ES2327461T3 - Procedimiento de ensayo no destructivo de material de silicio policristalino de alta pureza. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de ensayo exento de contaminación y no destructivo de un cuerpo moldeado de polisilicio con un diámetro de 3 mm a 300 mm y una longitud a acotar de 10 mm a 4500 mm, fabricado por medio de descomposición y deposición CVD de un gas que contiene silicio o de una mezcla gaseosa que contiene silicio en reactores Siemens, para determinar la presencia de un defecto en su material, en el que se somete el cuerpo moldeado de polisilicio a una irradiación traspasante con ondas ultrasónicas, el acoplamiento ultrasónico se efectúa por medio de agua exenta de burbujas en tecnología de chorro de agua, el agua está completamente desalada, las ondas ultrasónicas son registradas por un receptor de ultrasonidos después de circular a través del cuerpo moldeado de polisilicio y se detectan así defectos en el material de polisilicio.
Description
Procedimiento de ensayo no destructivo de
material de silicio policristalino de alta pureza.
La invención concierne a un procedimiento de
ensayo no destructivo de material de silicio policristalino de alta
pureza.
El silicio policristalino de alta pureza, en lo
que sigue denominado polisilicio, sirve, entre otras cosas, como
material de partida para la fabricación de componentes electrónicos
y células solares. Se fabrica en gran escala por descomposición
térmica y deposición CVD de un gas que contiene silicio o de una
mezcla gaseosa que contiene silicio en reactores Siemens. El
polisilicio se presenta entonces en forma de cuerpos moldeados de
polisilicio. Éstos pueden elaborarse a continuación por vía
mecánica.
Estos cuerpos moldeados de polisilicio tienen
que ensayarse para terminar la calidad de su material por medio de
un procedimiento de ensayo no destructivo. Se hace uso para ello en
general del análisis de resonancia acústica, llamado también
"ensayo de sonido". En este caso, se excita el cuerpo moldeado
de polisilicio desde fuera, por ejemplo con un ligero golpe de
martillo, y las resonancias propias naturales resultantes de ello
le proporcionan al experto una manifestación sobre la calidad del
material del cuerpo moldeado de polisilicio. Una ventaja del
análisis de resonancia es el muy corto tiempo de ensayo de tan sólo
unos pocos segundos. Además, durante el ensayo se analiza el cuerpo
de ensayo completo, es decir que el ensayo es un procedimiento de
ensayo orientado al volumen. Una desventaja del análisis de
resonancia es que no es posible con este procedimiento una
localización exacta o una identificación exacta de defectos del
material. Asimismo, el cuerpo moldeado de polisilicio es tocado en
cada ensayo por un golpe de martillo y se contamina de esta manera,
lo que requiere forzosamente un paso de limpieza subsiguiente. Otra
desventaja del análisis de resonancia es que el cuerpo moldeado de
polisilicio pueda resultar dañado durante el ensayo. Así, se pueden
producir, por ejemplo, aplanamientos superficiales o incluso la
destrucción del cuerpo moldeado de polisilicio. Es desventajoso
también el hecho de que los cuerpos moldeados de polisilicio se
diferencian en su forma, por ejemplo en diámetro y longitud o en
longitud, anchura o altura o en la geometría de la pieza final, y
cada cuerpo moldeado de polisilicio genera una resonancia propia
distinta a consecuencia de su geometría diferente. Esto dificulta la
comparabilidad de los resultados de ensayo. Con este procedimiento
de ensayo no pueden detectarse defectos pequeños que perjudican la
calidad del material, tales como fisuras, rechupes u oclusiones,
cuya dimensión es tan sólo de unos pocos milímetros.
Otro procedimiento de ensayo no destructivo para
polisilicio es el control visual. En este caso, se hace por un
experto un dictamen referente a toda la superficie del cuerpo
moldeado de polisilicio que se ha de ensayar. El control visual
puede mejorarse con diversos medios auxiliares, tales como sistemas
de iluminación especiales o lupas especiales. Con el control visual
se pueden reconocer y localizar también ciertamente defectos
superficiales, pero no se reconocen aquí tampoco defectos
desventajosos del material en el interior del cuerpo moldeado de
polisilicio. Asimismo, el ensayo es realizado por una persona, es
decir que los resultados no son objetivos ni reproducibles con
seguridad, sino que dependen de la "forma" del examinador en
ese día y de la experiencia del mismo.
