불순물 원소는 고순도 석영 제품의 품질에 어떤 영향을 미칩니까?

석영의 주요 불순물 원소는 Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H입니다. 불순물 원소는 알칼리 금속, 전이와 같은 고순도 석영 제품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 금속, Al, P 등 원소 함량은 고순도 석영 원료의 핵심 지표입니다. 불순물 원소의 함량 요구 사항은 준비된 석영 유리의 용도에 따라 다르지만 일반적으로 낮을수록 좋습니다.

(1) 알칼리 금속 원소 Li, K, Na

석영 유리의 사용 온도와 기계적 강도를 낮추고 고온에서 석영 유리의 결정화를 촉진하여 석영 유리의 실투 및 고온 변형을 초래합니다. 알칼리 금속 원소의 함량을 줄이면 고순도 석영 도가니의 연화점을 높이고 석영 도가니의 변형 저항을 높이며 단결정의 수율을 향상시키는 데 유리합니다.

IOTA 표준 모래는 알칼리 금속 원소의 합이 2.4×10-6이 되어야 하며, 단결정 실리콘용 공정 튜브, 실리콘 웨이퍼 가공, 석영 블록 및 반도체 도가니에 필요한 고순도 석영은 <1.4×의 합이 필요합니다. 10-6, CZ Type 도가니는 합 <0.5 × 10-6이 필요하고, 12인치 이상의 실리콘 웨이퍼용 초고순도 석영 모래는 합이 <0.08 × 10-6이 필요합니다.

(2) 전이금속원소 Cr, Cu, Fe

석영 유리는 색 반점을 생성하거나 석영 유리의 고온 변색을 유발하여 광 투과율에 영향을 미치고 기기의 신뢰성과 안정성을 저하시킵니다. 광섬유를 적용하면 미세한 불균일이 발생하고 광섬유 손실이 증가하며 심지어 신호 왜곡이 발생합니다. 반도체 응용 분야에서 제품에 포함된 미량의 전이 금속 원소는 결정 성장을 촉진할 수 있습니다.

(3) Al 및 P

석영 격자에 들어가면 강한 화학 결합이 생성되어 석영 제품의 전도성에 영향을 미치는 동시에 석영 유리의 결정화 효과를 높이고 수명을 단축시킵니다. 소량의 Al은 고순도 석영 제품의 품질에 영향을 미치지 않습니다. IOTA 표준 모래는 Al 원소 함량(12~18)×10-6이 필요하지만 광섬유에 소량의 Al이 있으면 석영 유리의 광 투과율이 감소합니다. P 원소의 존재는 단결정 실리콘의 인장에 심각한 영향을 미치므로 고순도 석영 도가니는 P에 대한 요구 사항이 높으며 P 원소의 함량은 0.04×10-6 미만이어야 합니다.