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定向凝固提純技術在去除金屬雜質的應用

[2014/7/16]

    冶金法制備多晶硅就是定向凝固提純技術在去除金屬雜質方面的典型應用,而定向凝固提純技術也是冶金法提純硅材料的關鍵工藝。關于定向凝固技術制備多晶硅技術,專家學者做了大量研究工作,尤其,近幾年國內高校昆明理工大學、大連理工大學、太原理工大學等在定向凝固技術制備多晶硅方面做了大量實驗,得出很多有用結論。

    Morita等人提出,冶金級硅中金屬雜質經過2次定向凝固提純, 完全可以達到太陽能級多晶硅要求[30]。Rannveig Kvande 等通過慢冷和快冷快速定向凝固對比實驗, 測量出碳的含量在2個試塊中的含量分布基本一樣,慢冷的氧含量比快冷高。Pires等利用電子束熔煉法, 獲得了5N的太陽能級多晶硅,得出了硅錠下部和邊緣雜質的含量較低,上部和中間雜質含量較高的結論。Chandra P Khattak 等利用真空氧化和定向凝固2步工藝提純工業硅,結果表明,大部分的金屬雜質含量還是很高,雖然部分金屬雜質去除效果理想,但還是達不到太陽能級多晶硅的要求。

    昆明理工大學的戴永年教授等人利用定向凝固技術去除工業硅中的雜質鋁,結果表明,定向凝固提純法除鋁的去除率可達98.6%,這說明定向凝固提純法去除鋁是可行的,但不能去除晶界處富集的鋁雜質。吳亞萍等對真空感應熔煉和定向凝固研究, 結果表明定向凝固提純技術可以去除工業硅中平衡系數小于1 的金屬雜質,但對不同雜質去除的程度不同。Liu等通過研究鐵隨時間和溫度變化的分布情況, 得出多晶硅鑄錠中的碳濃度以及碳化硅沉淀相的分布。 

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