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目前以α-Si3N4为主晶相的氮化硅涂层在半熔高效多晶硅铸造工艺中被广泛的应用,但其缺点是结构疏松及易脱落，造成渗硅和粘锅风险。许多学者从涂层润湿性、致密性和抗杂性等3大方面分别采用氧受控煅烧、添加粘结剂及增加涂层厚度等方法改善涂层性能，但实际效果不明显；随着全熔高效多晶硅铸锭工艺的兴起，引晶形核涂层成了人们的研究热点。在从半熔工艺转向全熔工艺的过程中如何既使得涂层易润湿、粗糙以增加引晶形核点但又不易渗硅及具有良好的抗脱落性能是当前亟待解决的问题。在此背景下制备了以β-Si3N4为主晶相的氮化硅涂层和均匀混合的α-Si3N4/β-Si3N4复合涂层，与α-Si3N4相氮化硅涂层进行对比，分别系统的研究了不同坩埚热处理工艺和不同铸锭工艺条件下新型氮化硅新涂层性能及对高效多晶硅的影响。 首先在半熔籽晶辅助法铸造高效多晶硅工艺中，以β-Si3N4粉制备氮化硅涂层而以α-Si3N4粉制备的氮化硅涂层作为对比。经过坩埚1075℃×2h烧结工艺铸造G5(520kg)多晶硅锭，考察β-Si3N4氮化硅涂层的抗脱落性、防熔硅渗透黏锅及对多晶硅锭性能的影响。结果表明：高温下的 Si3N4相转变是氮化硅涂层脱落的主要原因。以β-Si3N4相为主的氮化硅涂层，高温稳定性强，不发生相转变，故涂层几乎无脱落现象。铸锭后β-Si3N4涂层颗粒垂直于坩埚杂质扩散的方向，β-Si3N4涂层更有利于阻挡杂质的扩散，降低边缘红区长度，提高了硅锭成品率。 其次将β-Si3N4粉制备的氮化硅涂层应用于升级改造的半熔籽晶辅助法工艺中，与α-Si3N4氮化硅涂层作为对比，经过坩埚免烧工艺铸造 G6(800kg)多晶硅锭，考察在β-Si3N4氮化硅涂层的抗脱落性、防熔硅渗透及对多晶硅锭性能的影响。结果表明：β-Si3N4涂层抗脱落性好于α-Si3N4涂层，抗侵蚀性β-Si3N4涂层次于α-Si3N4涂层；同时β-Si3N4涂层可以代替α-Si3N4涂层应用于G6(800kg)坩埚免烧结工艺锭造多晶硅中。另外两种涂层对应的硅片间隙 Fe浓度皆出现双峰分布，β-Si3N4涂层抗Fe杂质扩散性能好于α-Si3N4涂层。 最后在全熔铸造高效多晶硅工艺中研究了引晶形核涂层技术。制备了β-Si3N4氮化硅涂层和均匀混合的α-Si3N4/β-Si3N4复合涂层，通过与α-Si3N4粉制备的氮化硅涂层作为对比，经过坩埚免烧工艺铸造 G5(520kg)多晶硅锭，考察了不同涂层的表面形貌对长晶初期的晶粒细化、红区长度以及形核机理的影响。结果表明：晶粒尺寸的大小不仅跟涂层粗糙度有关，还跟涂层表面的凹凸起伏程度关系密切；另外复合涂层表面不但含有α-Si3N4涂层的粗糙性，同时含有β-Si3N4涂层的低形核功，形成表面粗糙性大且均匀，形核功低的复合涂层，故有效形核点数最多，晶粒细化最细小。