W.Zhu et al. hanno fabbricato polveri ultrafini ad elevata purezza a 1200 ~ 1400 gradi mediante deposizione chimica da vapore utilizzando silano e acetilene come gas di reazione e idrogeno come gas di trasporto. Utilizzando esametilsilano come fonte di reazione e idrogeno e argon come gas di trasporto, Anaguta et al. ha inoltre fabbricato polveri di silicio ultrafine di elevata purezza e elevata purezza mediante deposizione chimica di vapore a 1050 ~ 1250 gradi.
I membri di entrambi questi gruppi di ricerca hanno utilizzato la deposizione chimica in fase vapore per fabbricare polveri di silicio ad elevata purezza utilizzando fonti di gas organico. Tuttavia, le polveri ultrafini fabbricate erano su scala nanometrica. Sebbene la purezza sia elevata, non è facile da raccogliere e non è adatta per la produzione di polvere di silicio ad elevata purezza in grandi quantità, il che non favorisce lo sviluppo dell'industrializzazione in una fase successiva.
Metodo di produzione con trasporto automatico
Questo metodo utilizza polvere di silicio e nerofumo come materie prime, aggiunge altri attivatori e reagisce direttamente a 1000 ~ 1150 gradi per generare polvere. L'introduzione del catalizzatore influenzerà inevitabilmente la purezza e la qualità della polvere di silicio ad alta purezza prodotta.
Pertanto, molti ricercatori hanno proposto un metodo di sintesi autopropagante migliorato su questa base. Il miglioramento principale consiste nell'evitare l'introduzione di un attivatore e nel garantire una reazione di fabbricazione continua ed efficace aumentando la temperatura di fabbricazione e la fornitura di calore continua. Già nel 1999, in Giappone, polveri con dimensioni delle particelle di 10 ~ 500 μm venivano prodotte mediante metodo di combustione nell'intervallo di 1700 ~ 2000 gradi utilizzando etil ortosilicato come fonte di silicio e resina fenolica come fonte di carbonio, e la frazione di massa del contenuto di impurità era inferiore a 0,5 × 10-6.
Tuttavia, i reagenti di questo metodo utilizzano materiali organici, quindi il costo della materia prima è elevato, il che non favorisce la produzione su larga scala di polvere di silicio ad elevata purezza. I ricercatori dello Shanghai Institute of Silicon Research dell'Accademia cinese delle scienze hanno prodotto ad alta temperatura in un'atmosfera di argon con frazioni di massa rispettivamente del 99,9% e del 99,999%.
I ricercatori hanno utilizzato carbone attivo (dimensione delle particelle 20 ~ 100 μm) e grafite in scaglie (dimensione delle particelle 5 ~ 25 μm) come fonte di carbonio (frazione di massa 99,9%) e silicio ad alta purezza come fonte di silicio (dimensione delle particelle 10 ~ 270 μm , frazione di massa 99,999%), rispettivamente.
La polvere di silicio ad elevata purezza è stata preparata in un forno di sinterizzazione sotto vuoto ad alta temperatura a 1900 gradi in atmosfera di argon. Gli esperimenti hanno dimostrato che la purezza del prodotto fabbricato ad alto vuoto era superiore a quella della polvere di silicio ad alta purezza fabbricata sotto gas di trasporto. Inoltre, i monocristalli sono stati coltivati utilizzando polvere di silicio ad elevata purezza prodotta sotto vuoto spinto. I risultati mostrano che i monocristalli cresciuti sono di elevata purezza e hanno eccellenti proprietà semiisolanti, che soddisfano i requisiti dei dispositivi correlati per le proprietà elettriche dei substrati semiisolanti. Prospettive per la tecnologia di produzione di polveri ad elevata purezza
La fabbricazione autopropagante migliorata è un metodo comune per la coltivazione di cristalli singoli in laboratorio a causa del basso costo della materia prima e della semplicità. È stato riscontrato che diversi parametri del processo di produzione hanno un effetto sui prodotti fabbricati.
