สัญกรณ์ N หมายถึงอะไร
N ในโพลีซิลิคอน 6N และ 8N หมายถึงจำนวนเก้าในค่าความบริสุทธิ์. 6N โพลีซิลิคอนคือซิลิคอน 99.9999 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าปริมาณสิ่งเจือปนทั้งหมดไม่เกินหนึ่งส่วนต่อล้าน. 8N โพลีซิลิคอนคือซิลิคอน 99.999999 เปอร์เซ็นต์ โดยมีสิ่งเจือปนทั้งหมดจำกัดไว้ที่ประมาณสิบส่วนในพันล้านส่วน ความแตกต่างของสองเก้านั้นดูเล็กน้อยบนกระดาษ แต่แสดงถึงระดับสิ่งเจือปนที่ลดลงถึงร้อยเท่า และมีผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนการผลิตและการใช้งานของวัสดุที่สามารถให้บริการได้
วิธีการผลิตโพลีซิลิคอน 6N และ 8N
โพลีซิลิคอนส่วนใหญ่ผลิตโดยกระบวนการของซีเมนส์ ซึ่งไตรคลอโรไซเลนถูกสลายตัวบนแท่งซิลิกอนร้อน หรือโดยกระบวนการเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิดไดซ์เบด ซึ่งผลิตโพลีซิลิคอนแบบเม็ด ทั้งสองเส้นทางทำให้ซิลิคอนบริสุทธิ์จนถึงระดับที่สูงมาก และความบริสุทธิ์สุดท้ายจะถูกควบคุมโดยคุณภาพของก๊าซตั้งต้น วัสดุของเครื่องปฏิกรณ์ และขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ หลังจากการสะสม แท่งจะถูกบดและวัสดุจะถูกแบ่งออกเป็นชิ้นตามขนาดและความบริสุทธิ์ โดยปกติแล้วสายการผลิตเดียวกันสามารถผลิตทั้งวัสดุ 6N และ 8N ได้ แต่เกรด 8N จำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดยิ่งขึ้น และการจัดการอย่างระมัดระวังมากขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน
การใช้งานโพลีซิลิคอน 6N
โพลีซิลิคอน 6N เป็นวัสดุเกรดแสงอาทิตย์-แบบดั้งเดิม มันถูกใช้เพื่อปลูกแท่งโลหะโมโนคริสตัลไลน์โดยวิธี Czochralski และหล่อแท่งโลหะหลายคริสตัลไลน์ ซึ่งจากนั้นจะถูกหั่นเป็นแผ่นเวเฟอร์สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐาน ความบริสุทธิ์ที่ 6N ก็เพียงพอแล้ว เนื่องจากเซลล์ทนต่อสิ่งเจือปนของโลหะได้ในระดับปานกลาง และความบริสุทธิ์ที่ต่ำกว่าจะช่วยลดต้นทุน ในทางปฏิบัติ ผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์หลายรายในปัจจุบันใช้วัสดุคุณภาพ 7N หรือ 8N สำหรับโครงสร้างเซลล์ประสิทธิภาพสูง- เนื่องจากความบริสุทธิ์พิเศษช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานของพาหะ และประสิทธิภาพของเซลล์ด้วย
การใช้งานโพลีซิลิคอน 8N
โพลีซิลิคอน 8N อยู่ระหว่างเกรดพลังงานแสงอาทิตย์และเกรดอิเล็กทรอนิกส์ ใช้สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง- เช่น TOPCon และเซลล์เชื่อมต่อแบบเฮเทอโรจังก์ชัน ซึ่งจำเป็นต้องมีการปนเปื้อนของโลหะต่ำมากเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่มากกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ และยังเหมาะสำหรับการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์และเซ็นเซอร์กำลังบางประเภทด้วย โพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์-ที่แท้จริงที่ใช้ในวงจรรวมจะมีความบริสุทธิ์มากกว่า โดยทั่วไปคือ 9N ถึง 11N เนื่องจากอะตอมของโลหะเดี่ยวที่จุดวิกฤตสามารถทำลายอุปกรณ์ได้ ผู้ซื้อควรเข้าใจว่า 8N ไม่สามารถทดแทนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ในการผลิตชิปขั้นสูงได้
สิ่งเจือปน การเติม และความต้านทาน
