44

примеси, могут оказывать сильное влияние на свойства полупроводников и ди-

электриков.

2.3Общая характеристика процессов разделения и очистки

Воснове всех способов глубокой очистки диэлектрических и полупро-

водниковых материалов и их компонентов лежит различие в химических, фи-

зических и физико-химических свойствах разделяемых компонентов. Отсюда следует, что при существенном различии в свойствах компонентов разделение может осуществляться относительно легко. И наоборот, проблема очистки ста-

новится сложной в том случае, если очищаемый материал и примесь очень близки по своим физико-химическим характеристикам.

К настоящему времени разработано значительное количество процессов разделения и очистки веществ, в том числе полупроводниковых и диэлектриче-

ских материалов и их компонентов, однако еще нет единой и четкой классифи-

кации этих процессов, что затрудняет выбор оптимального процесса в каждом конкретном случае.

Наибольшее распространение получила классификация процессов разде-

ления и очистки, основанная на подразделении их по способам воздействия на очищаемое вещество. Принята следующая классификация основных процессов разделения и очистки материалов, полупроводниковых и диэлектрических фаз:

1) процессы, основанные на сорбции (включают в себя адсорбционные процес-

сы, процессы ионного обмена и хроматографии); 2) процессы, связанные с экс-

тракцией, в основном жидкостной; 3) кристаллизационные процессы; 4) про-

цессы, связанные с перегонкой через газовую фазу(включают в себя процессы сублимации, дистилляции, ректификации, а также процессы химического транспорта); 5) процессы, основанные на электролизе; 6) процессы, основанные на различии коэффициентов диффузии; 7) процессы избирательного осаждения,

оксидирования и восстановления.

45

Выбор наиболее эффективного метода(или сочетания методов) для очи-

стки каждого индивидуального материала производят, исходя из конкретных физико-химических свойств этого материала и его соединений. Так, если очи-

щаемый материал (например, кремний) при приемлемых температурах очистки имеет недостаточно высокое давление паров, чтобы можно было эффективно осуществить дистилляционный процесс, то материал переводят в его легко-

летучие соединения (например, SiCl4), которые после осуществления дистилля-

ционной очистки восстанавливают обратно до исходного материала (кремния).

В общем случае очистку полупроводниковых и диэлектрических -мате риалов и их компонентов обычно проводят в две стадии. На первой стадии компоненты этих материалов переводят в промежуточные химические соеди-

нения и производят их очистку, используя практически все процессы, пред-

ставленные в классификации. На второй стадии производят восстановление компонентов из промежуточных соединений с последующей их очисткой.

Применяют способы, основанные на тех же процессах, эффективность которых в отдельных случаях резко возрастает при работе с более чистыми компонента-

ми. Способ, естественно, выбирают, исходя из физико-химических свойств компонента, качества получаемого материала и производительности процесса.

Часто, особенно при разделении и очистке компонентов с близкими физико-

химическими свойствами (например, редкоземельные металлы), использование одного из методов как на первой, так и на второй стадиях оказывается недоста-

точным, и процесс разделения и очистки производят на основе сочетания раз-

личных методов.

Необходимо отметить, что процессы разделения и очистки веществ нель-

зя рассматривать в отрыве от экономических факторов. Повышение степени чистоты веществ требует значительных затрат энергии и средств на очистку,

которые переносятся на стоимость конечного продукта. Эти факторы могут на-

кладывать ограничения на выбор метода и предел очистки данного вещества.