Además, se cumple para los dos procedimientos de
ensayo no destructivo citados que el cuerpo moldeado de polisilicio
es volteado por el examinador con medios auxiliares. Estos medios
auxiliares, por ejemplo guantes, pueden cargarse entre dos ensayos
con partículas de suciedad, lo que conduce a que se impurifique el
cuerpo moldeado de polisilicio durante el ensayo y hace
forzosamente necesario un paso de limpieza subsiguiente.
El documento JP2001021543A describe un
procedimiento en el que se ensayan barras de silicio policristalino
en un baño de agua, por ejemplo por medio de una técnica de
inmersión.
El cometido de la invención ha consistido en
proporcionar un procedimiento de ensayo no destructivo para
determinar un defecto del material en un cuerpo moldeado de silicio
policristalino con un diámetro de 3 mm a 300 mm y una longitud a
acotar de 10 mm a 4500 mm, fabricado por medio de deposición CVD de
un gas que contiene silicio o de una mezcla gaseosa que contiene
silicio en reactores Siemens, cuyo procedimiento no presente las
desventajas citadas para el estado de la técnica.
El problema se resuelve por medio de un
procedimiento según la reivindicación 1, en el que se traspasa el
cuerpo de silicio policristalino con una radiación de ondas
ultrasónicas, efectuándose el acoplamiento ultrasónico en
tecnología de chorro de agua por medio de agua exenta de burbuja,
estando el agua completamente desalada, y en el que se registran
las ondas ultrasónicas por medio de un receptor de ultrasonidos
después de que las mismas atraviesen el cuerpo moldeado de silicio
policristalino y se detectan así defectos en el material de
polisilicio.
Según la invención, se introducen en el silicio
policristalino por medio de una cabeza de ensayo ultrasónico
preferiblemente ondas ultrasónicas en el dominio de frecuencia de
100 kHz a 25 MHz, en particular preferiblemente de 0,8 MHz a 20 MHz
y de manera especialmente preferida de 2 a 12 MHz. Estas ondas se
propagan en línea rectas en el silicio policristalino, pero se
reflejan en superficies límite, como las que pueden encontrarse en
caso de defectos del material (por ejemplo, fisuras, rechupes u
oclusiones), y también en la transición de silicio policristalino a
aire. Los defectos del material pueden localizarse de manera óptima
cuando su extensión principal discurre perpendicularmente a la
dirección de propagación de las ondas ultrasónicas en el
polisilicio. Por tanto, en el transcurso del procedimiento según la
invención se efectúa preferiblemente una irradiación traspasante
del cuerpo de moldeado de polisilicio desde todos los lados, ya que
así es posible una identificación exacta, exenta de contaminación y
no destructiva de la posición de los defectos detectados en el
material del cuerpo moldeado de polisilicio.
La irradiación traspasante del cuerpo moldeado
de polisilicio puede efectuarse por medio del procedimiento de
radiación acústica traspasante o por medio del procedimiento de
impulso-eco, siendo preferible el segundo.
En el procedimiento de radiación acústica
traspasante se dispone el silicio policristalino entre el emisor y
el receptor de ultrasonidos. Las ondas ultrasónicas que atraviesan
el polisilicio son convertidas nuevamente por el receptor de
ultrasonidos en oscilaciones eléctricas (efecto piezoeléctrico) y
son visualizadas. Un defecto del material, a consecuencia de su
superficie límite con el polisilicio, se manifiesta como una señal
reducida o como una ausencia de señal. Con este procedimiento no es
posible una determinación de la profundidad de un defecto. Por
tanto, esta variante de medición ultrasónica puede utilizarse en
principio, pero, no obstante, se aplica preferiblemente según la
invención el procedimiento de impulso-eco que se
describe en lo que sigue. Sin embargo, exceptuando las indicaciones
referentes a la determinación de la profundidad y la evaluación de
un defecto, las explicaciones siguientes para el procedimiento de
impulso-eco se aplican análogamente también para el
procedimiento de radiación acústica traspasante.
