CN104066873A - 带涂层坩埚和制造带涂层坩埚的方法 - Google Patents

带涂层坩埚和制造带涂层坩埚的方法 Download PDF

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Abstract

用于在坩埚的内部容积的一部分内形成晶锭的坩埚。坩埚具有形成内部容积的坩埚基材。坩埚基材通过设置于晶锭和坩埚基材之间的屏障涂层与晶锭分隔开。屏障涂层具有与所述坩埚基材的表面相一致而与所述表面上的表面特征的形状无关的无针孔的适形的厚度，所述屏障涂层具有比所述晶锭的熔点更高的熔点。

Description

带涂层坩埚和制造带涂层坩埚的方法
技术领域
公开的实施例大体涉及带涂层坩埚和制造带涂层坩埚的方法，并且更具体地涉及用于晶体生长设备中的带涂层坩埚和制造带涂层坩埚的方法。
背景技术
熔炉***（例如晶体生长***）以及其他过程之中的方法被用作例如蓝宝石或者其他晶体的晶体的生长的制造***和技术。这样的***可以包括将籽晶放置在坩埚内并且进一步将填料放置在坩埚内，其中填料连同籽晶被加热从而形成熔体，且同时保持籽晶的一部分完好无损。熔体被维持在与籽晶均质的温度并且以受控方式被冷却，以便使得籽晶连续生长成较大的晶体。问题在于，在熔化过程或其他阶段期间，坩埚材料可能会污染晶体材料。另一问题在于，一旦冷却就可能难以在没有过大困难且不损坏或毁坏晶体或坩埚的情况下从坩埚移除最终的较大晶体。因此，需要一种晶体生长***，其在没有过大损坏和费用的情况下制造高纯度晶体。
附图说明
结合附图，在下述描述中将解释实施例的上述方面和其他特征。
图1示出示例性晶体生长***的视图；
图2示出坩埚沉积***的视图；
图3示出坩埚沉积***的视图；
图4示出坩埚的俯视图；
图5示出坩埚的截面图；
图6示出坩埚的截面图；
图7示出坩埚的截面图；
图8示出坩埚壁的局部截面图；
图9示出坩埚的截面图；
图10示出在晶锭移除***中的坩埚的局部截面图；
图11示出晶锭移除***的视图；以及
图12示出流程图。
具体实施方式
虽然将参考附图中示出的实施例描述本发明实施例，但是应该理解的是，实施例能够被实现成实施例的许多替代性形式。此外，可以使用任何合适尺寸、形状或者类型的元件或材料。
现在参考图1，示出了晶体生长***200，其适合于使用本发明公开的实施例的制造过程。示例性晶体生长***200可以是用于使得单个晶体（例如蓝宝石或其他晶体）生长的熔炉。晶体生长***200具有形成腔室的外壳202，在晶体生长过程期间所述外壳可以根据需要被冷却。在腔室202内的是绝热元件204、加热元件206和坩埚210，其中坩埚210可以具有在下文被进一步详述的特征。例如，***200可以具有在2011年7月28日公布的且名称为“Crystal Growth Methods and Systems”的美国专利公布2011/0179992A1中所公开的特征，该文献的全部内容被并入本文以供参考。在操作中，籽晶212（例如蓝宝石）可以根据需要被定向并且放置在坩埚的底部上位于内部并且被填料214围绕且覆盖。坩埚被加热到稍高于填料的熔化温度以用于均质化且同时保持籽料212的一部分完好无损。坩埚210的底部以预定速率被冷却，这例如通过从加热区域206抽出坩埚210或者通过受控地冷却坩埚的底部或其他部分实现，其中，当熔体随着温度降低而以冷却速率固化时，晶体生长，最终在坩埚210内形成晶体晶锭220。在操作中，可以通过毁坏坩埚210从坩埚210移除晶锭220，或者可以以如下文被详细描述的方式在不毁坏或损坏坩埚的情况下使得晶锭被移除从而坩埚可以被再次使用。一旦被移除，则较大的晶体晶锭220可以被掏芯以便产生大致筒形锭以及被切片或其他方式切割以便产生晶片或其他适当形状。使用所公开的实施例并且如参考带涂层坩埚210所描述的，与使用无涂层坩埚相比，包芯锭会较大并且产生较高产量。
