Purificação de silício por fusão zonal em forno de feixe de elétrons utilizando cadinho de cobre

Autores

  • Simone de Paula Moreira
  • Adriana Bueno Braga
  • Andresa Deoclidia Côrtes
  • Paulo Roberto Zampieri
  • Paulo Roberto Mei

Palavras-chave:

Silício grau solar, Purificação de silício, Fusão por feixe de elétron.

Resumo

O objetivo deste trabalho foi o de determinar, de maneira sistemática, o potencial de remoção de impurezas do silício de grau metalúrgico, empregando-se a técnica de FZ (fusão zonal) em forno de feixe de elétrons, com cadinho de cobre refrigerado a água. Utilizou-se silício de grau metalúrgico (99,85% de pureza em massa ou 1.500 ppm de impurezas) processado por 1, 2 ou 3 passadas de FZ com velocidades de 10 e 1 mm/minuto. O lingote processado por 2 passadas de FZ a 1mm/min apresentou na metade inicial (referida à solidificação) um teor total de impurezas menor que 14 ppm, sendo que a maioria era de boro (8 a 10 ppm), indicando que o boro nem foi vaporizado, mesmo exposto a 310 minutos sob vácuo (fusão inicial de 20 + 20 minutos, seguida de 135 + 135 minutos de fusão zonal), nem apresentou segregação significativa. Os maiores valores de resistividade foram observados na região mais pura dos lingotes, próximos a 0,07 ohm.cm. Outra experiência consistiu na junção de duas metades mais puras de 2 lingotes (previamente processados com 1 passada de FZ a 1mm/minuto), originando um novo lingote, o qual foi processado com 1 passada de FZ a 1mm/minuto, após o que demonstrou alta pureza (menor que 30 ppm de impurezas) em toda sua extensão, com boro variando entre 8 e 10 ppm. Como este lingote era mais homogêneo do ponto de vista composicional, a resistividade também variou menos ao longo do mesmo, ficando entre 0,058 a 0,066 ohm.cm.

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Publicado

2016-11-30

Edição

Seção

Artigos