En el procedimiento de
impulso-eco la cabeza de ensayo ultrasónico sirve de
emisor y receptor para las ondas ultrasónicas. Un impulso acústico,
que está situado en el dominio de frecuencia de 100 kHz a 25 MHz,
preferiblemente en particular de 0,8 MHz a 20 MHz y de manera
especialmente preferida de 2 a 12 MHz, es inyectado por la cabeza
de ensayo ultrasónico en el cuerpo moldeado de polisilicio y,
después de una reflexión completa o parcial, es registrado por la
misma cabeza de ensayo ultrasónico y reconvertido en un impulso de
receptor. Se registran electrónicamente el impulso de emisión, el
eco de la pared posterior y eventualmente el eco o los ecos de
defectos, siendo posible una determinación de la profundidad de un
defecto del material por medio del respectivo tiempo de propagación
de las ondas ultrasónicas reflejadas. Como eco de defecto se designa
aquí preferiblemente cualquier eco que se presente en la zona con
expectativa de defecto, esto es, en la zona entre el eco de
superficie y el eco de pared posterior. Los impulsos acústicos
registrados se emiten preferiblemente en dB (logaritmo con base
10).
En el procedimiento según la invención se
integran preferiblemente 1 a 5 cabezas de ensayo ultrasónico en un
portacabezas. Las cabezas de ensayo ultrasónico y el portacabezas
correspondiente se denominan en lo que sigue unidad de cabezas de
ensayo. Preferiblemente, se utilizan cabezas de ensayo angular con
ángulos de incidencia acústica en el silicio entre 10º y 85º o
cabezas de ensayo perpendicular.
Preferiblemente, la unidad de cabezas de ensayo
se aproxima al cuerpo moldeado de polisilicio. A este fin, la unidad
de cabezas de ensayo está provista preferiblemente de un
distanciador sin contacto. La distancia de las cabezas de ensayo es
preferiblemente de 5 a 200 mm y de manera especialmente preferida de
5 a 80 mm.
El acoplamiento ultrasónico se efectúa en el
estado de la técnica con gel, aceite, engrudo o agua. Debido a la
pureza del material de polisilicio se puede emplear según la
invención solamente agua como medio de acoplamiento para
polisilicio.
Las pruebas realizadas han demostrado que,
después del ensayo con agua potable como medio de acoplamiento,
pueden encontrarse sobre la superficie de polisilicio los siguientes
valores metálicos en superficie:
Todos los datos están en pptp.
Esto tiene la consecuencia de que todo el
material ensayado tiene que someterse seguidamente a una limpieza
adicinal.
Sorprendentemente, el acoplamiento ultrasónico
puede realizarse también por medio de agua exenta de burbujas y
completamente desalada. Las pruebas realizadas han demostrado que,
después del ensayo con agua completamente desalada (pH \leq 7,0;
resistencia = 18 megohm; ausencia de materias en suspensión) como
medio de acoplamiento, se pueden encontrar en la superficie de
polisilicio los siguientes valores metálicos en superficie:
Todos los datos están en pptp.
Por tanto, utilizando agua completamente
desalada es posible ahorrarse una limpieza ulterior adicional del
cuerpo moldeado de polisilicio.
Por tanto, el procedimiento según la invención
hace posible por primera vez el ensayo de un cuerpo moldeado de
polisilicio, manteniéndose la alta pureza de la superficie de dicho
cuerpo moldeado de polisilicio (valores metálicos en superficie: Fe
\leq 15; Cr \leq l; Ni \leq 0,5; Na \leq 25; Zn \leq 10;
Cl \leq 30; Cu \leq 1; Mo \leq 1; Ti \leq 25; W \leq 1; K
\leq 5; Co \leq 0,5; Mn \leq 0,5; Ca \leq 45; Mg \leq 11;
V \leq 0,5; todos los datos están en pptp).
El acoplamiento ultrasónico se efectúa en
tecnología de chorro de agua por medio de un chorro de agua que une
sin burbujas de aire la cabeza de ensayo ultrasónico con la
superficie del cuerpo moldeado de polisilicio.
Después del acoplamiento ultrasónico comienza la
irradiación traspasante del cuerpo moldeado de polisilicio con las
ondas ultrasónicas. Preferiblemente, el cuerpo moldeado de silicio
es controlado durante el ensayo con la cabeza de ensayo
ultrasónico. El control se efectúa de cualquier manera,
preferiblemente en particular en la dirección del eje longitudinal
del cuerpo moldeado a ensayar y de manera muy especialmente
preferida en una dirección de forma helicoidal a lo largo del eje
longitudinal y del perímetro del cuerpo moldeado que se ha de
ensayar. Al mismo tiempo o alternativamente a esto, se puede mover
el propio cuerpo moldeado de polisilicio, por ejemplo se le puede
bajar, subir o mover horizontalmente. Asimismo, el propio cuerpo
moldeado de polisilicio puede ser puesto en rotación.
