于硅化學(xué)的有機(jī)金屬化合物，也可以是適于形成懸浮體的氧化硅納米顆粒、氧化硅膠體。5、如權(quán)利要求l所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于所述的含硅元素的包膜劑可以是含有硅酸根離子Si032—的無(wú)機(jī)化合物。6、如權(quán)利要求5所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于含有硅酸根離子Si032—的無(wú)機(jī)化合物是水玻璃或者硅酸鈉。7、如權(quán)利要求l-6任意一項(xiàng)所述的多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其特征在于(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水或去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入含硅元素的包膜劑，攪拌溶解后滴加酸性溶液將懸浮液pH調(diào)整到1.0-5.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到20100°C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)13小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。8、如權(quán)利要求7所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其特征在于所述的酸性溶液可以為含有羧基的有機(jī)酸，優(yōu)選的有酒石酸、乙酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸，也可以是硝酸。9、如權(quán)利要求l-6任意一項(xiàng)所述的多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其特征在于(1)、稱取一定量的氮化硅粉體顆粒，加入去離子水或去離子水與乙醇的混合溶液中，攪拌分散均勻備用；(2)、向上述懸浮液中加入含硅元素的包膜劑，攪拌溶解后滴加堿性溶液將懸浮液pH調(diào)整到8.0-11.0，然后將反應(yīng)溫度設(shè)置到20100'C，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下反應(yīng)13小時(shí)后得到二氧化硅包覆的氮化硅懸浮液；(3)、采用噴涂工藝將懸浮液噴入坩堝內(nèi)表面，然后放入烘烤爐中進(jìn)行燒結(jié)，冷卻至室溫后從燒結(jié)爐取出坩堝，完成多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備。10、如權(quán)利要求9所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其特征在于所述的堿性溶液可以是胺類化合物，優(yōu)選的有氨水。11、如權(quán)利要求7或9所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的噴涂工藝的步驟為將坩堝放置于可旋轉(zhuǎn)的噴涂架上；一邊旋轉(zhuǎn)坩堝，一邊用噴槍將氮化硅懸浮液均勻地涂敷在坩堝的內(nèi)表面上。12、如權(quán)利要求7或9所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的燒結(jié)的操作步驟為將噴涂好的坩堝置于燒結(jié)爐內(nèi)，在空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)；在500。C-120(TC溫度下保溫l一5小時(shí)。13、如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其特征在于所述的氮化硅粉體顆粒的粒徑可以為100nml.(Him，也可以是粒徑<100誰(shuí)的顆粒與粒徑為10nm5.(Him的顆粒的混合，其中粒徑〈100nm的顆粒的重量比為0-30%。全文摘要本發(fā)明涉及一種坩堝涂層，特別是一種陶瓷坩堝涂層，具體應(yīng)用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)中，還涉及一種多晶硅鑄錠用陶瓷坩堝涂層的制備方法。一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層，其中所述的涂層配方中固含量包含80-99％重量比的氮化硅，1-20％重量比的含硅元素的包膜劑，燒結(jié)后總氧含量為0.2-4.9％重量比。本發(fā)明的目的在于提供一種多晶硅鑄錠用坩堝涂層以及制備方法，盡可能的采用涂層中氧含量較低的技術(shù)方案，這樣既能減少污染隱患，同時(shí)采用包膜技術(shù)和噴涂技術(shù)保障氮化硅層的穩(wěn)定性，確保坩堝使用過(guò)程中硅錠的質(zhì)量。文檔編號(hào)C04B41/85GK101508590SQ20091011509公開(kāi)日2009年8月19日申請(qǐng)日期2009年3月20日優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日發(fā)明者萬(wàn)躍鵬,亮何,呂興棟,尚召華,胡動(dòng)力申請(qǐng)人:江西賽維Ldk太陽(yáng)能高科技有限公司