蓝宝石晶锭的制造发生在熔炉200内在大约2200摄氏度的高温下达一段时间。生料蓝宝石214设置于具有钼基材料的模制坩埚210内，所述模制坩埚又被安装在腔室202内，该腔室202具有熔炉模块，该熔炉模块具有受控环境（例如，真空或惰性环境）且具有受控温度。熔融材料可以与无涂层金属坩埚的基材反应，从而形成金属氧化物，其中来自无涂层坩埚的金属氧化物可以溶解且扩散到熔融材料内。在这个过程期间蓝宝石的熔体将其外表面结合到无涂层坩埚的氧化钼表面，从而形成牢固结合。这种强结合需要使得无涂层钼坩埚破裂，以移除蓝宝石晶锭220。而且，这种金属氧化物层会污染蓝宝石晶锭的原始外部区域，从而影响产量。在这个过程中也可能会损失无涂层坩埚，并且其仅能够作为废料被回收，这样坩埚的单位成本是非常高的。在所公开的实施例中，坩埚210可以具有基材，例如具有一个或更多个涂层（例如，一个或更多个屏障涂层）的钼。在一种实施例中，屏障涂层由20-50nm的ALD（原子层沉积）涂层构成。这里，ALD屏障层防止了在晶体生长过程期间的金属氧化物的交叉污染，从而有效地将钼壁隔离于蓝宝石晶锭。在替代性实施例中，可以提供一个或更多个层，例如可以提供一个或更多个屏障层或者释放层/脱模层。例如，可以设置钼坩埚实施例，其施加有屏障层，例如通过ALD、等离子体增强ALD或其他合适过程产生的钌、锇、铑和铱层。例如，通过使用带有Ru（EtCp）2的NH3（氨）作为前体成分（从其提取钌且敷设钌），可以通过使用等离子体增强ALD来施加Ru。因为蓝宝石晶体生长具有相对长的工艺周期，例如，15天的晶体生长过程，因此例如通过Ru或替代性地具有比蓝宝石或其他所需晶体更高熔点的任意适当贵金属，可以提供具有比蓝宝石更高熔点且相对于蓝宝石晶体生长过程是惰性的低溶解涂层。这里，具有比铝氧化物（蓝宝石）高得多的熔点的贵金属不容易氧化，实际上不会溶解在晶体成分内或在晶体成分内交互反应，从而使其适于较长的工艺时间。然而，散料或由这些金属（例如钌、铟或铑）制成的完整坩埚对于这种尺寸的坩埚而言可能是成本高昂的。此外，因为坩埚可以是消耗性的，所以所用的任意贵金属也是消耗性的。因此，相比于制造贵金属坩埚，通过使用这些稀有金属的超薄涂层或应用可以给坩埚涂层提供较低成本。ALD过程是气密密封的或者是无针孔涂层，并且提供完全覆盖而与表面特征无关。ALD能够薄达1埃直至1微米或者更多，这取决于工艺时间。这里，涂层可以尽可能薄，但具有最大厚度以便防止钼和蓝宝石晶锭之间的交互反应。例如，可以应用20nm~50nm的涂层或其他尺寸涂层，出于成本考虑可以更薄，为了减少或阻止交互反应则可以更厚。在替代性实施例中，可以使用其他表面镀膜方法，例如电化学沉积或CVD例如高达100nm或其他尺寸、或镀膜至高达微米以便尽可能接近无“针孔”或者其他情况，但是相比于ALD过程会使用额外的昂贵材料。原子层沉积的示例性过程被公开于Marsh等人的名称为“Process for low temperature atomic layer deposition of RH”的在2003年12月2日授权的美国专利号6,656,835中，该文献的全部内容并入本文以供参考。