N 表記の意味
6N および 8N ポリシリコンの N は、純度値の 9 の数を表します. 6N ポリシリコンは 99.9999 パーセントのシリコンであり、合計の不純物含有量が 1 ppm 以下であることを意味します. 8N ポリシリコンは 99.999999 パーセントのシリコンであり、総不純物は約 10 ppb に制限されています。 2 つの 9 の差は紙の上では小さく見えますが、不純物レベルが 100 分の 1 に減少することを意味し、生産コストと材料が使用できる用途に大きな影響を与えます。
6N および 8N ポリシリコンの製造方法
ほとんどのポリシリコンは、高温のシリコンロッド上でトリクロロシランを分解するシーメンスプロセス、または粒状ポリシリコンを生成する流動床反応器プロセスによって製造されます。どちらのルートでもシリコンは非常に高いレベルまで精製され、最終的な純度は原料ガス、反応器材料、精製ステップの品質によって制御されます。堆積後、ロッドは粉砕され、材料はサイズと純度に応じて塊に分類されます。通常、同じ生産ラインで 6N と 8N の両方の材料を製造できますが、8N グレードはより厳格なプロセス管理と、汚染を避けるためのより慎重な取り扱いが必要です。
6Nポリシリコンの応用例
6N ポリシリコンは古典的な太陽光発電グレードの素材です。-これは、チョクラルスキー法によって単結晶インゴットを成長させ、多結晶インゴットを鋳造するために使用され、その後、太陽電池用のウェーハにスライスされます。標準的な太陽電池の場合、セルは中程度のレベルの金属不純物を許容し、純度が低いほどコストが抑えられるため、純度 6N で十分です。実際、多くの太陽光発電メーカーは現在、高効率セル構造に 7N または 8N 品質の材料を使用しています。これは、余分な純度によりキャリアの寿命が向上し、セル効率が向上するためです。{8}}
8Nポリシリコンの応用例
8N ポリシリコンは、ソーラーグレードと電子グレードの間に位置します。これは、TOPCon セルやヘテロ接合セルなどの高効率太陽電池に使用されており、25% を超える効率を達成するには金属汚染が非常に少ないことが必要です。また、一部のパワー半導体やセンサーの用途にも適しています。集積回路で使用される真の電子-グレードのポリシリコンはさらに純度が高く、通常は 9N ～ 11N です。これは、重要な部位にある単一の金属原子がデバイスを破壊する可能性があるためです。購入者は、8N が高度なチップ製造工場における電子グレードの代替品ではないことを理解する必要があります。
不純物、ドーピング、抵抗率
純度グレードは総不純物レベルを表しますが、不純物の種類は量と同じくらい重要です。リンやヒ素などのドナー元素とホウ素などのアクセプター元素は、成長する結晶の抵抗率を制御しますが、鉄、銅、ニッケルなどの金属不純物はキャリア寿命を短縮し、デバイスの性能に悪影響を及ぼします。したがって、ポリシリコンの仕様には、金属とドーパントの個別の不純物制限が 10 億分の 1 単位で記載されています。結晶成長のためにポリシリコンを溶融するとき、ドーパントは制御された方法で意図的に追加されるため、ベースのポリシリコンはドナー不純物とアクセプタ不純物の両方が非常に少なくなければなりません。
6Nと8Nの選択方法
選択はグレード名ではなく、アプリケーションによって決定される必要があります。標準的なソーラーウェーハの場合、6N 材料はワットあたりのコストが最も低く、十分に適切です。高効率の細胞株や長いキャリア寿命が必要なアプリケーションの場合、8N 材料はプレミアムの価値があります。半導体製造の場合、購入者は電子{6}}グレードの材料（通常は 9N 以上）を必要とし、太陽光-グレードのポリシリコンの GB/T 25074 や電子-グレードのポリシリコンの GB/T 12963 などの規格に照らしてサプライヤーの仕様を確認する必要があります。購入者は常に、金属とドーパントの不純物レベルを 10 億分の 1 単位で示す分析証明書を要求する必要があります。
よくある質問
Q: ポリシリコンにおける 6N は何を意味しますか?
6N は 99.9999 パーセントのシリコン、つまり純度のシックスナインを意味し、不純物の総量を約 100 分の 1 に制限します。
Q: ポリシリコンにおける 8N とは何を意味しますか?
8N は 99.999999 パーセントのシリコン、つまり純度の 8 の 9 を意味し、不純物の総量が約 10 ppb に制限されます。
Q: 8N ポリシリコンは 6N より優れていますか?
8N はより純度が高く、キャリア寿命が長いため、高効率の太陽電池の製造に役立ちますが、コストが高く、標準的なセルの製造には不要です。-
Q: ソーラーグレードと電子グレードの違いは何ですか?
ソーラーグレードは通常 6N ～ 9N で、太陽電池に使用されます。電子グレードは通常 9N ～ 11N で、集積回路の製造に必要です。
Q: ポリシリコンではなぜドーピングが重要なのでしょうか?
ホウ素またはリンを意図的にドーピングすると、成長する結晶の抵抗率が設定されるため、ベースのポリシリコンは制御されていないドーパント不純物が非常に少なくなければなりません。
Q: ポリシリコンのロットの純度を確認するにはどうすればよいですか?
グロー放電質量分析法または同等の方法で測定された、金属不純物およびドーパント不純物を 10 億分の 1 単位でリストした分析証明書を要求します。