La velocidad de control/ensayo está comprendida
preferiblemente entre 1 y 1500 mm/s, en particular entre 150 mm/s y
600 mm/s.
Preferiblemente, la evaluación de la señal de
las ondas ultrasónicas reflejadas se efectúa en un equipo de
cálculo. En este caso, en una ventana de tiempo definida, esto es,
en la llamada zona con expectativa de defecto, se compara la señal
de las ondas ultrasónicas reflejadas en el equipo de cálculo con un
nivel de ruido básico o con un valor umbral de señal definido. Si
se sobrepasa el nivel de ruido básico o el valor de umbral de señal
definido, se considera entonces el cuerpo moldeado de polisilicio
como defectuoso y se le asigna a la cantidad parcial defectuosa
(cuerpo moldeado de polisilicio no OK). Variando el valor umbral de
señal se puede variar sin escalones la sensibilidad del sistema de
reconocimiento de defectos.
La presentación del resultado se efectúa
preferiblemente por medio de un dispositivo de visualización que
presenta un resultado unívoco, en general "cuerpo moldeado de
polisilicio OK" o "cuerpo moldeado de polisilicio no OK".
Los parámetros de ensayo, tales como el valor umbral de señal
definido, el principio de la zona con expectativa de defecto, el
final de la zona con expectativa de defecto, están depositados
preferiblemente en forma de programas de ensayo en la unidad de
cálculo para poder adaptar el procedimiento rápida y sencillamente
a límites de defecto diferentes para dimensiones y variaciones de
calidad diferentes, según la geometría y la finalidad de empleo del
cuerpo moldeado de polisilicio. El equipo de cálculo hace posible
también, como se ha descrito, que se determine la posición del
defecto en el cuerpo moldeado de polisilicio y que se especifiquen
así zonas defectuosas en el cuerpo moldeado de polisilicio. A este
fin, sobre la presentación del resultado puede representarse el
cuerpo moldeado de silicio con la zona defectuosa y la zona exenta
de defecto.
Después del ensayo ultrasónico se efectúa
preferiblemente un secado del cuerpo moldeado de polisilicio.
Preferiblemente, una boquilla solicitada con
aire comprimido recorre para ello el camino de ensayo en dirección
contraria a aquélla en la que se efectuó el ensayo hasta que la
probeta esté seca.
Preferiblemente, el cuerpo moldeado de
polisilicio consiste en varillas de polisilicio o trozos de varilla.
Preferiblemente, los cuerpos moldeados de polisilicio tienen un
diámetro de 50 mm a 200 mm. Preferiblemente, se ensayan cuerpos
moldeados de 100 mm a 3000 mm. Preferiblemente, los cuerpos
moldeados están provistos de un número de identidad (ID) legible a
máquina, que hace posible registrar los cuerpos moldeados en el
procedimiento según la invención con ayuda del número ID. Esto puede
efectuarse, por ejemplo, en el equipo de cálculo.
El procedimiento según la invención es adecuado
para ensayar cuerpos moldeados de polisilicio de una geometría
cualquiera. Así, puede ensayarse también, por ejemplo, un cuerpo
moldeado de forma de plátano.
El procedimiento según la invención hace posible
un ensayo no destructivo del material de polisilicio de alta
pureza. Se detectan defectos ocultos del material en las
proximidades de la superficie y en el interior del material. El
procedimiento proporciona un resultado de ensayo unívoco y
reproducible. Los defectos del material pueden localizarse e
identificarse exactamente también en el interior del polisilicio
empleando el procedimiento de impulso-eco.
El procedimiento se desarrolla sin
contaminación. El cuerpo moldeado de polisilicio a ensayar entra en
contacto tan sólo con agua completamente desalada (pH \leq 7,0;
resistencia \geq 0,5 megohm, en particular preferiblemente
resistencia \geq 18 megohm; ausencia de materias en
suspensión).