原子层沉积的另一示例性过程被公开于在Electrochemical and Solid-State Letters, 7(4) C46-C48(2004)中的Kwon等人的名称为“PLASMA-ENHANCED ATOMIC LAYER DEPOSITION OF RUTHENIUM THIN FILMS”的文献中，其全部内容并入本文以供参考。原子层沉积的另一示例性过程被公开于在Journal of The Electrochemical Society, 151(8) G489-G492(2004)中的Aaltonen等人的名称为“ATOMIC LAYER DEPOSITION OF IRIDIUM THIN FILMS”的文献中，其全部内容并入本文以供参考。在替代性实施例中，可以提供任何合适的原子层沉积或者沉积过程。
在所示实施例中，屏障涂层防止了晶体生长过程期间的金属氧化物的交叉污染，从而有效地将钼壁隔离于蓝宝石晶锭。这里，熔融材料能够与无涂层金属坩埚反应以形成金属氧化物。替代性地，在被用于晶体制造过程中之前，无涂层金属坩埚可能由于暴露于大气而被氧化。来自无涂层坩埚的金属氧化物可以溶解并扩散到熔融材料内。在晶锭形成期间，晶体的外层会被这种金属氧化物污染。这种污染导致晶体的被污染部分不可用，从而导致最终产量降低。在一种实施例中，所公开的坩埚210设置有在基材（例如坩埚210的钼或其他材料）和晶锭220之间的屏障涂层，其中屏障涂层形成在坩埚表面上的保护层以便提供在坩埚210的基体金属或基体金属的表面上的金属氧化物与晶体熔体220之间的屏障。所述屏障涂层可以具有比晶体制造过程中所用的最高温度更高的熔化温度，以便防止坩埚涂层材料的熔化以及坩埚涂层材料与熔融晶体材料的随后混合。在一种实施例中，屏障涂层是气密的且是无针孔的，以便防止坩埚210的基体材料和晶体熔体之间的任意交互反应。进一步地，屏障涂层在晶体熔体中的溶解性可以是低的，以便防止屏障涂层材料对晶体熔体的污染。屏障涂层与坩埚基材的粘结会是非常强的，以便在晶体制造过程期间（例如当存在较大的温度变化时）防止屏障涂层从坩埚基材剥离。在此，屏障涂层材料和坩埚基材的热膨胀系数可以是接近的并且/或者具有强结合。在坩埚210的基材上沉积屏障涂层的一种方法可以是ALD（原子层沉积），以作为将屏障涂层沉积在坩埚基材表面上的沉积技术。在此，ALD产生无针孔表面屏障涂层并且产生适形膜，该膜能够以均匀厚度均匀地覆盖坩埚基材金属表面内/上的大纵横比空隙、突起和裂纹。在替代性实施例中，在屏障涂层性质降低的情况下，也可以使用例如PDL、CVD、PECVD、PVD、ECD和等离子体喷涂的工艺。具有恒定厚度的无针孔适形涂层确保了：在坩埚基材和晶体熔体之间没有化学交互反应并且坩埚基材不会扩散到晶体熔体内。
在例如通过ALD或其他方式沉积Ru涂层之前，坩埚可能需要清洁和预处理。这样的清洁至少将去除颗粒和任意有机材料。留下原生的钼氧化物可能不会影响ALD施加的涂层并且实际上可能有助于结合。根据需要，原位H2等离子体清洁或还原等离子体可以被应用以便消除原生的钼氧化物，之后紧接着是例如在不暴露于大气（钼在大气中将开始变回其原生的氧化物）的情况下的ALD工艺。预清洁钼坩埚确保了：已经从表面去除了所有颗粒并且已经从表面去除了任意有机污染。后者能够通过使用有机溶剂来实现，前者能够通过在使用有机溶剂进行清洁期间向坩埚施加超音速/兆音速能量或其他适当方法而被实现，清洁可以在净室环境内完成，并且在清洁之后，坩埚可以仍停留在净室环境内或者可以在离开净室环境之前被双重袋装。ALD涂层也可以在净室环境内被执行。根据需要以及在金属（例如，（Ru、Ir、Rh、Os）ALD情况下，钼坩埚也可以在开始ALD沉积之前暴露于含氢等离子体。这将从钼表面去除不需要的物理或化学吸收的氧。在此，可以避免形成金属氧化物（Mo、Ru、Ir、Rh和Os），因为这些氧化物在晶体生长过程的温度（例如直至2100摄氏度或其它温度）下分解或者蒸发。在替代性实施例中，可以提供任何合适的清洁和/或预处理。
