سیلیکون متالورژی بسته به درجه خلوص به درجات مختلفی تقسیم می شود که کاربرد آن در صنایع مختلف را مشخص می کند. در اینجا یک طبقه بندی دقیق وجود دارد:
1. سیلیکون متالورژیکی (MG-Si)
خلوص:97 تا 99 درصد سیلیکون
ناخالصی های عمده:
آهن (آهن): کمتر یا مساوی 0.5٪
آلومینیوم (Al): کمتر یا مساوی 0.5٪
کلسیم (Ca): کمتر یا مساوی 0.3٪
برنامه های کاربردی اصلی:
آلیاژهای آلومینیوم(به عنوان مثال قطعات خودرو، قطعات هوافضا).
تولیدفولاد سیلیکونی(برای ترانسفورماتورهای الکتریکی).
مواد اولیه برایآلیاژهای فروسیلیس(مورد استفاده در تولید فولاد).
تولید: تولید شده توسط احیای کربوترمی در کوره های قوس الکتریکی.
2. کلاس شیمیایی سیلیکون
خلوص: بزرگتر یا مساوی 99%سیلیکون
ناخالصی های عمده:
آهن: کمتر یا مساوی 0.4٪
Al: کمتر یا مساوی 0.4٪
Ca: کمتر یا مساوی 0.1٪
برنامه های کاربردی اصلی:
مواد اولیه برای تولیدسیلیکون ها(درزگیر، روان کننده، رزین).
تولیدپلی سیلیکون(با استفاده از فرآیندهای تصفیه مانند روش زیمنس).
پالایش: پردازش بیشتر برای حذف ناخالصی ها برای استفاده در صنایع شیمیایی و انرژی خورشیدی.
3. سیلیکون درجه الکترونیکی (EG-Si)
خلوص: بزرگتر یا مساوی 99.9999٪ (خلوص 6N+)
ناخالصی های کلیدی:
بور (B)، فسفر (P): < 1ppb (قسمت در میلیارد).
فلزات سنگین (به عنوان مثال مس، نیکل): < 0.1 ppb.
برنامه های کاربردی اصلی:
ویفرهای نیمه هادیبرای مدارهای مجتمع (IC) و ریزتراشه ها.
سلول های فتوولتائیک (PV)برای پنل های خورشیدی
تولید:
دریافت ازپلی سیلیکونبا استفاده از فرآیندهایی مانند روش Czochralski (CZ) یا روش منطقه شناور (FZ).
نیاز به تصفیه فوق العاده بالا (به عنوان مثال، پالایش منطقه، رسوب بخار شیمیایی).
4. سیلیکون درجه خورشیدی (SoG-Si)
خلوص:از 99.9999٪ (6N) تا 99.99999٪ (7N).
یک گزینه میانی بین کلاس های شیمیایی و الکترونیکی.
برنامه:
عمدتاً درسلول های فتوولتائیک خورشیدی.
بهره وری اقتصادی: الزامات خلوص کمتر نسبت به درجه الکترونیکی، کاهش هزینه های تولید.
نکات کلیدی
پلی سیلیکون در مقابل سیلیکون متالورژیکی:
Поликремний (>99.9999٪ Si) از سیلیکون درجه شیمیایی تولید می شود و به عنوان پیش ساز برای EG-Si و SoG-Si عمل می کند.
تاثیر ناخالصی ها:
حتی ناخالصی های کمیاب (به عنوان مثال، Fe، Al) ویژگی های الکتریکی نیمه هادی ها را بدتر می کند.
فن آوری های پیشرفته تصفیه (مانند تقطیر، پالایش فاز گاز) برای به دست آوردن درجه های خالص تر مورد نیاز است.