Este medio auxiliar necesario para el ensayo se
somete de preferencia continuamente a un ensayo cualitativo de
hasta el 100%, ya que la calidad de este material auxiliar tiene una
repercusión inmediata sobre los valores metálicos en superficie del
cuerpo moldeado de polisilicio.
El procedimiento según la invención es un
procedimiento de ensayo orientado al volumen, es decir que se pueden
detectar y localizar exactamente en todo el cuerpo moldeado de
polisilicio sitios con defectos del material de pocas décimas de
milímetro hasta milímetros. Así, por medio del procedimiento según
la invención se han detectado ya defectos con un diámetro de 0,2 mm
a una profundidad de 130 mm en un cuerpo moldeado de polisilicio
policristalino. Por el contrario, por medio del análisis de
resonancia se pueden detectar solamente defectos del material
situados en la masa en el intervalo de centímetros a decímetros. El
control visual hace posible solamente un ensayo orientado a la
superficie, es decir que sólo se pueden detectar defectos
superficiales visibles.
El procedimiento de ensayo automatizado según la
invención excluye la valoración subjetiva cargada de errores
efectuada por una persona y no pasa por alto ningún defecto. El
procedimiento de ensayo proporciona un resultado de ensayo unívoco
y reproducible (probeta - OK / probeta - no OK) y hace posible
también que se definan zonas de un cuerpo moldeado de polisilicio
que no se ajustan a las especificaciones.
El procedimiento según la invención no requiere
ninguna preparación especial del cuerpo moldeado de polisilicio a
ensayar y, por tanto, puede incorporarse de manera sencilla en un
proceso de fabricación existente.
Gracias al procedimiento se puede investigar la
presencia de sitios defectuosos del material en cuerpos moldeados
de polisilicio cilíndricos y cónicos para un proceso de refundición
FZ. Se puede investigar también la presencia de sitios defectuosos
en el material de varillas o trozos de varillas (por ejemplo,
varillas cortadas, varillas de recarga, etc.) para un proceso de
refundición FZ o CZ.
Por tanto, la invención proporciona por primera
vez un cuerpo moldeado de polisilicio que no contiene defectos,
entre los cuales han de entenderse preferiblemente fisuras, rechupes
u oclusiones con una superficie de proyección mayor de 0,03
mm^{2}. Preferiblemente, un cuerpo moldeado de polisilicio no
contiene defectos de ninguna clase y presenta en los procesos de
recargue por fusión y de refundición subsiguientes un moderado
comportamiento de desprendimiento de fragmentos y de reventamiento.
El procedimiento según la invención se representa esquemáticamente
en la figura 2. En la figura 1 se representa, para fines de
comparación, un procedimiento que emplea una tecnología de inmersión
en lugar de la tecnología de chorro de agua.
La figura 1 muestra un dispositivo de ensayo
horizontal por medio de la tecnología de inmersión en alzado lateral
y en vista en planta.
La figura 2 muestra un dispositivo de ensayo
vertical por medio del procedimiento según la invención en alzado
lateral y en vista en planta. La numeración corresponde a la figura
1.
La figura 3 muestra la unidad 8 de cabeza de
ensayo en el brazo de escaneo 7 constituida por los portacabezas de
ensayo 11 y las cabezas de ensayo ultrasónico 12 durante el ensayo
debajo del agua, tal como éste se describe en el ejemplo 1.
La figura 4 muestra la unidad 8 de cabeza de
ensayo en el brazo de escaneo 7 constituida por los portacabezas de
ensayo 11 y las cabezas de ensayo ultrasónico 12 en el ensayo con
chorro de agua, tal como éste se describe en el ejemplo 2.
Los ejemplos siguientes sirven para la
explicación adicional de la invención.
Un cuerpo moldeado 1 de polisilicio con un
diámetro de 200 mm y una longitud de varilla de 2500 mm es ensayado
horizontalmente debajo del agua en un dispositivo según la figura 1.
A este fin, el cuerpo moldeado 1 de polisilicio es elevado
horizontalmente hasta la cubeta 4 de recogida de agua y es sujetado
entre las puntas de los alojamientos de probeta 2 y 3. La cubeta 4
de recogida de agua se llena con agua completamente desalada. En
paralelo con esto se notifica al equipo de cálculo 5+6 el cuerpo
moldeado 1 de polisilicio provisto de un número de identidad (ID)
legible a máquina, es decir que se comunica al equipo de cálculo 5+6
el número de identidad (ID) legible a máquina. A continuación, se
selecciona el programa de ensayo archivado en el equipo de cálculo y
se inicia el ensayo.