现在参考图2，示出了适合于在坩埚210上沉积屏障涂层的坩埚沉积***240的视图。示例性沉积***240被示出为ALD***，但是在替代性实施例中其可以是任何合适的沉积***，例如，等离子体增强ALD***或者其它***。***240具有带密封件244的腔室基底242，该密封件244抵靠钼坩埚210的凸缘246密封，其中在基底242的外表面和坩埚210的内部表面之间形成密封的腔室区域248。真空泵252借助于隔离阀250连接到内部歧管254，其中真空泵252可以将腔室区域248选择性抽真空。加热器元件260、262可以例如，在200摄氏度或者根据需要的其他温度下施加热量到腔室和/或坩埚210。前体1（270）和前体2（272）分别通过高速脉冲阀274、276被连接到腔室248，以便在ALD过程中供应交替蒸汽脉冲。通风或净化源280可以通过阀282被连接到腔室248。***240可以具有如Cambridge Nanotech, Inc.提供的ALD***或其他***的特征。在所示实施例中，坩埚210使其本身用作ALD***240的真空腔室。通过反转坩埚210并且将开放区域246密封于ALD/真空处理模块248，坩埚210的内部变成ALD处理腔室248的内部。通过向坩埚的外部施加受控热（热毡）260并且使得反应性气体在坩埚210内部流动，ALD过程将仅在坩埚210的内部表面（即将暴露于晶体熔体的表面）上沉积所需膜。在此，例如且使用ALD过程，每对连续前体气体脉冲在暴露的坩埚表面上沉积单分子膜，以致膜的厚度可以被精确地控制，以便用户可以选择性提供n对连续前体气体脉冲，从而沉积具有组合厚度的厚度的适形膜层，其中该组合厚度是由n个单分子膜层构成的。在此，沉积率可以是1 nm或者更少的或者其他数值，这取决于基于被沉积的材料和连续气体脉冲的允许定时而定的每个单分子层的厚度。可以通过例如钼自旋以形成碗形来制造坩埚。其他（超）合金和难熔金属也可以用作坩埚的替代性材料。使用ALD过程，例如使用等离子体增强ALD过程或其他过程，可以施加前体材料所产生的钌或其他适当涂层。提供在晶体熔化过程温度下的热稳定性，以便沉积的Ru在晶体形成过程温度下不熔化或溶解。35nm的涂层厚度是名义ALD氧化物过程。在替代性实施例中，可以提供20nm或更小的较薄涂层或者50nm或更大的较厚涂层。
现在参考图3，示出了坩埚沉积***240'的视图。***240'可以具有针对***240所公开的特征，但是其中提供次要腔室部分242'，其形成腔室248'的外侧部分，其中坩埚210被完整地封罩在腔室248'内。
现在参考图4，示出了坩埚210的俯视图。也参考图5，示出了坩埚210的截面图。坩埚210被示出为具有熔体容纳部分和凸缘部分246，所述凸缘部分具有可选的为O型环制备的密封表面302。在所公开的实施例中，坩埚210可以具有基材，例如钼。可以提供ALD屏障层Ru涂层，以便防止交叉污染并且防止金属氧化物扩散到最终的晶体晶锭中。在此，单个或者数个步骤过程可以被提供以构建屏障层。在此，可以使用ALD（原子层沉积）过程以给模制坩埚增加屏障层，以便防止交叉污染并且防止金属氧化物扩散到最终的晶体基体（晶锭）中。
