धातुकर्म सिलिकॉन को शुद्धता की डिग्री के आधार पर विभिन्न ग्रेडों में विभाजित किया जाता है, जो विभिन्न उद्योगों में इसके उपयोग को निर्धारित करता है। यहाँ एक विस्तृत वर्गीकरण है:
1. धातुकर्म सिलिकॉन (MG-Si)
पवित्रता:97%-99% सिलिकॉन
प्रमुख अशुद्धियाँ:
आयरन (Fe): 0.5% से कम या उसके बराबर
एल्यूमिनियम (अल): 0.5% से कम या उसके बराबर
कैल्शियम (Ca): 0.3% से कम या उसके बराबर
मुख्य अनुप्रयोग:
एल्यूमीनियम मिश्र धातु(जैसे ऑटोमोटिव पार्ट्स, एयरोस्पेस घटक)।
उत्पादनसिलिकॉन स्टील(विद्युत ट्रांसफार्मर के लिए)।
के लिए कच्चा मालफेरोसिलिकॉन मिश्र(इस्पात उत्पादन में प्रयुक्त)।
उत्पादन: इलेक्ट्रिक आर्क भट्टियों में कार्बोथर्मिक कमी द्वारा उत्पादित।
2. सिलिकॉन का रासायनिक वर्ग
पवित्रता: 99% से अधिक या उसके बराबरसिलिकॉन
प्रमुख अशुद्धियाँ:
Fe: 0.4% से कम या उसके बराबर
अल: 0.4% से कम या उसके बराबर
सीए: 0.1% से कम या उसके बराबर
मुख्य अनुप्रयोग:
उत्पादन के लिए कच्चा मालसिलिकॉन(सीलेंट, स्नेहक, रेजिन)।
उत्पादनपॉलीसिलिकॉन(सीमेंस विधि जैसी शुद्धिकरण प्रक्रियाओं का उपयोग करके)।
रिफाइनिंग: रासायनिक उद्योग और सौर ऊर्जा में उपयोग के लिए अशुद्धियों को दूर करने के लिए आगे की प्रक्रिया।
3. इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड सिलिकॉन (ईजी-Si)
पवित्रता: 99 से बड़ा या उसके बराबर.9999% (शुद्धता 6N+)
प्रमुख अशुद्धियाँ:
बोरोन (बी), फॉस्फोरस (पी): <1 पीपीबी (भाग प्रति बिलियन)।
भारी धातुएँ (जैसे Cu, Ni): <0.1 पीपीबी।
मुख्य अनुप्रयोग:
सेमीकंडक्टर वेफर्सएकीकृत सर्किट (आईसी) और माइक्रोचिप्स के लिए।
फोटोवोल्टिक (पीवी) कोशिकाएंसौर पैनलों के लिए.
उत्पादन:
से प्राप्त करेंपॉलीसिलिकॉनCzochralski विधि (CZ) या फ्लोट ज़ोन विधि (FZ) जैसी प्रक्रियाओं का उपयोग करना।
अति-उच्च शुद्धिकरण की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, ज़ोन शोधन, रासायनिक वाष्प जमाव)।
4. सौर ग्रेड सिलिकॉन (SoG-Si)
पवित्रता:99.9999% (6N) से 99.99999% (7N) तक.
रासायनिक और इलेक्ट्रॉनिक वर्गों के बीच एक मध्यवर्ती विकल्प।
आवेदन:
में मुख्य रूप से उपयोग किया जाता हैसौर फोटोवोल्टिक सेल.
आर्थिक दक्षता: ई-ग्रेड की तुलना में कम कठोर शुद्धता की आवश्यकताएं, उत्पादन लागत को कम करती हैं।
मुख्य नोट्स
पॉलीसिलिकॉन बनाम धातुकर्म सिलिकॉन:
Поликремний (>99.9999% Si) रासायनिक ग्रेड सिलिकॉन से निर्मित होता है और EG{2}}Si और SoG{3}}Si के लिए अग्रदूत के रूप में कार्य करता है।
अशुद्धियों का प्रभाव:
यहां तक कि सूक्ष्म अशुद्धियां (उदाहरण के लिए, Fe, Al) भी अर्धचालकों की विद्युत विशेषताओं को खराब कर देती हैं।
शुद्ध ग्रेड प्राप्त करने के लिए उन्नत शुद्धिकरण तकनीकों (जैसे आसवन, गैस-चरण शोधन) की आवश्यकता होती है।