El brazo de escaneo 7, en cuyo extremo está
fijada la unidad 8 de cabezas de ensayo ultrasónico, se traslada
con una velocidad de avance de 10 mm/s en dirección al cuerpo
moldeado 1 de polisilicio. Cuando la unidad 8 de cabeza de ensayo
ultrasónico alcanza una distancia de 5 mm entre dicha unidad 8 y el
cuerpo moldeado 1 de polisilicio, se suspende el avance del brazo de
escaneado 7.
La unidad 8 de cabezas de ensayo ultrasónico
está constituida por tres portacabezas de ensayo 11, cuatro cabezas
de ensayo ultrasónico 12 (figura 3) y la electrónica de distancia
sin contacto, que está integrada en el brazo de escaneo 7 (sin
ilustración) y que mantiene constante la distancia entre el
portacabezas de ensayo y el cuerpo moldeado.
Las cabezas de ensayo ultrasónico 12 se hacen
funcionar con arreglo al procedimiento de
impulso-eco. Cada cabeza de ensayo ultrasónico 12
emite en una secuencia fijamente definida de antemano impulsos con
una frecuencia de 12 MHz y recibe las señales reflejadas. El brazo
de escaneo 7 se traslada con una velocidad constante de 1200 mm/s
desde el alojamiento de probeta 2 hasta el alojamiento de probeta 3
a lo largo de la superficie del cuerpo moldeado 1 de polisilicio.
El cuerpo moldeado 1 de polisilicio es hecho girar 1 mm en dirección
periférica por medio de los alojamientos de probeta 2 y 3. El brazo
de escaneo 7 retorna del alojamiento de probeta 3 al alojamiento de
probeta 2 con una velocidad de 1200 mm/s a lo largo de la superficie
del cuerpo moldeado 1 de polisilicio. Las señales recibidas son
evaluadas en paralelo con esto en el equipo de cálculo 5+6 y se
visualizan los resultados. Si se descubre un defecto en el material,
parpadea entonces una lámpara 9 hasta el final del ensayo. Se
procede con el cuerpo moldeado 1 de silicio según se ha descrito
hasta que se haya recorrido y, por tanto, ensayado todo el
perímetro del cuerpo moldeado de polisilicio. Después de concluido
el ensayo se descarga el agua completamente desalada de la cubeta 4
de recogida de agua. Se abren los alojamientos de probeta 2 y 3 y
se extrae del dispositivo de medida el cuerpo moldeado 1 de
polisilicio. Según cuál sea la indicación 9, el cuerpo moldeado 1
de polisilicio se clasifica como exento de defecto o como afectado
de defecto.
Un cuerpo moldeado 1 de polisilicio con un
diámetro de 200 mm y una longitud de varilla de 2500 mm es ensayado
horizontalmente según la figura 1 con acoplamiento de chorro de
agua.
El desarrollo del ensayo tiene lugar de manera
análoga al ejemplo 1, con la diferencia de que la cubeta 4 de
recogida de agua no está llena de agua completamente desalada
durante el ensayo ultrasónico y la unidad 8 de cabezas de ensayo
ultrasónico está constituida como se representa en la figura 4 y se
describe a continuación:
La unidad 8 de cabezas de ensayo ultrasónico
está constituida por tres portacabezas de ensayo 11, cuatro cabezas
de ensayo ultrasónico 12 y la electrónica de distancia sin contacto
(sin representación), que está integrada en el brazo de escaneo 7 y
mantiene constante la distancia entre la unidad 8 de cabezas de
ensayo ultrasónico y el cuerpo moldeado 1 de polisilicio. Se
alimenta de forma continua agua completamente desalada a los
portacabezas de ensayo 11 a través de tuberías 13. Esta agua llena
el espacio alrededor de las cabezas de ensayo ultrasónico 12 y
forma un chorro de agua que proporciona el acoplamiento ultrasónico
entre las cabezas de ensayo ultrasónico 12 y la superficie del
cuerpo moldeado 1 de polisilicio.
El ensayo se realiza como se ha descrito en el
ejemplo 1.
