Процесс очистки теллура 7N сочетает в себе технологии зонной очистки и направленной кристаллизации. Ключевые детали и параметры процесса приведены ниже:
1. Процесс зонной очистки
Проектирование оборудования
Многослойные кольцевые лодочки для зонной плавки: диаметр 300–500 мм, высота 50–80 мм, изготовлены из высокочистого кварца или графита.
Система нагрева: Полукруглые резистивные катушки с точностью регулирования температуры ±0,5°C и максимальной рабочей температурой 850°C.
Основные параметры
Вакуум: ≤1×10⁻³ Па по всей длине для предотвращения окисления и загрязнения.
Скорость перемещения зоны: 2–5 мм/ч (однонаправленное вращение через приводной вал).
Температурный градиент: 725±5°C на фронте расплавленной зоны, охлаждение до <500°C на задней кромке.
Проходы: 10–15 циклов; эффективность удаления >99,9% для примесей с коэффициентом сегрегации <0,1 (например, Cu, Pb).
2. Процесс направленной кристаллизации
Подготовка расплава
Материал: теллур 5N, очищенный методом зонной очистки.
Условия плавки: Плавка в инертном газе Ar (чистота ≥99,999%) при температуре 500–520°C с использованием высокочастотного индукционного нагрева.
Защита от расплава: покрытие из высокочистого графита для подавления улетучивания; глубина расплавленной ванны поддерживается на уровне 80–120 мм.
Контроль кристаллизации
Скорость роста: 1–3 мм/ч при вертикальном градиенте температуры 30–50°С/см.
Система охлаждения: медное основание с водяным охлаждением для принудительного охлаждения снизу; радиационное охлаждение сверху.
Сегрегация примесей: Fe, Ni и другие примеси обогащаются на границах зерен после 3–5 циклов переплавки, снижая концентрации до уровней ppb.
3. Показатели контроля качества
Параметр Стандарт Значение Ссылка
Конечная чистота ≥99,99999% (7N)
Общее содержание металлических примесей ≤0,1 ppm
Содержание кислорода ≤5 ppm
Отклонение ориентации кристалла ≤2°
Удельное сопротивление (300 К) 0,1–0,3 Ом·см
Преимущества процесса
Масштабируемость: многослойные кольцевые плавильные лодочки увеличивают производительность партии в 3–5 раз по сравнению с традиционными конструкциями.
Эффективность: Точный контроль вакуума и температуры обеспечивает высокую скорость удаления примесей.
Качество кристаллов: Сверхнизкие скорости роста (<3 мм/ч) обеспечивают низкую плотность дислокаций и целостность монокристалла.
Этот очищенный теллур 7N имеет решающее значение для современных приложений, включая инфракрасные детекторы, тонкопленочные солнечные элементы CdTe и полупроводниковые подложки.
Ссылки:
обозначают экспериментальные данные рецензируемых исследований по очистке теллура.
Время публикации: 24-03-2025