中國粉體網(wǎng)訊  石英坩堝具有潔凈、同質(zhì)、耐高溫等性能，目前廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體和太陽能領(lǐng)域拉制單晶硅的生產(chǎn)工藝中，其中，高純石英砂是石英坩堝的核心原材料。

在單晶硅生產(chǎn)中，石英坩堝作為多晶硅熔融料的承載容器，需與硅料及硅熔融液直接接觸。尤其在1420℃的高溫生產(chǎn)環(huán)境下，其純度、強(qiáng)度、熱學(xué)性能、氣泡含量及表面狀態(tài)等關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)半導(dǎo)體硅片的品質(zhì)、生產(chǎn)良率與性能一致性具有顯著影響。

具體而言，石英坩堝的純度、微量元素控制精度、氣泡層分布均勻性、熱學(xué)性能表現(xiàn)，以及內(nèi)表面與硅液的化學(xué)反應(yīng)程度，均會(huì)深刻作用于單晶硅晶體的微觀結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能，同時(shí)直接關(guān)系到產(chǎn)品良率、質(zhì)量穩(wěn)定性與性能一致性。高品質(zhì)半導(dǎo)體石英坩堝需實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的精準(zhǔn)平衡，因此，對(duì)這些參數(shù)的有效控制，是先進(jìn)石英坩堝廠商的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。

作為核心原材料，高純石英砂需滿足多維度嚴(yán)格要求，涵蓋雜質(zhì)含量、羥基含量、氣液包裹體及粒度特性等方面，具體影響如下：

雜質(zhì)含量：石英砂中的堿金屬雜質(zhì)如Li、Na、K等會(huì)影響石英坩堝的耐溫性，降低其熔點(diǎn)，導(dǎo)致高溫性能變差；雜質(zhì)含量高會(huì)導(dǎo)致石英坩堝產(chǎn)生氣泡和色斑等缺陷，降低石英坩堝的透明度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響石英坩堝的成型過程；雜質(zhì)含量高的石英坩堝高溫強(qiáng)度低，易變形，直接對(duì)單晶拉制構(gòu)成影響，比如坩堝上口內(nèi)塌造成與導(dǎo)流筒碰撞而阻斷正常拉晶。

羥基含量：石英砂中的羥基含量會(huì)影響石英坩堝的耐高溫性能，羥基缺陷會(huì)破壞Si-O鍵，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松度增加，化學(xué)穩(wěn)定性降低。坩堝中的羥基（-OH）會(huì)改變SiO2的鍵合結(jié)構(gòu)，改變石英坩堝的結(jié)構(gòu)，降低黏度減弱石英坩堝強(qiáng)度及耐熱性能，是影響坩堝強(qiáng)度的核心因素。

氣液包裹體：石英砂中的氣液包裹體在高溫熔制石英玻璃的過程中，H2O能與SiO2熔體發(fā)生反應(yīng)，使得羥基含量增高，造成氣泡增加。這些雜質(zhì)會(huì)以微顆粒以及微氣泡的形式伴隨著硅液流遍整個(gè)硅熔體，直接影響到硅的成晶（整棒率、成晶率、加熱時(shí)間、直接加工成本）以及單晶硅的質(zhì)量（穿孔片、黑芯片等）。

粒度特性：粒形一致的石英砂有助于制造出均勻性和一致性更好的石英坩堝，這對(duì)于保證單晶硅生長(zhǎng)過程中的溫度和速度控制至關(guān)重要，直接影響到單晶硅的質(zhì)量和產(chǎn)量。

相較于太陽能領(lǐng)域用石英坩堝，半導(dǎo)體石英坩堝在生產(chǎn)過程中，對(duì)原料石英砂的雜質(zhì)含量要求更為嚴(yán)苛；同時(shí)，其不同內(nèi)層位置對(duì)石墨電極的灰分標(biāo)準(zhǔn)，以及生產(chǎn)所用化學(xué)藥液、涂層材料、純水的等級(jí)要求，均高于太陽能石英坩堝。

2025年11月20-21日，中國粉體網(wǎng)將在江蘇徐州舉辦“2025（第九屆）全國石英大會(huì)暨展覽會(huì)”。屆時(shí)，錦州佑鑫石英科技有限公司研發(fā)中心主任馬力將帶來題為《半導(dǎo)體石英坩堝發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)石英砂核心要求》的報(bào)告，深入解讀行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展方向。

參考來源：

錦州佑鑫.石英坩堝用高純石英砂的要求及發(fā)展趨勢(shì)

中國粉體網(wǎng).這樣的石英坩堝還不選，你糊涂啊

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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