淺談石英坩堝

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石英坩堝本身為非晶質(amorphous)的介穩態,長晶時會慢慢變成白矽石(cristobalite).
隨生長時間的增加,白矽石會剝落而進入熔湯(melt)中.大部份的白矽石會隨時間溶解在熔湯中,但有些較大顆粒仍有機率在未完全溶解之前擊中晶棒而造成斷線.
石英坩堝可以塗上一層促進白矽石均勻細小化的鹼金族或鹼土族化合物,以大幅延長石英坩堝的使用壽命與長晶良率.未使用前的安全時數約60hr,使用後則可達100hr.
鹼金族或鹼土族的氧化物/碳酸物/氫氧化物/草酸鹽/矽酸鹽/氟化物等都有效,但考慮金屬污染之故,選用偏析係數低的鋇(Ba)化合物最適當,數值約為~2.25E-8,偏析係數愈接進"1"表示愈易進入矽晶棒中.
通常是塗氫氧化鋇Ba(OH)2-8H2O
此成份會與空氣中的二氧化碳(CO2)反應形成碳酸鋇(BaCO3).
BaCO3在長晶爐中加熱時,會分解成氧化鋇(BaO).
氧化鋇與石英坩堝的SiO2反應生成矽酸鋇(BaSiO3).  BaO + SiO2 = BaSiO3
由於矽酸鋇的存在,使石英坩堝壁上形成緻密微小的白矽石結晶,它很難被矽熔湯滲入而剝落.即使剝落也很快被溶解.