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高純石英坩堝料,“緊俏”不“緊俏”?


來源:中國粉體網(wǎng)   初末

[導(dǎo)讀]  在直拉法拉制單晶硅棒的生產(chǎn)過程中,以4N8高純石英砂為原料制備的石英坩堝是必不可少且一次性使用的耗材,對單晶硅棒的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本和生產(chǎn)安全都有重要影響。

中國粉體網(wǎng)訊  高純石英是石英玻璃、硅材料及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),廣泛用于電子信息、光伏、光通信和電光源等行業(yè)。高純石英作為一種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和新材料,在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和安全等方面的地位和作用都十分重要。


高純石英坩堝料的特點(diǎn)


在我國實(shí)際生產(chǎn)中,高純石英砂通常按用途分為拉管料、打砣料和坩堝料三大類系列產(chǎn)品,并根據(jù)二氧化硅純度或13種痕量雜質(zhì)元素總量等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步分為不同等級。


其中,坩堝料是指用于制備石英坩堝的高純石英砂。石英坩堝是具有不同尺寸大小的圓堝狀石英玻璃制品,具有氣泡極少(內(nèi)層)、二氧化硅純度極高和熔點(diǎn)高等優(yōu)勢,用于直拉法拉制芯片和光伏產(chǎn)業(yè)必需的單晶硅棒。石英坩堝的壽命是其綜合品質(zhì)的體現(xiàn),其中,純度保證了坩堝不會(huì)形成太厚的析晶層,高溫強(qiáng)度保證了坩堝長時(shí)間運(yùn)行不變形塌邊,透明層品質(zhì)保證了拉晶過程的順暢、不斷線。而石英砂的純度、羥基含量、氣液包裹體及石英砂的粒度都等影響著石英坩堝的品質(zhì)。由于單晶硅棒生長時(shí)間長、工藝條件苛刻,因此,其對坩堝料技術(shù)指標(biāo)提出了極高要求,除要求氣液包裹體極少外,還要求二氧化硅純度≥99.998%(4N8),對其他雜質(zhì)的分項(xiàng)指標(biāo)也有嚴(yán)格的要求,即鋁為8×10-6~15×10-6,鈦≤2×10-6,其他雜質(zhì)均<1×10-6。


高純石英坩堝料:供應(yīng)緊俏


在直拉法拉制單晶硅棒的生產(chǎn)過程中,以4N8高純石英砂為原料制備的石英坩堝是必不可少且一次性使用的耗材,對單晶硅棒的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本和生產(chǎn)安全都有重要影響。石英坩堝直接與硅液接觸,若其生產(chǎn)過程中未能有效控制雜質(zhì)、氣泡,易影響拉晶質(zhì)量,甚至導(dǎo)致拉晶失敗、投料報(bào)廢,由于單晶硅片對純度要求高、且單次拉晶成本較高,因此對石英坩堝在純度、氣泡表現(xiàn)、品質(zhì)穩(wěn)定性方面具有較高的要求。


近年來,芯片和光伏等行業(yè)的高速發(fā)展和國家重大需求,帶動(dòng)了4N8高純石英產(chǎn)品的旺盛需求,4N8高純石英產(chǎn)品供應(yīng)緊俏,價(jià)格也一度走高。目前,為了降低生產(chǎn)成本,我國用于生產(chǎn)單晶硅棒的石英坩堝通常采用三層結(jié)構(gòu),其中內(nèi)層砂仍需高價(jià)從美國、挪威等國進(jìn)口,而質(zhì)量要求略低的中外層砂,其礦石原料也需要從印度等國進(jìn)口解決,處于被處處掣肘的狀態(tài)。


而我國4N8高純石英被“卡脖子”,主要是卡在礦石原料,具體來說是卡在迄今為止還缺少能夠穩(wěn)定滿足工業(yè)生產(chǎn)需要的國產(chǎn)高純石英優(yōu)質(zhì)原料(A級別礦)。其生產(chǎn)難點(diǎn)主要在于高純石英優(yōu)質(zhì)原料的找礦困難,同時(shí),還難在必須根據(jù)原料中雜質(zhì)的特點(diǎn)及其賦存狀態(tài),以具有針對性的提純工藝技術(shù)、先進(jìn)的生產(chǎn)裝備技術(shù)、可靠的質(zhì)量檢測技術(shù)作保障。


2024年11月21-22日,由中國粉體網(wǎng)主辦的“2024(第八屆)全國石英大會(huì)暨展覽會(huì)”將在江蘇徐州召開,成都理工大學(xué)汪靈教授將做《高純石英坩堝料特點(diǎn)與市場價(jià)值分析》,敬請期待!



參考來源:

汪靈等.純凈勝瑾瑜 貴若冠上珠——解讀高純石英


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末)

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