Postopek čiščenja telurja 7N združuje tehnologije conskega rafiniranja in usmerjene kristalizacije. Ključne podrobnosti postopka in parametri so opisani spodaj:
1. Postopek conskega rafiniranja
Oblikovanje opreme
Večslojni obročasti conski talilni čolni: Premer 300–500 mm, višina 50–80 mm, izdelani iz kremena ali grafita visoke čistosti.
Ogrevalni sistem: polkrožne uporovne tuljave z natančnostjo nadzora temperature ±0,5°C in najvišjo delovno temperaturo 850°C.
Ključni parametri
Vakuum: ≤1 × 10⁻³ Pa ves čas za preprečevanje oksidacije in kontaminacije.
Hitrost cone: 2–5 mm/h (enosmerno vrtenje preko pogonske gredi).
Temperaturni gradient: 725±5°C na sprednji strani staljene cone, ohlajanje na <500°C na zadnjem robu.
Prehodi: 10–15 ciklov; učinkovitost odstranjevanja >99,9 % za nečistoče z ločilnimi koeficienti <0,1 (npr. Cu, Pb).
2. Postopek usmerjene kristalizacije
Priprava taline
Material: 5N telur, prečiščen s conskim rafiniranjem.
Talilni pogoji: Tali se pod inertnim plinom Ar (≥99,999 % čistoče) pri 500–520 °C z uporabo visokofrekvenčnega indukcijskega ogrevanja.
Zaščita pred taljenjem: prevleka iz grafita visoke čistosti za preprečevanje izhlapevanja; globina staljenega bazena se vzdržuje pri 80–120 mm.
Nadzor kristalizacije
Hitrost rasti: 1–3 mm/h z navpičnim temperaturnim gradientom 30–50 °C/cm.
Hladilni sistem: vodno hlajena bakrena osnova za prisilno hlajenje dna; radiativno hlajenje na vrhu.
Ločevanje nečistoč: Fe, Ni in druge nečistoče so obogatene na mejah zrn po 3–5 ciklih taljenja, kar zmanjša koncentracije na ravni ppb.
3. Meritve nadzora kakovosti
Referenca standardne vrednosti parametra
Končna čistost ≥99,99999 % (7N)
Skupne kovinske nečistoče ≤0,1 ppm
Vsebnost kisika ≤5 ppm
Odstopanje orientacije kristala ≤2°
Upornost (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Prednosti postopka
Razširljivost: Večslojni obročasti conski talilni čolni povečajo serijsko zmogljivost za 3–5× v primerjavi z običajnimi oblikami.
Učinkovitost: Natančen nadzor vakuuma in toplote omogočata visoko stopnjo odstranjevanja nečistoč.
Kakovost kristalov: Ultra počasne stopnje rasti (<3 mm/h) zagotavljajo nizko gostoto dislokacij in celovitost posameznega kristala.
Ta prečiščeni 7N telur je ključnega pomena za napredne aplikacije, vključno z infrardečimi detektorji, tankoslojnimi sončnimi celicami CdTe in polprevodniškimi substrati.
Reference:
označujejo eksperimentalne podatke iz strokovno pregledanih študij o čiščenju telurja.
Čas objave: 24. marec 2025