Η μικροσκόνη πυριτίου υψηλής-καθαρότητας είναι βασική πρώτη ύλη στις βιομηχανίες ηλεκτρονικών υλικών, πυρίμαχων υλικών και κεραμικών. Η καθαρότητά του και το μέγεθος των σωματιδίων του επηρεάζουν άμεσα την απόδοση των κατάντη προϊόντων. Η βέλτιστη μέθοδος για την παρασκευή μικροσκόνης πυριτίου υψηλής{3}καθαρότητας απαιτεί μια ολοκληρωμένη εξέταση της καθαρότητας της πρώτης ύλης, της διαδικασίας καθαρισμού και της τεχνολογίας ελέγχου μεγέθους σωματιδίων. Επί του παρόντος, η κύρια προσέγγιση βελτιστοποίησης περιλαμβάνει το συνδυασμό φυσικού και χημικού καθαρισμού.
Ο φυσικός καθαρισμός είναι το θεμέλιο. Αρχικά, επιλέγεται ως πρώτη ύλη ο φλεβικός χαλαζίας υψηλής καθαρότητας ή ο λιωμένος χαλαζίας. Η αρχική μικροσκόνη πυριτίου λαμβάνεται μέσω μηχανικής κονιοποίησης και ταξινόμησης ροής αέρα. Σε αυτό το στάδιο, απαιτείται αυστηρός έλεγχος των υλικών του εξοπλισμού (όπως η χρήση σφαιρόμυλου με επένδυση πολυουρεθάνης{{4}) για την αποφυγή μόλυνσης από μεταλλικές ακαθαρσίες. Η ταξινόμηση πολλαπλών σταδίων ροής αέρα χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του μεγέθους των σωματιδίων εντός του εύρους 0,1-100 microns.
Ο χημικός καθαρισμός είναι ζωτικής σημασίας. Η όξινη πλύση (όπως η επεξεργασία με ένα μείγμα υδροφθορικού οξέος-νιτρικού οξέος) αφαιρεί αποτελεσματικά ακαθαρσίες οξειδίων μετάλλων όπως αλουμίνιο και σίδηρο, ενώ το αλκαλικό πλύσιμο (διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου) αφαιρεί τα πυριτικά της επιφάνειας. Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία καθαρισμού χλωρίωσης υψηλής{3} θερμοκρασίας, η οποία παράγει πτητικά χλωρίδια μέσω της αντίδρασης χλωρίου με ακαθαρσίες μετάλλων, έχει αναπτυχθεί για να αυξήσει την καθαρότητα της μικροσκόνης πυριτίου σε πάνω από 99,99%, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για εφαρμογές ποιότητας ημιαγωγών{{5}.
Ο έλεγχος του μεγέθους των σωματιδίων και η τροποποίηση της επιφάνειας είναι εξίσου σημαντικές. Οι μικροσκόνες σφαιρικού πυριτίου μπορούν να παραχθούν με χρήση υδροθερμικής σύνθεσης ή μεθόδων κολλοειδούς πήγματος-, επιδεικνύοντας ανώτερη ρευστότητα σε γωνιακά σωματίδια. Η επιφανειακή επίστρωση με πυρίτιο ενισχύει περαιτέρω την αντίσταση στα οξέα και στα αλκάλια.
Σε μια ολοκληρωμένη σύγκριση, η διαδικασία τεσσάρων σταδίων της «φυσικής σύνθλιψης - όξινη πλύση και καθαρισμός - διύλιση υψηλής-χλωρίωσης υψηλής θερμοκρασίας - ταξινόμησης ροής αέρα» είναι επί του παρόντος η βέλτιστη λύση για τη βιομηχανική παραγωγή μικροσκόνης πυριτίου υψηλής{{5} καθαρότητας (καθαρότητα μεγαλύτερη από 99%). Ενώ διατηρεί μια-απόδοση πρώτης διέλευσης άνω του 90%, μπορεί να παράγει σταθερά εξαιρετικά λεπτά προϊόντα με D50 5 microns, ανταποκρινόμενη στις απαιτήσεις των υλικών ηλεκτρονικής συσκευασίας υψηλής ποιότητας. Στο μέλλον, με την ωριμότητα των νέων τεχνολογιών όπως ο καθαρισμός πλάσματος, το όριο καθαρότητας της μικροσκόνης πυριτίου αναμένεται να ξεπεράσει τα τέσσερα δεκαδικά 9 s.
