Поликристаллический кремний (мультикристаллический)
- от объёма, заполните заявку
Запрашивайте поликристаллический кремний заявкой!
Поликристаллический кремний (поликремний) — высокочистый полуфабрикат, состоящий из множества кристаллитов кремния с произвольной ориентацией. Это наиболее чистая форма промышленно производимого кремния, используемая как сырьё для выращивания монокристаллического кремния методом Чохральского или зонной плавки.
Поликремний применяется в полупроводниковой промышленности, микроэлектронике и солнечной энергетике для производства интегральных схем, транзисторов, диодов и фотоэлектрических элементов.
Марка КП0 по ТУ 48-4-319-91
Поликристаллический кремний марки КП0 — материал электронной чистоты, предназначенный для производства монокристаллов полупроводникового качества.
Химический состав и чистота
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Массовая доля кремния | ≥99,9999% (6N) |
| Бор (B) | ≤0,3 ppm |
| Фосфор (P) | ≤0,3 ppm |
| Углерод (C) | ≤1,0 ppm |
| Кислород (O) | ≤0,5 ppm |
| Металлы (Fe, Al, Ni, Cr) | ≤0,1 ppm (суммарно) |
Контроль примесей бора и фосфора критичен, так как эти элементы являются электрически активными легирующими примесями и влияют на тип проводимости кремния.
Физические свойства поликремния
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность | 2,33 г/см³ |
| Температура плавления | 1414°C |
| Твёрдость по Моосу | 7 |
| Твёрдость по Виккерсу | 1000–1100 HV |
| Внешний вид | Серовато-серебристые непрозрачные кристаллы |
Технология производства поликристаллического кремния
Производство поликремния осуществляется методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) по процессу Сименса — промышленному стандарту для высокочистого кремния.
Этапы производства
1. Получение технического кремния
Кварцевый песок (SiO₂) восстанавливается углеродом в дуговых электропечах при температуре 2000–2100°C. Получаемый технический кремний имеет чистоту около 98%.
2. Синтез трихлорсилана
Технический кремний реагирует с хлороводородом (HCl) при 300–500°C с образованием трихлорсилана (SiHCl₃). Трихлорсилан очищается многократной ректификацией до уровня примесей менее 1 ppb.
3. Осаждение в реакторе Сименса
Очищенный трихлорсилан разлагается на нагретых кремниевых затравках при 1000–1100°C:
SiHCl₃ + H₂ → Si + 3HCl
На затравках формируются поликристаллические стержни диаметром 80–140 мм.
Производственные особенности
- Энергоёмкость процесса Сименса: 80–120 кВт·ч/кг
- Побочные продукты (HCl, SiCl₄) регенерируются в замкнутом цикле
- Производство ведётся в чистых помещениях класса ISO 4
- Используется трихлорсилан электронной чистоты
Контроль качества поликремния
Методы анализа высокочистого поликристаллического кремния:
| Метод | Определяемые параметры |
|---|---|
| ICP-MS, GDMS | Содержание примесей на уровне ppb–ppt |
| FTIR-спектроскопия | Углерод, кислород |
| Рентгеноструктурный анализ (XRD) | Кристаллическая структура |
| Измерение удельного сопротивления | Электрофизические параметры |
Применение поликристаллического кремния
Полупроводниковая промышленность
Поликремний — исходное сырьё для выращивания монокристаллических слитков кремния с ориентацией [100] или [111]. Из монокристаллов изготавливаются:
- Интегральные схемы и микропроцессоры
- Дискретные полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды)
- Эпитаксиальные структуры
- Подложки для СБИС
Солнечная энергетика
Поликремний используется для производства:
- Мультикристаллических слитков для солнечных элементов
- Фотоэлектрических преобразователей
Для солнечной энергетики допускается кремний с чистотой 5N–6N (solar grade), для электроники требуется 9N–11N (electronic grade).
MEMS и сенсорика
Поликремниевые плёнки применяются как конструкционный материал в микроэлектромеханических системах (MEMS) и в качестве подложек для чувствительных элементов.
Формы поставки
| Форма | Размеры | Назначение |
|---|---|---|
| Стержни цилиндрические | Ø 80–140 мм | Метод Чохральского, зонная плавка |
| Фрагменты (chunks) | 5–10 кг | Загрузка тиглей |
| Гранулы | 1–5 мм | Непрерывная подпитка |
Упаковка и хранение
Требования к упаковке и хранению поликристаллического кремния:
- Герметичные пакеты из полиэтилена или фторопласта
- Атмосфера азота чистотой 99,999%
- Операции в чистых помещениях класса ISO 5
- Срок хранения: до 12 месяцев
Соблюдение условий хранения исключает контаминацию поверхности и окисление материала.
Условия поставки
Поликристаллический кремний КП0 по ТУ 48-4-319-91 поставляется под заказ. При заказе указывается: марка, форма поставки, масса партии, требования к упаковке.
Марки сплавов и материалов
4238 grade EC 2 · Л199 · GK-MgAl9Zn1 · B 759 (N 06110) · X 15 NiCrSi 37-18 · G-CuPb5Sn5Zn5 · CuAs(P) · A1145 · 6181 · 2.1090.01 · QSn5-0.3 · Бр. АЖ9-4Л · H8F · A5.10 (ER3103) · TW 12 · AlBe5P300SA · CuSn4Zn2PS-B
