Процес очищення телуру 7N поєднує технології зонного очищення та спрямованої кристалізації. Ключові деталі процесу та параметри описані нижче:
1. Процес очищення зони
Дизайн обладнання
Багатошарові кільцеві зонні плавильні човни: діаметр 300–500 мм, висота 50–80 мм, виготовлені з високочистого кварцу або графіту.
Система опалення: напівкруглі резистивні змійовики з точністю регулювання температури ±0,5°C і максимальною робочою температурою 850°C.
Ключові параметри
Вакуум: ≤1×10⁻³ Па для запобігання окисленню та забрудненню.
Швидкість руху зони: 2–5 мм/год (односпрямоване обертання за допомогою приводного валу).
Температурний градієнт: 725±5°C на передній частині розплавленої зони, охолодження до <500°C на задній кромці.
Проходи: 10–15 циклів; ефективність видалення >99,9% для домішок з коефіцієнтом сегрегації <0,1 (наприклад, Cu, Pb).
2. Процес спрямованої кристалізації
Підготовка розплаву
Матеріал: телур 5N, очищений шляхом зонного рафінування.
Умови плавлення: розплавляється під інертним газом Ar (≥99,999% чистоти) при 500–520°C за допомогою високочастотного індукційного нагріву.
Захист від розплавлення: покриття з графіту високої чистоти для придушення випаровування; глибина басейну розплаву підтримується на рівні 80–120 мм.
Контроль кристалізації
Швидкість росту: 1–3 мм/год з вертикальним градієнтом температури 30–50 °C/см.
Система охолодження: мідна основа з водяним охолодженням для примусового нижнього охолодження; радіаційне охолодження вгорі.
Виділення домішок: Fe, Ni та інші домішки збагачуються на границях зерен після 3–5 циклів переплавлення, знижуючи концентрацію до рівнів ppb.
3. Метрики контролю якості
Посилання на стандартне значення параметра
Кінцева чистота ≥99,99999% (7N)
Загальна кількість металевих домішок ≤0,1 ppm
Вміст кисню ≤5 ppm
Відхилення орієнтації кристала ≤2°
Питомий опір (300 К) 0,1–0,3 Ом·см
Переваги процесу
Масштабованість: багатошарові плавильні човни з кільцевою зоною збільшують продуктивність партії в 3–5 разів порівняно зі звичайними конструкціями.
Ефективність: Точний вакуум і термоконтроль забезпечують високу швидкість видалення домішок.
Якість кристалів: надповільні темпи росту (<3 мм/год) забезпечують низьку щільність дислокацій і цілісність монокристала.
Цей очищений телур 7N є критично важливим для передових застосувань, включаючи інфрачервоні детектори, тонкоплівкові сонячні елементи CdTe та напівпровідникові підкладки.
Список літератури:
позначають експериментальні дані рецензованих досліджень з очищення телуру.
Час публікації: 24 березня 2025 р