现在参考图6，示出了具有拔模角310的替代性实施例坩埚210'的截面图。也参考图7，示出了具有完全圆角基底320的替代性实施例坩埚210''的截面图。
现在参考图8，示出了坩埚210壁的局部截面图。也参考图9，示出了具有晶锭220的坩埚210的截面图。在所示实施例中，坩埚210具有钼基材340、原生氧化物342、屏障ALD涂层344。如所述的，在替代性实施例中，在沉积屏障涂层344之前可以去除原生氧化物342。在替代性实施例中，屏障涂层344可以具有多个层，例如在钼或氧化钼上的ZrO2层或其他适当的第一层以及与晶锭接触的Ru层或其他适当层。通过其中不存在或去除了原生氧化物的另一示例，屏障涂层可以具有两个层，例如相对于熔体是惰性的顶部或外涂层344以及沉积在坩埚上（或另一层或其他物质上）的第二扩散或屏障涂层342，以防止坩埚与顶部或外涂层之间的反应或交互扩散。在所示实施例中，层344被示出为大致适形的涂层，以致其相对于其所沉积的表面以均匀厚度适形。在此，屏障涂层344被示出为具有无针孔适形厚度，其与例如坩埚基材或其上沉积的层的表面相一致，而与该表面上的表面特征的形状无关。
现在参考图10，示出了在晶锭移除***400中的坩埚210的局部截面图。也参考图11，示出了晶锭移除***400的视图。移除***400可以有振动表面、晶锭支撑表面404、密封件406、夹子408、热源410、绝热件412、泵414、隔离阀416、通风源418和/或通风阀420。在操作中，泵414可以是产生真空的旋转叶片干式泵，其中例如在使用密封垫圈406将15"的坩埚密封到桌台402上的情况下，可以施加2500磅或其它数值的拉力。在此，源自ALD过程的真空密封能力可以被用于与密封件406交接。在替代性实施例中，泵414可以是压力源，例如，用于在容器210内施加压力以便膨胀等等。在所示实施例中，***400可以在不毁坏坩埚210的情况下从坩埚210移除晶锭220，从而使得坩埚210由于晶锭220从坩埚210的释放的性质而可被重复使用。在此且一旦完成且冷却，则坩埚210/晶锭220的组合将设置于移除桌台装置4000上。坩埚210被上下反转，因此晶锭的重力作为移除力之一。坩埚的外部被感应或辐射加热（IR或者石英灯410）以便快速加热金属坩埚210。桌台施加竖直振动或者超音速运动以便释放晶锭。加热坩埚210会使其向外膨胀。竖直晶锭重量、高频率振动和热膨胀的所有这三个动作的组合导致释放晶锭220。在替代性实施例中，可以提供任意合适的动作组合以便从坩埚210释放晶锭220。
现在参考图13，示出了过程流程图490。流程图490包括：提供钼坩埚的第一步骤500、进行清洁的第二步骤510、施加屏障涂层的第三步骤520、以及在钼坩埚内形成蓝宝石晶锭的第四步骤530。在替代性实施例中，可以提供更多或更少的步骤。
在所公开的实施例中，提供了在坩埚的内部容积内形成晶体晶锭的坩埚，其中坩埚具有在内部容积的表面上的无针孔非多孔性的ALD、CVD或其他适当方式施加的屏障涂层，且该屏障涂层设置于坩埚的基材和晶锭之间且屏障涂层具有比晶锭更高的熔点。提供屏障涂层以防止在熔体和坩埚之间的反应。在此，熔体指的是熔融或液体状态，通过冷却或其他方式从该熔融或液体状态来形成结晶固体。这将使得能够使用较低成本的材料或者更易于被用于形成坩埚的材料来制造坩埚。这些材料满足了坩埚的所有需求，例外因素是它们会与熔体反应，从而导致对晶锭的污染。