Металлургический кремний подразделяется на различные марки в зависимости от степени чистоты, которая определяет его применение в различных отраслях промышленности. Вот подробная классификация:
1. Металлургический кремний (MG-Si)
Чистота: 97%-99% кремния
Основные примеси:
Железо (Fe): ≤ 0,5%
Алюминий (Al): ≤ 0,5%
Кальций (Ca): ≤ 0,3%
Основные области применения:
Алюминиевые сплавы (например, автомобильные детали, аэрокосмические компоненты).
Производствокремниевой стали (для электрических трансформаторов).
Сырье для ферросилициевых сплавов (используются в сталелитейном производстве).
Производство: Производится путем карботермического восстановления в электродуговых печах.
2. Химический класс кремния
Чистота: ≥99% кремния
Основные примеси:
Fe: ≤ 0,4%
Al: ≤ 0,4%
Ca: ≤ 0.1%
Основные области применения:
Сырье для производства силиконов (герметики, смазочные материалы, смолы).
Производство поликремния (с помощью процессов очистки, таких как метод Сименса).
Рафинирование: Дальнейшая обработка с целью удаления примесей для использования в химической промышленности и солнечной энергетике.
3. Кремний электронного класса (EG-Si)
Чистота: ≥99 ,9999% (чистота 6N+)
Ключевые примеси:
Бор (B), Фосфор (P): < 1 ppb (частей на миллиард).
Тяжелые металлы (например, Cu, Ni): < 0,1 ppb.
Основные области применения:
Полупроводниковые пластины для интегральных схем (ИС) и микрочипов.
Фотоэлектрические (PV) элементы для солнечных батарей.
Производство:
Получают из поликремния с помощью таких процессов, как метод Чохральского (CZ) или метод поплавковой зоны (FZ).
Требуется сверхвысокая очистка (например, зонное рафинирование, химическое осаждение из паровой фазы).
4. Кремний солнечного класса (SoG-Si)
Чистота: от 99,9999% (6N) до 99,99999% (7N).
Промежуточный вариант между химическим и электронным классами.
Применение:
В основном используется в солнечных фотоэлектрических элементах.
Экономическая эффективность: Менее строгие требования к чистоте по сравнению с электронным сортом, что снижает производственные затраты.
Ключевые замечания
Поликремний в сравнении с металлургическим кремнием:
Поликремний (>99,9999 % Si) производится из кремния химического качества и служит прекурсором для EG-Si и SoG-Si.
Влияние примесей:
Даже следовые примеси (например, Fe, Al) ухудшают электрические характеристики полупроводников.
Для получения более чистых сортов требуются передовые технологии очистки (например, дистилляция, газофазное рафинирование).