เกรดความบริสุทธิ์จะอธิบายระดับสิ่งเจือปนทั้งหมด แต่ประเภทของสิ่งเจือปนมีความสำคัญพอๆ กับปริมาณ องค์ประกอบผู้บริจาค เช่น ฟอสฟอรัสและสารหนู และองค์ประกอบตัวรับ เช่น โบรอน จะควบคุมความต้านทานของคริสตัลที่ปลูก ในขณะที่สิ่งเจือปนของโลหะ เช่น เหล็ก ทองแดง และนิกเกิล จะลดอายุการใช้งานของพาหะและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่เป็นอันตราย ข้อกำหนดเฉพาะของโพลีซิลิคอนจึงแสดงรายการขีดจำกัดความไม่บริสุทธิ์แต่ละรายการสำหรับโลหะและสารเจือปน โดยวัดเป็นหน่วยในพันล้านส่วน เมื่อโพลีซิลิคอนถูกละลายเพื่อให้ผลึกเติบโต สารเจือปนจะถูกเติมเข้าไปอย่างจงใจในลักษณะที่มีการควบคุม ดังนั้นโพลีซิลิคอนที่เป็นฐานควรมีปริมาณสิ่งเจือปนทั้งของผู้ให้และผู้รับที่ต่ำมาก
วิธีการเลือกระหว่าง 6N และ 8N
การเลือกควรขับเคลื่อนโดยแอปพลิเคชัน ไม่ใช่ชื่อเกรด สำหรับแผ่นเวเฟอร์พลังงานแสงอาทิตย์มาตรฐาน วัสดุ 6N ให้ต้นทุนต่อวัตต์ต่ำที่สุดและเพียงพอแล้ว สำหรับสายเซลล์ประสิทธิภาพสูง-และสำหรับการใช้งานที่ต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนาน วัสดุ 8N นั้นคุ้มค่ากับระดับพรีเมียม สำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ผู้ซื้อต้องใช้วัสดุเกรดอิเล็กทรอนิกส์- ซึ่งโดยปกติคือ 9N หรือสูงกว่า และควรตรวจสอบข้อกำหนดของซัพพลายเออร์กับมาตรฐาน เช่น GB/T 25074 สำหรับโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์- และ GB/T 12963 สำหรับโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์- ผู้ซื้อควรขอใบรับรองการวิเคราะห์ที่แสดงระดับสิ่งเจือปนทั้งโลหะและสารเจือปนในส่วนต่อพันล้านส่วนเสมอ
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: 6N หมายถึงอะไรในโพลีซิลิคอน
6N หมายถึงซิลิคอน 99.9999 เปอร์เซ็นต์ หรือความบริสุทธิ์ 69 ซึ่งจำกัดสิ่งเจือปนทั้งหมดไว้ที่ประมาณ 1 ส่วนในล้านส่วน
ถาม: 8N หมายถึงอะไรในโพลีซิลิคอน
8N หมายถึงซิลิคอน 99.999999 เปอร์เซ็นต์ หรือความบริสุทธิ์ 89 ซึ่งจำกัดสิ่งเจือปนทั้งหมดไว้ที่ประมาณ 10 ส่วนในพันล้านส่วน
ถาม: โพลีซิลิคอน 8N ดีกว่า 6N หรือไม่
8N นั้นบริสุทธิ์กว่าและให้อายุการใช้งานของพาหะดีกว่า ซึ่งช่วย-เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง แต่มีราคาสูงกว่าและไม่จำเป็นสำหรับการผลิตเซลล์มาตรฐาน
ถาม: เกรดพลังงานแสงอาทิตย์และเกรดอิเล็กทรอนิกส์แตกต่างกันอย่างไร?
โดยทั่วไปเกรดพลังงานแสงอาทิตย์คือ 6N ถึง 9N และใช้สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ โดยทั่วไปเกรดอิเล็กทรอนิกส์จะเป็น 9N ถึง 11N และจำเป็นสำหรับการผลิตวงจรรวม
ถาม: เหตุใดการเติมสารต้องห้ามจึงมีความสำคัญในโพลีซิลิคอน
การเติมโบรอนหรือฟอสฟอรัสโดยเจตนาจะทำให้เกิดความต้านทานของผลึกที่โตแล้ว ดังนั้นโพลีซิลิคอนที่เป็นฐานจะต้องมีสารเจือปนเจือปนที่ไม่สามารถควบคุมได้ต่ำมาก
ถาม: ฉันจะตรวจสอบความบริสุทธิ์ของล็อตโพลีซิลิคอนได้อย่างไร
ขอใบรับรองการวิเคราะห์ซึ่งระบุสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะและสารเจือปนในปริมาณส่วนต่อพันล้าน โดยวัดโดยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลสารเรืองแสงหรือวิธีการเทียบเท่า
