Vysoce čistý tavený křemenný kelímek pro tažení monokrystalů

V současnosti se monokrystalický křemík vyrábí za použití polykrystalického křemíku jako suroviny a Czochralského metodou. Při výrobě monokrystalického křemíkukřemenkelímek je kritickým materiálem pro tavení křemíku a růst krystalů a má přímý a významný dopad na výrobní náklady a kvalitu produktu monokrystalického křemíku.

Thekřemenný kelímekje klíčovou součástí Czochralského monokrystalické pece. Fáze přípravy monokrystalu určuje technické parametry, jako je průměr, orientace krystalu, typ dopingové vodivosti, rozsah a distribuce měrného odporu, koncentrace kyslíku a uhlíku, životnost minoritních nosičů a mřížkové defekty křemíkového materiálu. Mikrodefekty, koncentrace kyslíku, kovové nečistoty a stejnoměrnost koncentrace nosiče, to vše musí být kontrolováno v určitém rozsahu. V Czochralského monokrystalickém procesu musí křemenný kelímek odolávat vysokým teplotám nad bodem tání křemíku (1420 °C). Křemenné kelímky jsou většinou poloprůhledné a složené z více vrstev. Vnější vrstva je oblast s vysokou hustotou bublin, nazývaná bublinková kompozitní vrstva; vnitřní vrstva je 3-5 mm průhledná vrstva, nazývaná vrstva zbavená bublin. Přítomnost vrstvy ochuzené o bublinky snižuje hustotu kelímku v oblasti kontaktu s roztokem, čímž se zlepšuje růst monokrystalů.

Z hlediska kvality se vnitřní vrstva křemenného kelímku v důsledku přímého kontaktu s roztaveným křemíkem průběžně rozpouští do roztaveného křemíku během procesu tažení krystalu.  Mikrobubliny v průhledné vrstvě kelímku neustále rostou a praskají a uvolňují částice křemene a mikrobubliny do roztaveného křemíku. Tyto nečistoty ve formě mikročástic a mikrobublinek jsou proudem křemíkové kapaliny unášeny celou křemíkovou taveninou a přímo ovlivňují krystalizaci křemíku a kvalitu monokrystalu.

Z hlediska nákladůkřemenné kelímkymají silnou spotřební charakteristiku v řetězci průmyslu monokrystalického křemíku a použití kontinuální Czochralského metody také klade vyšší nároky na životnost křemenného kelímku. Vysoká čistota a vysoká teplotní odolnost křemenného kelímku poskytují záruku tažení monokrystalu a kvalitu monokrystalu. Na základě požadavků na čistotu monokrystalických křemíkových plátků je křemenný kelímek vyřazen po jednom nebo několika cyklech zahřívání a vytahování krystalů a je třeba jej pravidelně vyměňovat, což z něj činí spotřební položku.

Kromě toho, pokudkřemenný kelímekmá problémy s kvalitou během procesu vytahování krystalu, způsobí vyřazení celé monokrystalické křemíkové tyče. Křemenné kelímky jsou primárně vyráběny metodou elektrického oblouku s vysoce čistým křemenným pískem jako základní surovinou. Čistota křemenného písku je rozhodujícím faktorem ovlivňujícím kvalitu křemenného kelímku. Křemenný kelímek má dvouvrstvou strukturu: vnější vrstva je oblast s vysokou hustotou, nazývaná bublinková kompozitní vrstva; vnitřní vrstva je 3-5 mm průhledná vrstva, nazývaná vrstva zbavená bublin.

Přítomnost vnitřní vrstvy, vrstvy ochuzené o bublinky, snižuje hustotu bublin v oblasti, kde se kelímek dotýká roztoku. Čím nižší je čistota křemenného písku, tím je pravděpodobnější, že během procesu vysokoteplotního tavení vytvoří černé skvrny a bubliny. Při použití jako písek vnitřní vrstvy způsobuje dlouhodobé vystavení vysokým teplotám uvolnění bublin obsažených ve vnitřní stěně křemenného kelímku, což ovlivňuje stabilitu a úspěšnost výroby monokrystalických křemíkových plátků. Proto vnitřní vrstva písku vyžaduje křemičitý písek vyšší čistoty, což má za následek vyšší cenu. Kromě toho má křemenný písek používaný pro kelímky specifické požadavky na různé úrovně nečistot. Například nadměrné nečistoty alkalických kovů mohou způsobit krystalizaci v kelímku, což vede k zakalení a deformaci, zatímco nadměrný obsah hydroxylů může způsobit tvorbu puchýřů v kelímku.

Semicorex nabízívysoce čistý tavený křemenný kelímek pro tažení monokrystalů křemíku. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com