7N telūra kristālu augšanas un attīrīšanas procesa informācija ar tehniskajiem parametriem

7N telūra attīrīšanas process apvieno zonas rafinēšanas un virziena kristalizācijas tehnoloģijas. Galvenās procesa detaļas un parametri ir aprakstīti turpmāk:

1. Zonas rafinēšanas process
Iekārtu dizains

Daudzslāņu gredzenveida zonas kausēšanas laivas: diametrs 300–500 mm, augstums 50–80 mm, izgatavotas no augstas tīrības pakāpes kvarca vai grafīta.
Apkures sistēma: pusloka rezistīvās spoles ar temperatūras kontroles precizitāti ±0,5 °C un maksimālo darba temperatūru 850 °C.
Galvenie parametri

Vakuums: ≤1×10⁻³ Pa viscaur, lai novērstu oksidēšanos un piesārņojumu.
Zonas kustības ātrums: 2–5 mm/h (vienvirziena rotācija, izmantojot piedziņas vārpstu).
Temperatūras gradients: 725 ± 5 °C izkausētās zonas priekšpusē, atdziestot līdz <500 °C aizmugurējā malā.
Izturības: 10–15 cikli; attīrīšanas efektivitāte >99,9% piemaisījumiem ar segregācijas koeficientiem <0,1 (piemēram, Cu, Pb).
2. Virziena kristalizācijas process
Kausējuma sagatavošana

Materiāls: 5N telūrs, attīrīts ar zonālo rafinēšanu.
Kušanas apstākļi: kausēts inertā Ar gāzē (≥99,999% tīrība) 500–520°C temperatūrā, izmantojot augstfrekvences indukcijas sildīšanu.
Aizsardzība pret kušanu: augstas tīrības pakāpes grafīta pārklājums iztvaikošanas novēršanai; kušanas baseina dziļums tiek uzturēts 80–120 mm.
Kristalizācijas kontrole

Augšanas ātrums: 1–3 mm/h ar vertikālu temperatūras gradientu 30–50 °C/cm.
Dzesēšanas sistēma: Ar ūdeni dzesējama vara pamatne piespiedu apakšējai dzesēšanai; starojuma dzesēšana augšpusē.
Piemaisījumu segregācija: Fe, Ni un citi piemaisījumi tiek bagātināti pie graudu robežām pēc 3–5 atkārtotas kausēšanas cikliem, samazinot koncentrāciju līdz ppb līmenim.
3. Kvalitātes kontroles rādītāji
Parametrs Standarta vērtība Atsauce
Galīgā tīrība ≥99,99999% (7N)
Kopējais metālu piemaisījumu daudzums ≤0,1 ppm
Skābekļa saturs ≤5 ppm
Kristāla orientācijas novirze ≤2°
Īpatnējā pretestība (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Procesa priekšrocības
Mērogojamība: Daudzslāņu gredzenveida zonas kausēšanas laivas palielina partijas jaudu 3–5 reizes salīdzinājumā ar tradicionālajām konstrukcijām.
Efektivitāte: Precīza vakuuma un termiskā kontrole nodrošina augstu piemaisījumu noņemšanas ātrumu.
Kristāla kvalitāte: Īpaši lēns augšanas ātrums (<3 mm/h) nodrošina zemu dislokāciju blīvumu un monokristāla integritāti.
Šis rafinētais 7N telūrs ir kritiski svarīgs progresīvām lietojumprogrammām, tostarp infrasarkanajiem detektoriem, CdTe plānslāņu saules baterijām un pusvadītāju substrātiem.

Atsauces:
apzīmē eksperimentālus datus no recenzētiem pētījumiem par telūra attīrīšanu.