Процесът на пречистване на телур 7N съчетава технологии за зоново рафиниране и насочена кристализация. Основните детайли и параметри на процеса са описани по-долу:
1. Процес на рафиниране на зона
Проектиране на оборудването
Многослойни пръстеновидни зонови топилни лодки: Диаметър 300–500 mm, височина 50–80 mm, изработени от кварц или графит с висока чистота.
Отоплителна система: Полукръгли резистивни намотки с точност на контрол на температурата от ±0,5°C и максимална работна температура от 850°C.
Ключови параметри
Вакуум: ≤1×10⁻³ Pa навсякъде, за да се предотврати окисляване и замърсяване.
Скорост на движение на зоната: 2–5 mm/h (еднопосочно въртене чрез задвижващ вал).
Температурен градиент: 725±5°C в предната част на разтопената зона, охлаждане до <500°C в задния ръб.
Преминава: 10–15 цикъла; ефективност на отстраняване >99,9% за примеси с коефициенти на сегрегация <0,1 (напр. Cu, Pb).
2. Процес на насочена кристализация
Подготовка на стопилката
Материал: 5N телур, пречистен чрез зоново рафиниране.
Условия на топене: Разтопен под инертен Ar газ (≥99,999% чистота) при 500–520°C с помощта на високочестотно индукционно нагряване.
Защита от стопяване: Графитно покритие с висока чистота за потискане на изпаряването; дълбочината на разтопения басейн се поддържа на 80–120 mm.
Контрол на кристализацията
Скорост на растеж: 1–3 mm/h с вертикален температурен градиент 30–50°C/cm.
Охладителна система: Медна основа с водно охлаждане за принудително долно охлаждане; радиационно охлаждане в горната част.
Отделяне на примеси: Fe, Ni и други примеси се обогатяват по границите на зърната след 3–5 цикъла на претопяване, намалявайки концентрациите до нива на ppb.
3. Метрики за контрол на качеството
Параметър Справка за стандартна стойност
Крайна чистота ≥99,99999% (7N)
Общо метални примеси ≤0,1 ppm
Съдържание на кислород ≤5 ppm
Отклонение на ориентацията на кристала ≤2°
Съпротивление (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Предимства на процеса
Мащабируемост: Многослойните пръстеновидни зонови топилни лодки увеличават партидния капацитет с 3–5 пъти в сравнение с конвенционалните дизайни.
Ефективност: Прецизният вакуум и термичен контрол позволяват висока степен на отстраняване на примесите.
Качество на кристала: Изключително бавните скорости на растеж (<3 mm/h) осигуряват ниска плътност на дислокациите и монокристална цялост.
Този рафиниран 7N телур е критичен за напреднали приложения, включително инфрачервени детектори, тънкослойни слънчеви клетки CdTe и полупроводникови субстрати.
Референции:
означават експериментални данни от рецензирани проучвания за пречистване на телур.
Време на публикуване: 24 март 2025 г