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一、石英埚异常

石英坩埚在拉单晶中出现的现象及其分析如下:

1．石英坩埚使用后壁上出现棕色小圈现象：

解释：石英坩埚是非晶质，石英坩埚本身是非晶质的石

英玻璃，在适当的条件下他会发生相变化而形成稳定的

方石英结晶态。在方石英结晶与非晶质石英坩埚壁之间

通常夹杂着一层硅熔液，而在方石英结晶的边缘，通常

覆盖着棕色的SiO气泡。SiO气体为棕色，棕色的小圈是

SiO的结晶。

原因：坩埚壁上的杂质或者硅料清洗不干净所带来的酸

碱或重金属残留，使坩埚在高温下不稳定，造成上述现

象。

解决途径：

1.硅料的清洗需要保证无酸碱残留或重金属;

2.坩埚本身的质量过关.

2.石英坩埚的失透现象：

这个过程称为石英的再结晶，通常称为“失透”，也

称为“析晶”（与硅料析晶不同）。因为在1100℃以上石

英玻璃转化为方石英是持续进行的，在高温下一定会发

生此情况，因此这种情况一般不列入异常。

解释：析晶通常发生在石英坩埚的表层，严重的析晶对

拉单晶的影响很大，石英坩埚内壁发生析晶时有可能破

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坏坩埚内壁原有的涂层，这将导致涂层下面的气泡层和

熔硅发生反应，造成部分颗粒状氧化硅进入熔硅内，使

得正在生长中的晶体结构发生变异而无法正常成晶。析

晶将减薄石英坩埚原有的厚度，降低了坩埚的强度，容

易引起石英坩埚的变形。

可能的原因：

1.石英坩埚的生产、清洗和包装过程中受到玷污。在所

有对石英坩埚的玷污中，碱金属和碱土金属离子这些离

子的存在是石英坩埚产生析晶的主要因素。

2.在操作过程中，因操作方法不当也会产生析晶：如在

防止石英坩埚和装填硅料的过程中，带入的汗水、口水、

油污、尘埃等。

3.新的石墨坩埚未经彻底煅烧或受到玷污就投入使用

是造成石英坩埚外层析晶的主要原因。

4.用于拉晶的原料纯度低，所含杂质太多或清洗工艺存

在问题。

5.熔料时温度过高或时间过长，也将加重析晶的程度。

解决途径：

1.石英坩埚的生产厂商要保证其生产的坩埚从用料到生

产的各个环节都符合质量要求。

2.在单晶生产的整个过程中应严格按照工艺规程认真操

作。

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3.拉晶所用的原料纯度一定要符合生产要求，如果原料

本身所含杂质较多，在熔料过程中也会造成析晶。尤其

是碱金属离子的存在，将会降低析晶温200～300℃.

4原料的清洗一定要符合工艺要求，经过酸或碱处理的原

料如果未将酸碱残液冲洗彻底，易造成析晶。

5新的石墨器件，如石墨坩埚因含有一定的灰粉和其它

杂质，在投入使用前须经过彻底的高温煅烧才能使用。

6.熔料时应选用合适的熔料温度以减少析晶或降低析