Что означает обозначение N
N в поликремнии 6N и 8N означает количество девяток в значении чистоты.. 6Поликремний N составляет 99,9999 процентов кремния, что означает, что общее содержание примесей составляет не более одной части на миллион.. 8Поликремний N содержит 99,999999 процентов кремния, при этом общее количество примесей ограничено примерно десятью частями на миллиард. Разница в две девятки на бумаге выглядит небольшой, но представляет собой стократное снижение уровня примесей и оказывает большое влияние на себестоимость производства и на возможности применения материала.
Как изготавливается поликремний 6N и 8N
Большая часть поликремния производится с помощью процесса Сименса, в котором трихлорсилан разлагается на горячих кремниевых стержнях, или с помощью реакторного процесса с псевдоожиженным слоем, который производит гранулированный поликремний. Оба пути очищают кремний до очень высокого уровня, а конечная чистота контролируется качеством исходных газов, материалов реактора и стадий очистки. После осаждения стержни измельчаются, а материал классифицируется на куски в зависимости от размера и чистоты. На одних и тех же производственных линиях обычно можно производить материал как 6N, так и 8N, но марка 8N требует более строгого контроля процесса и более осторожного обращения во избежание загрязнения.
Применение поликремния 6N
Поликремний 6N — классический материал солнечного-класса. Он используется для выращивания монокристаллических слитков методом Чохральского и для литья мультикристаллических слитков, которые затем разрезаются на пластины для фотоэлектрических элементов. Для стандартных солнечных элементов достаточно чистоты 6N, поскольку элемент выдерживает умеренные уровни металлических примесей, а более низкая чистота снижает стоимость. На практике многие производители солнечной энергии сегодня используют материал качества 7N или 8N для высокоэффективных клеточных структур, поскольку повышенная чистота увеличивает срок службы носителя и, следовательно, эффективность элемента.
Применение поликремния 8N
Поликремний 8N находится между солнечным и электронным классом. Он используется для высокоэффективных фотоэлектрических элементов, таких как TOPCon и гетеропереходных элементов, где для достижения эффективности выше 25 процентов требуется очень низкий уровень загрязнения металлами, а также подходит для некоторых силовых полупроводниковых приборов и датчиков. Настоящий поликремний электронного-класса, используемый в интегральных схемах, еще чище, обычно от 9N до 11N, поскольку один атом металла в критическом месте может разрушить устройство. Покупатели должны понимать, что 8N не является заменой электронного класса на передовых предприятиях по производству микросхем.
Примеси, легирование и удельное сопротивление
Степени чистоты описывают общий уровень примесей, но тип примеси имеет такое же значение, как и ее количество. Донорные элементы, такие как фосфор и мышьяк, и акцепторные элементы, такие как бор, контролируют удельное сопротивление выращенного кристалла, а металлические примеси, такие как железо, медь и никель, сокращают срок службы носителей и ухудшают характеристики устройства. Поэтому в спецификациях поликремния указаны индивидуальные пределы содержания примесей для металлов и легирующих примесей, измеряемые в частях на миллиард. Когда поликремний плавится для выращивания кристаллов, присадка добавляется намеренно контролируемым образом, поэтому базовый поликремний должен иметь очень низкое содержание как донорных, так и акцепторных примесей.
Как выбрать между 6N и 8N
Выбор должен основываться на приложении, а не на названии класса. Для стандартных солнечных пластин материал 6N обеспечивает самую низкую стоимость ватта и вполне достаточен. Для высокоэффективных клеточных линий-и для приложений, требующих длительного срока службы носителя, материал 8N стоит дорого. Для изготовления полупроводников покупателю необходим материал электронного-класса, обычно 9N или выше, и он должен проверить соответствие спецификации поставщика таким стандартам, как GB/T 25074 для поликремния солнечного-класса и GB/T 12963 для поликремния электронного-класса. Покупатели всегда должны запрашивать сертификат анализа, показывающий уровни примесей металлов и легирующих примесей в частях на миллиард.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что означает 6N в поликремнии?
6N означает 99,9999 процентов кремния, или шесть девяток чистоты, что ограничивает общее количество примесей примерно до одной части на миллион.
Вопрос: Что означает 8N в поликремнии?
8N означает 99,999999 процентов кремния, или восемь девяток чистоты, что ограничивает общее количество примесей примерно до десяти частей на миллиард.
Вопрос: Поликремний 8N лучше, чем 6N?
8N более чистый и обеспечивает более длительный срок службы носителя, что помогает создавать высокоэффективные солнечные элементы, но он стоит дороже и не является необходимым для производства стандартных элементов.
Вопрос: В чем разница между солнечным и электронным классом?
Класс солнечной энергии обычно составляет от 6N до 9N и используется для фотоэлектрических элементов. Класс электронной защиты обычно составляет от 9N до 11N и необходим для производства интегральных схем.
Вопрос: Почему легирование имеет значение в поликремнии?
Преднамеренное легирование бором или фосфором устанавливает удельное сопротивление выращенного кристалла, поэтому базовый поликремний должен иметь очень низкое содержание неконтролируемых легирующих примесей.
Вопрос: Как проверить чистоту партии поликремния?
Запросите сертификат анализа с указанием примесей металлов и легирующих примесей в частях на миллиард, измеренных масс-спектрометрией тлеющего разряда или эквивалентным методом.
