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單晶硅/多晶硅微量雜質(zhì)元素ppb測(cè)定

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2018-03-06 15:50

多晶硅(polycrystalline silicon)有灰色金屬光澤,密度2.32~2.34g/cm3。熔點(diǎn)1410℃。沸點(diǎn)2355℃。溶于氫氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和石英之間,室溫下質(zhì)脆,切割時(shí)易碎裂。加熱至800℃以上即有延性,1300℃時(shí)顯出明顯變形。常溫下不活潑,高溫下與氧、氮、硫等反應(yīng)。高溫熔融狀態(tài)下,具有較大的化學(xué)活潑性,能與幾乎任何材料作用。具有半導(dǎo)體性質(zhì),是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料,但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導(dǎo)電性。電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機(jī)、錄音機(jī)、電冰箱、彩電、錄像機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等的基礎(chǔ)材料。由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化,再經(jīng)冷凝、精餾、還原而得。

 

與冶金級(jí)硅材料相比,用于太陽(yáng)能行業(yè)的多晶硅具有顯著更高的純度,通常為99.999%或以上的純度。殘留物是雜質(zhì),如C,O和微量元素,如Fe,Cu,Ni等。痕量污染物的數(shù)量取決于制造商、過(guò)程以及有時(shí)生產(chǎn)批次。

 

雖然少于0.001%或10ppm,但多晶硅中痕量污染物的量和組成對(duì)光伏器件具有深遠(yuǎn)影響。與半導(dǎo)體行業(yè)類(lèi)似,金屬污染控制是提高器件產(chǎn)量和可靠性的關(guān)鍵過(guò)程之一,減少太陽(yáng)能光伏電池中的金屬污染使電池效率更高和更長(zhǎng)的設(shè)備壽命。

 

單晶硅/多晶硅微量元素測(cè)試方法

 

多晶硅的痕量金屬分析包括將多晶硅基質(zhì)溶解在混合酸中,然后消化以除去硅基質(zhì)。然后通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析制備的溶液。重新計(jì)算結(jié)果以獲得固體多晶硅樣品中的痕量金屬濃度。

對(duì)于多晶硅塊體中的痕量元素,方法檢測(cè)限為每克硅(0.01 g / g-g-Si或ppbw)0.01至0.1納克,用于高純度硅測(cè)試。檢測(cè)限在0.2 ppbw范圍內(nèi)的方法作為較低成本的替代方案提供。

根據(jù)超過(guò)30個(gè)單獨(dú)試驗(yàn),30種元素的平均加標(biāo)回收率在82%到106%之間。

我們還根據(jù)ASTM F1724-96 / SEMI MF1724-1104方法提供了多晶硅樣品表面痕量金屬的測(cè)試。在該方法中,使用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)和/或電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)來(lái)確定溶液中元素的濃度而不是石墨爐原子吸收光譜法(GF-AAS)。提取條件如酸濃度,提取時(shí)間,提取溫度可以變化以滿(mǎn)足客戶(hù)的目標(biāo)。對(duì)于表面痕量元素分析,可以實(shí)現(xiàn)與批量分析相同的方法檢測(cè)限。

 

Elements Method Detection Limit
Low Level (ppbw) Low Level (ppba) Low Level (ppta)
Aluminum (Al) 0.05 0.05 50
Antimony (Sb) 0.05 0.01 10
Arsenic (As) 0.1 0.04 40
Barium (Ba) 0.01 0.002 2
Beryllium (Be) 0.05 0.2 200
Cadmium (Cd) 0.01 0.002 2
Calcium (Ca) 0.1 0.07 70
Chromium (Cr) 0.05 0.03 30
Cobalt (Co) 0.01 0.005 5
Copper (Cu) 0.05 0.02 20
Gallium (Ga) 0.01 0.004 4
Germanium (Ge) 0.05 0.02 20
Iron (Fe) 0.1 0.06 60
Lead (Pb) 0.05 0.007 7
Lithium (Li) 0.05 0.2 200
Magnesium (Mg) 0.05 0.06 60
Manganese (Mn) 0.05 0.03 30
Molybdenum (Mo) 0.05 0.02 20
Nickel (Ni) 0.05 0.03 30
Niobium (Nb) 0.05 0.02 20
Potassium (K) 0.1 0.07 70
Sodium (Na) 0.1 0.1 100
Strontium (Sr) 0.01 0.003 3
Tantalum (Ta) 0.05 0.008 8
Tin (Sn) 0.05 0.01 10
Titanium (Ti) 0.05 0.03 30
Tungsten (W) 0.05 0.008 8
Vanadium (V ) 0.05 0.03 30
Zinc (Zn) 0.05 0.02 20
Zirconium (Zr) 0.01 0.003 3

 

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來(lái)源:嘉峪檢測(cè)網(wǎng)

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