在具有对于熔体是惰性的一些期望涂层的情况下，在坩埚的材料和该涂层之间存在反应或交互扩散。在这种情况下，可以使用第二涂层（其可以被称为扩散屏障涂层），例如在沉积相对于熔体是惰性的顶部或外涂层（相对于基材来说，所述顶部或外涂层在本文也被称为屏障涂层）之前，该第二涂层被直接沉积在坩埚的表面上。提供扩散屏障涂层例如以便防止在坩埚与顶部或外涂层之间的反应或交互扩散。在所公开实施例的替代性方面，涂层技术可以被应用到被暴露于晶体制造过程中的温度的晶体应用类型、坩埚材料和辅助部件的任意适当组合。在此，单层或多层涂层可以在任何合适的晶体制造过程中被施加，以便在单晶或多晶材料生长过程期间保护坩埚或者被暴露于液体或气态材料的其他部件。在此，顶部或外涂层可以是对于晶体生长材料的液相或气相惰性的材料。进一步且根据需要，在坩埚或其他部件与顶部或外涂层之间可以存在一层以便防止被涂覆材料与顶部或外涂层材料之间的反应或交互扩散。进一步，顶部或外涂层材料也可以具有“释放层”性质（或者除了顶部或外涂层之外，还可以提供另一材料或层），从而使得在已经完成晶体生长过程之后坩埚和晶体容易分离。因此公开的实施例试图涵盖所有的这些替代方案。例如，公开的实施例可以被用于晶体生长应用，例如，氮化镓（GaN）、氮化铝（AIN）、氮化铟镓（InGaN）、铟镓铝（InGaAl）、碳化硅（SiC）、硅（Si）、氧化锌（ZnO）、蓝宝石（Al2O3）、氟化钙（CaF2）、钠碘化物（Nal）和其他卤族盐晶体、锗、多晶硅、砷化镓（GaAs）、YBCO、金属氧化物单晶或任意其他晶体。因此，公开的实施例可以用于与任意适当的晶体组合相结合。公开的实施例可以与不同材料（例如金属，如难熔金属）的坩埚结合使用，或者与由钨（W）、钼（Mo）、铌（Nb）、镧（La）、钽（Ta）、铼（Re）、铱或任何合适的金属或金属合金制成的其他坩埚结合使用。进一步举例来说，顶部或外涂层可以是任何合适的材料，例如，在当前应用中描述的任意材料或者诸如铜、钼、钽、钨或具有比熔体更高的熔点且相对于熔体是惰性的且由ALD、CVD、ECD、热喷涂或任意其他适当涂层方法施加的任意适当材料的材料，并且其中顶部或外涂层相对于被沉积的表面在厚度上可以是适形的，且是基本无针孔的。进一步举例来说，所公开的实施例可以与不同材料的坩埚结合使用，所述材料例如是Al2O3、金、SnO2、MgO、FZY、石墨、粘土石墨、碳化硅、AIN、Si3N4、石英、难熔氮化物、碳化物、TAC、热解氮化硼或者任何合适的材料。因此，公开的实施例可以与任意适当的坩埚组合相结合使用。例如，公开的实施例可以与铱（2446摄氏度的熔点）或在制造金属氧化物单晶（例如蓝宝石、YAG或其他单晶）中使用的其他适当坩埚结合使用。进一步举例来说，公开的实施例可以与石英或热解氮化硼或与多晶硅的制造结合使用的其他适当坩埚结合使用。进一步举例来说，公开的实施例可以与石英或AIN或Si3N4或与GaAs的制造结合使用的其他适当坩埚结合使用。因此，可以使用晶体应用与其制造所用的适当涂层坩埚的任意适当组合。进一步，公开的实施例可以被用于在晶体制造过程中使用的涂层部件的应用中。例如，公开的实施例可以用于与晶体制造所关联的涂层部件相结合使用，该涂层部件例如是加热器、衬套、绝热屏障缸体、反射罩、支撑件、盖板、外壳、梯度控制装置、冷却剂接口部件、隔热部件、冷却籽部件或在晶体制造过程中的任意相关部件。因此，涵盖了所有这些替代方案。
