پلی سیلیکون
برای خالصسازی سیلیکون روشهای متعددی استفاده میشود. این روشها به طور کلی به دو دسته تقسیم میشود.
- روشهای متالورژیکی
- روشهای شیمیایی
روش نخست در حذف ناخالصی های مربوط به فسفر و بور نمیتواند جداسازی را به میزانی که مورد نظر است برساند اما در صورت برخی اصلاحات فرآیندی میتوان انتظار خلوص 6N را داشت. روشهای metallurgical از تعدادی عملیات مرحلهای ذوب و انجماد تشکیل شدهاند و از هیچ ماده شیمیایی استفاده نمیشود.
روش دوم که از طریق واکنشهای شیمیایی و جداسازیهای متعدد به خلوص موردنظر میرسد در حذف ناخالصیها به ویژه ناخالصیهای مربوط به بور و فسفر بسیار موفقتر عمل میکند. در روشهای شیمیایی سیلیسیم خالص از طریق واکنش های شیمیایی حاصل میشود و میتوان آنها را به دو دسته تقسیم نمود.
- تجزیه یا احیا هیدروژنی ترکیبات سیلان
- تجزیه یا احیا هیدروژنی سیلیسیم تتراهالیدها
روش های دسته اول با استفاده از واکنش های مختلف و پیدرپی، ترکیبات مختلف سیلان را پدید میآورند. با توجه به تعداد کلر و هیدروژن موجود در ساختار پنج ترکیب زیر میتوانند برای تولید سیلیکون خالص استفاده شوند.
- مونو سیلان (SiH4)
- کلرو سیلان (SiH3Cl)
- دی کلرو سیلان (SiH2Cl2)
- تری کلرو سیلان (SiHCl3)
- تترا کلرو سیلان یا سیلیسیم تترا کلرید (SiCl4)
سیلیسیم تترا کلرید را میتوان در دسته تترا هالیدها بررسی کرد. دو ترکیب رایج برای تولید سیلیسیم خالص، مونو سیلان (یا به اختصار سیلان) و تریکلروسیلان هستند. از سایر ترکیبات به ندرت به عنوان ماده خام راکتور تجزیه استفاده می شود. سیلان(SiH4) و تریکلروسیلان(SiH3Cl) میتوانند به تنهایی یا با حضور هیدروژن به سیلیکون تبدیل شوند. معمولا مونو سیلان تجزیه می شود در حالی که تریکلروسیلان به کمک هیدروژن کاهیده میشود. همچنین این دو ترکیب میتوانند در یک راکتور بستر سیال وارد شده و سیلیکون گرانولی تولید کنند یا اینکه وارد راکتوری با میله های سیلیکونی U شکل شده و روی سطح لولهها رسوب کنند که درباره آنها در مطلب پیش رو بیشتر صحبت خواهد شد.