Réamhrá ar Amhábhair agus Riachtanais Íonachta
Is iad na príomh-amhábhair i ndéantúsaíocht snáthoptaice ná SiCl agus GeCl, agus éilíonn an dá cheann íonacht 99.9999% nó níos airde. Beidh neamhíonachtaí microdisk sna hamhábhair ina chúis le caillteanais shuntasacha sa snáithín monaraithe. Mar sin, is gá SiC agus GeCl a íonú chun an íonacht riachtanach a bhaint amach sula n-úsáidfear iad mar amhábhair sa phróiseas preform.
Ábhar Eisíontais i Raw SiCl
Anseo, déanfaimid plé ar an bpróiseas íonú ag baint úsáide as SiC mar shampla; baineann próiseas comhchosúil le GeCl. I gcéim epitaxial SiCl, is é an eisíontas is suntasaí san amhábhar ná trichlorosilane (SiHC), le hábhar thart ar 7000 ppm; tá eisíontais ann freisin amhail nasc-chomhdhúile C-H (hidreacarbóin, go háirithe clóraihiodráití), a bhfuil cion tuairim is 300 ppm iontu; tá silanols i láthair ag thart ar 40 ppm; agus tá neamhíonachtaí iarainn i láthair ag thart ar 200 ppb.
Forbhreathnú ar an Modh Íonúcháin
Má fhanann trichlorosilane sa snáithín monaraithe, beidh sé ina chúis le caillteanais shuntasacha sa raon tonnfhad 0.9–2.5 μm. Is féidir SiHClO agus neamhíonachtaí éagsúla eile in SiCl a bhaint trí úsáid a bhaint as gnáthmhodhanna driogtha. Déanann an chuid seo cur síos ar úsáid fótachlóiríniúcháin in éineacht le driogadh chun trifluorosilanes agus neamhíonachtaí eile a bhaint as SiCl, ag baint amach ardleibhéal íonú SiCl.
An Próiseas Fótachlóiríniúcháin
Téann an t-amhábhar, SiC, isteach san fhótachlóiríneoir trí scagaire. Is é prionsabal na fótachlóiríniúcháin ná úsáid a bhaint as imoibríocht láidir an naisc Si-H le heilimintí halaigine, agus an nasc Si-H a thiontú ina nasc Si{-Cl. Sa photochlorinator, tugtar isteach gás, agus faoi ionradaíocht ultraivialait le tonnfhad 240-400 nm, gintear adaimh, agus mar thoradh ar an imoibriú seo a leanas: SiHCl₄ + Cl₂ → SiCl + HCl.
Oibríocht Scrobarnach
Téann an SiCl agus an HCl a tháirgtear san fhótachlóirín isteach i scrubber, áit a mbíonn eastóscadh leachta gáis ina chúis le HCl nó Cl₄ iarmharach a iompar ag N₂ agus a scaoileadh amach as barr an scrubaill. Sreabhann SiCl ansin ar ais ó bhun an scrubber go dtí an colún driogtha le haghaidh tuilleadh íonaithe.
Íonú Colún Driogtha
Sa cholún driogtha, chomh maith le baint leanúnach HCl agus Ch₂ iarmharach ón mbarr, is féidir SiCl agus neamhíonachtaí eile a scaradh óna gcuid fiuchphointe éagsúla faoi théamh an fhleascáin fiuchphointe bun a théitear go leictreach. Tá an fiuchphointe is ísle ag SiC (57 céim ), rud a fhágann go bhfuil sé scartha go héasca ó neamhíonachtaí. Go háirithe, déantar hidriginí hiodrocsaile agus neamhíonachtaí hiodrocsaile comhchosúla i silanóil a bhaint go héasca ó SiCl trí dhriogadh codánach i dtimpeallachtaí le cion íseal HCl. Déanann an scrubber roimh an gcolún driogtha cuid mhór HCl a bhaint, rud a chruthaíonn na coinníollacha is gá.
Pasivation agus Comhshó Eisíontas
Sa chóras seo, chomh maith le íonú SiCl (a bhaint eisíontas), tarlaíonn pasivation freisin, mar shampla, neamhíonachtaí silanol díobhálacha a thiontú go neamhíonachtaí siloxane neamhdhíobhálach. Ní chuirfidh an dara ceann, atá fágtha sa snáithín optúil, faoi deara ionsú solais sa bhanna oibriúcháin.
Driogadh Tánaisteach agus Baint Eisíonachta Breise
Téann an SiCl scartha ó cholún driogtha I isteach sa cholún driogtha II le haghaidh tuilleadh íonú codánach. Is féidir leis an gcóras a chomhcheanglaíonn colúin driogtha I agus II eisíontais neamh-C-Cl a bhaint freisin. Déantar na neamhíonachtaí seo a tháirgeadh trí eisíontais naisc il-H le linn fótachlóiríniúcháin, toisc nach féidir comhdhúile ina bhfuil naisc iolracha C-H a ocsaídiú ach go páirteach, rud a fhágann comhdhúile naisc C-C. Ag an am céanna, baintear iarann-ina bhfuil neamhíonachtaí (lena n-áirítear iarann intuaslagtha agus iarann so-ghalaithe).
Córais Aisghabhála agus Fuarú
Tá fuaraitheoirí (5 céim) suite ag barr an cholúin driogtha agus an scrubber araon chun an stoc cothaithe SiCl a aisghabháil agus an ráta aisghabhála a fheabhsú. Baineann an córas ráta aisghabhála SiCl amach 99%, agus tá ráta aisghabhála GeCl de 99.99% ag teastáil. Tá an dara ceann costasach agus creimneach, rud a fhágann nach bhfuil sé oiriúnach le haghaidh scaoilte. Déantar SiCl a urscaoileadh ó cholún driogtha II a fhuarú le malartóir teasa agus ansin é a stóráil lena úsáid níos déanaí.
Sonraíochtaí Íonachta Deiridh
Úsáidtear speictriméadar infridhearg chun íonacht SiCl a chinneadh. Seo a leanas an t-ábhar eisíontais i SiCl arna íonú ag an gcóras seo:
C-H eisíontais ghrúpa<20 ppm, optimally up to 5 ppm
OH eisíontais ghrúpa<20 ppm, optimally up to 5 ppm
Neamhíonachtaí iarainn<20 ppb, optimally up to 2 ppb