根据示例性实施例，提供了用于在坩埚的内部容积的一部分内形成晶锭的可重复使用坩埚。坩埚具有形成内部容积的坩埚基材。屏障涂层被设置于基材上，因此坩埚基材通过设置于晶锭和坩埚基材之间的屏障涂层与晶锭分隔开。屏障涂层具有与坩埚基材的表面相一致而与所述表面上的表面特征的形状无关的无针孔的适形且均匀的厚度，屏障涂层具有比晶锭的熔点更高的熔点。
根据另一方面，表面包括设置于屏障涂层与坩埚基材之间的扩散屏障涂层。扩散屏障涂层防止在屏障涂层和坩埚基材之间的交互扩散。
根据另一方面，屏障涂层具有是可选的n个单晶层厚度的厚度。
根据另一方面，屏障涂层相对于晶锭是基本不溶解的。
根据另一方面，屏障涂层具有足以防止晶锭和坩埚基材之间的交互反应的厚度。
根据另一方面，屏障涂层具有小于500nm的厚度。
根据另一方面，在屏障涂层和坩埚基材之间不存在原生氧化物的情况下，在坩埚基材上提供屏障涂层。
根据另一方面，提供了用于在坩埚的内部容积的一个部分内形成蓝宝石晶锭的坩埚。坩埚具有形成内部容积的钼基材。贵金属屏障涂层设置于钼基材上，因此钼基材通过设置于蓝宝石晶锭和钼基材之间的贵金属屏障涂层而与蓝宝石晶锭分隔开。贵金属屏障涂层具有与坩埚基材的表面相一致的无针孔、非多孔性且均匀的适形厚度，贵金属屏障涂层具有比蓝宝石晶锭的熔点更高的熔点。
根据另一方面，所述表面包括设置于贵金属屏障涂层与钼基材之间的扩散屏障涂层。扩散屏障涂层防止在贵金属屏障涂层和钼基材之间的交互扩散。
根据另一方面，贵金属屏障涂层具有是可选的n个单晶层厚度的厚度。
根据另一方面，贵金属屏障涂层相对于蓝宝石晶锭是基本不溶解的。
根据另一方面，贵金属屏障涂层具有足以防止蓝宝石晶锭和钼基材之间的交互反应的厚度。
根据另一方面，贵金属屏障涂层具有小于500nm的厚度。
根据另一方面，在贵金属屏障涂层和钼基材之间不存在原生氧化物的情况下，在钼基材上提供贵金属屏障涂层。
根据另一方面，提供了用于形成坩埚的方法，该坩埚用于在坩埚的内部容积的一个部分内形成晶锭。该方法包括：提供坩埚基材；清洁坩埚基材；以及在坩埚基材的至少一部分上涂覆屏障涂层，该屏障涂层具有与坩埚基材的表面相一致而与所述表面上的表面特征的形状无关的无针孔的适形且均匀的厚度，屏障涂层具有比晶锭的熔点更高的熔点。
根据另一方面，清洁坩埚基材包括：与所述涂覆原位地从坩埚基材去除原生氧化物。在屏障涂层和坩埚基材之间不存在原生氧化物的情况下，在坩埚基材上提供屏障涂层。
根据另一方面，在涂覆时，坩埚基材形成真空腔的至少一部分。
根据另一方面，所述涂覆包括使用原子层沉积的涂覆。
根据另一方面，所述涂覆包括使用等离子体增强原子层沉积的涂覆。
根据另一方面，所述涂覆包括使用碳气相沉积的涂覆。
应该理解，前文描述仅是对本发明的解释。在不背离本发明的情况下，本领域技术人员能够得出各种替代方案和改型。因此，本发明试图涵盖所有这些替代方案、改型和变型。

Claims (20)

1. 一种可重复使用的坩埚，所述坩埚用于在所述坩埚的内部容积的一部分内形成晶锭，所述坩埚包括：
形成所述内部容积的坩埚基材；
屏障涂层，所述屏障涂层设置于所述基材上，以使得所述坩埚基材通过设置于所述晶锭和所述坩埚基材之间的所述屏障涂层而与所述晶锭分隔开；以及，
所述屏障涂层具有与所述坩埚基材的表面相一致而与所述表面上的表面特征的形状无关的无针孔的适形且均匀的厚度，所述屏障涂层具有比所述晶锭的熔点更高的熔点。
2. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述表面包括设置在所述屏障涂层和所述坩埚基材之间的扩散屏障涂层，其中所述扩散屏障涂层防止在所述屏障涂层和所述坩埚基材之间的交互扩散。
3. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述屏障涂层具有为可选的n个单晶层厚度的厚度。
4. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述屏障涂层相对于所述晶锭是基本不溶解的。
5. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述屏障涂层具有足以防止所述晶锭和所述坩埚基材之间的交互反应的厚度。
6. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述屏障涂层具有小于500nm的厚度。
7. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，在所述屏障涂层和所述坩埚基材之间不存在原生氧化物的情况下，在所述坩埚基材上提供所述屏障涂层。
8. 一种用于在坩埚的内部容积的一部分内形成蓝宝石晶锭的坩埚，所述坩埚包括：
形成所述内部容积的钼基材；
贵金属屏障涂层，所述贵金属屏障涂层设置于所述钼基材上，以使得所述钼基材通过设置于所述蓝宝石晶锭和所述钼基材之间的所述贵金属屏障涂层而与所述蓝宝石晶锭分隔开；以及
所述贵金属屏障涂层具有与所述坩埚基材的表面相一致的无针孔、非多孔性且均匀的适形厚度，所述贵金属屏障涂层具有比所述蓝宝石晶锭的熔点更高的熔点。
9. 根据权利要求8所述的坩埚，其中，所述表面包括设置在所述贵金属屏障涂层和所述钼基材之间的扩散屏障涂层，其中所述扩散屏障涂层防止在所述贵金属屏障涂层和所述钼基材之间的交互扩散。
10. 根据权利要求8所述的坩埚，其中，所述贵金属屏障涂层具有为可选的n个单晶层厚度的厚度。
11. 根据权利要求8所述的坩埚，其中，所述贵金属屏障涂层相对于所述蓝宝石晶锭是基本不溶解的。
12. 根据权利要求8所述的坩埚，其中，所述贵金属屏障涂层具有足以防止所述蓝宝石晶锭和所述钼基材之间的交互反应的厚度。
13. 根据权利要求8所述的坩埚，其中，所述贵金属屏障涂层具有小于500nm的厚度。
14. 根据权利要求8所述的坩埚，其中，在所述贵金属屏障涂层和所述钼基材之间不存在原生氧化物的情况下，在所述钼基材上提供所述贵金属屏障涂层。
15. 一种形成坩埚的方法，所述坩埚用于在所述坩埚的内部容积的一部分内形成晶锭，所述方法包括：
提供坩埚基材；
清洁所述坩埚基材；以及
在所述坩埚基材的至少一部分上涂覆屏障涂层，所述屏障涂层具有与所述坩埚基材的表面相一致而与所述表面上的表面特征的形状无关的无针孔的适形且均匀的厚度，所述屏障涂层具有比所述晶锭的熔点更高的熔点。
16. 根据权利要求15所述的形成坩埚的方法，清洁所述坩埚基材包括：与所述涂覆原位地从所述坩埚基材去除原生氧化物，其中在所述屏障涂层和所述坩埚基材之间不存在所述原生氧化物的情况下，在所述坩埚基材上提供所述屏障涂层。
17. 根据权利要求15所述的形成坩埚的方法，其中，在涂覆时，所述坩埚基材形成真空腔的至少一部分。
18. 根据权利要求15所述的形成坩埚的方法，其中，所述涂覆包括使用原子层沉积的涂覆。
19. 根据权利要求15所述的形成坩埚的方法，其中，所述涂覆包括使用等离子体增强原子层沉积的涂覆。
20. 根据权利要求15所述的形成坩埚的方法，其中，所述涂覆包括使用碳气相沉积的涂覆。
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