A continuación del viaje de ensayo, pero en
dirección contraria, se efectúa el secado del cuerpo de moldeado 1
de polisilicio por medio de aire comprimido (no representado).
Después del secado del cuerpo moldeado 1 de polisilicio se abren
las puntas de los alojamientos de pobreta 2 y 3 y se extrae el
cuerpo moldeado 1 de polisilicio. Según cuál sea la indicación 9,
el cuerpo moldeado 1 de polisilicio se clasifica como exento de
defecto o como afectado de defecto.
El ensayo se realiza análogamente al ejemplo 1
empleando la unidad de cabezas de ensayo ultrasónico representada en
la figura 3, con la diferencia de que se ensaya verticalmente el
cuerpo moldeado 1 de polisilicio, tal como se representa en la
figura 2.
El ensayo se realiza análogamente al ejemplo 2
empleando la unidad de cabezas de ensayo ultrasónico representada en
la figura 4, con la diferencia de que se ensaya verticalmente el
cuerpo moldeado 1 de polisilicio, tal como se representa en la
figura 2.
Claims (9)
1. Procedimiento de ensayo exento de
contaminación y no destructivo de un cuerpo moldeado de polisilicio
con un diámetro de 3 mm a 300 mm y una longitud a acotar de 10 mm a
4500 mm, fabricado por medio de descomposición y deposición CVD de
un gas que contiene silicio o de una mezcla gaseosa que contiene
silicio en reactores Siemens, para determinar la presencia de un
defecto en su material, en el que se somete el cuerpo moldeado de
polisilicio a una irradiación traspasante con ondas ultrasónicas, el
acoplamiento ultrasónico se efectúa por medio de agua exenta de
burbujas en tecnología de chorro de agua, el agua está completamente
desalada, las ondas ultrasónicas son registradas por un receptor de
ultrasonidos después de circular a través del cuerpo moldeado de
polisilicio y se detectan así defectos en el material de
polisilicio.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las ondas ultrasónicas procedentes de un
emisor de ultrasonidos son irradiadas a través del cuerpo moldeado
de polisilicio y las ondas ultrasónicas que atraviesan el
polisilicio son convertidas nuevamente en oscilaciones eléctricas
por un receptor de ultrasonidos y son visualizadas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque las ondas ultrasónicas son irradiadas
por una cabeza de ensayo ultrasónico a través del cuerpo moldeado de
polisilicio y, después de una reflexión completa o parcial
registrada por la misma cabeza de ensayo ultrasónico, son
reconvertidas en un impulso de receptor.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque las ondas ultrasónicas emitidas y
recibidas son registradas y evaluadas electrónicamente, efectuándose
una determinación de posición del defecto en el material del cuerpo
moldeado de polisilicio por medio del respectivo tiempo de
propagación de las ondas ultrasónicas.
5. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la cabeza de ensayo ultrasónico es
aproximada al cuerpo moldeado de silicio y acoplada a este cuerpo
moldeado de polisilicio por medio de un acoplamiento ultrasónico
antes de que tenga lugar una radiación traspasante con las ondas
ultrasónicas.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3 ó 5, caracterizado porque la evaluación de
señal de las ondas ultrasónicas reflejadas se efectúa en un equipo
de cálculo y las diferencias de tiempo y/o la intensidad de señal
entre las ondas ultrasónicas reflejadas son comparadas entonces en
el equipo de cálculo con parámetros prefijados.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3, 5 ó 6, caracterizado porque la cabeza de
ensayo ultrasónico se aproxima al cuerpo moldeado de polisilicio
hasta una distancia de dicha cabeza de ensayo de 5 a 200 mm y en
particular preferiblemente de 5 a 80 mm.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se mantiene con
alta pureza la superficie del cuerpo moldeado de polisilicio,
debiendo entenderse por alta pureza los valores metalicos en
superficies siguientes, expresados en pptp: Fe \leq 15; Cr \leq
1; Ni \leq 0,5; Na \leq 25; Zn \leq 10; Cl \leq 30; Cu
\leq 1; Mo \leq 1; Ti \leq 25; W \leq 1; K \leq 5; Co
\leq 0,5; MH \leq 0,5; Ca \leq 45; Mg \leq 11; V \leq
0,5.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el cuerpo
moldeado de polisilicio no contiene defectos mayores de 0,03
mm^{2} de superficie de proyección.
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