石英坩堝目前主要靠高溫電弧法熔制，加熱方式采用高溫電弧加熱，加熱材料選用純度較高的石墨電極加熱。在石英坩堝熔制之前需要將高純石英砂倒入可任意傾斜角度的旋轉(zhuǎn)石墨坩堝內(nèi)表面,通過離心成型?，F(xiàn)有技術(shù)中，熔制后的石英坩堝羥基波動(dòng)相對(duì)大，羥基在石英坩堝中以松散的硅氧鍵存在，改變了石英坩堝的結(jié)構(gòu)和理化性能，降低石英坩堝的黏度，使得石英坩堝在拉晶過程中容易發(fā)生變形，造成事故。同時(shí)松散的硅氧鍵在拉晶過程中容易產(chǎn)生逆向反應(yīng)，羥基擴(kuò)散出來影響晶棒的氧含量、氣孔發(fā)生率以及晶棒的電阻率波動(dòng)，同時(shí)羥基的擴(kuò)散容易造成石英坩堝透明層中的微小氣泡膨脹破裂，數(shù)量居多的情況下會(huì)造成拉晶斷線。

什么是羥基

羥基（hydroxyl）是一種常見的極性基團(tuán)，化學(xué)式為-OH。羥基與水有某些相似的性質(zhì)，羥基是典型的極性基團(tuán)，與水可形成氫鍵，在無機(jī)化合物水溶液中以帶負(fù)電荷的離子形式存在（OH-），稱為氫氧根。

石英坩堝羥基通常是指在高溫下，石英坩堝表面吸附的羥基(OH)。這些羥基可能來自環(huán)境中的水分或生產(chǎn)中的其他化合物。

羥基的影響

坩堝中的羥基（-OH）是對(duì)坩堝強(qiáng)度影響的核心因素，由于羥基的存在，改變了SiO2的鍵合結(jié)構(gòu)，致使坩堝的耐溫性能大幅降低，例如坩堝中的羥基含量超過150ppm，1050攝氏度就會(huì)開始軟化變形，無法正常使用。

羥基的含量與坩堝制備所選取的工藝路線直接相關(guān)，也與環(huán)境濕度以及原料選取等有關(guān)。降低羥基含量的方法包括在特定溫度和氣氛下進(jìn)行熱處理，以及采用化學(xué)方法進(jìn)行提純。

在拉晶過程中，石英坩堝內(nèi)部的羥基、雜質(zhì)元素和氣泡的含量會(huì)影響硅棒的質(zhì)量和石英坩堝的使用壽命。其中，雜質(zhì)與氣泡的含量更多依賴于石英砂本身的純度。

羥基的存在對(duì)石英坩堝的性能和使用壽命具有顯著影響。羥基是一種活性基團(tuán)，會(huì)導(dǎo)致石英坩堝在高溫下發(fā)生熱膨脹，降低其熱穩(wěn)定性。此外，羥基還可能與熔融硅發(fā)生反應(yīng)，生成不溶性硅酸鹽，影響硅棒的純度和質(zhì)量。

來源：晶格半導(dǎo)體