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《改良西門子法生產(chǎn)多晶硅工藝設計探討.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2009年6月貴州化工第34卷第3期GuizhouChemicalIndustry·7·改良西門子法生產(chǎn)多晶硅工藝設計探討扔、庸(貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽550002)摘要改良西門子法生產(chǎn)多晶硅是目前最為成熟、應用最廣泛、擴展速度最快的技術。介紹了生產(chǎn)多晶硅的多種生產(chǎn)方法，重點對改良西門子法生產(chǎn)多晶硅的工藝流程作了介紹，并闡述了工程設計中需注意的問題。關鍵詞多晶硅；改良西門子法；工藝設計中圖分類號TN304．12文獻標識碼A文章編號1008—9411(2009)03一o0o7一O5多晶硅是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的一個非常重要
2、的中2多晶硅生產(chǎn)方法概述間產(chǎn)品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎的原由于各多晶硅生產(chǎn)廠家所用的主輔原料并不相材料。隨著全球信息技術的不斷進步，對于半導體同，因此生產(chǎn)工藝技術不同，進而對應的多晶硅產(chǎn)品硅的需求量日益增加，全世界半導體市場以每年技術經(jīng)濟指標、產(chǎn)品質(zhì)量指標、用途、產(chǎn)品檢測方法、20％以上的速度遞增。在金融危機出現(xiàn)之前，國內(nèi)過程安全等方面也存在差異，各有自己的技術特點及國際市場的多晶硅需求量急劇增加，國內(nèi)多晶硅和技術秘密?？偟膩碚f，目前國際上多晶硅生產(chǎn)主更是嚴重短缺。據(jù)專家
3、預測，今后5～10年我國將要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床成為世界上電子信息產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國和主要市法。其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能最場，多晶硅的需求量將會變得更大，國家為此將多晶大，約占全世界總產(chǎn)能的80％。硅列入當前重點鼓勵發(fā)展產(chǎn)業(yè)。2．1改良西f-17法一閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法1955年，西門子公司成功開發(fā)了利用氫氣還原1多晶硅及其性質(zhì)三氯硅烷(SiHCI)在硅芯發(fā)熱體上沉積硅的工藝技多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在術，并于1957年開始了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)，這就是通過冷條件下凝固時，硅原子以金剛
4、石晶格形態(tài)排列常所說的西門子法。在西門子法工藝的基礎上，通成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，過增加還原尾氣干法回收系統(tǒng)、SiC1氫化工藝，實則這些晶粒結(jié)合起來，便結(jié)晶形成多晶硅。多晶硅現(xiàn)了閉路循環(huán)，于是形成了改良西門子法——閉環(huán)可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主式SiHC1氫還原法。要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面，例如，在力學性質(zhì)、光學性改良西門子法是用氯氣和氫氣合成氯化氫(或質(zhì)和熱學性質(zhì)的各向異性方面，遠不如單晶硅明顯；外購氯化氫)，氯化氫和工業(yè)硅粉(粗硅)在高溫下在電學性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導電性也遠不如單合成
5、三氯氫硅，然后x~-氯氫硅進行化學精制提純，晶硅顯著，甚至于幾乎沒有導電性。但在化學活性再經(jīng)多級精餾，使其純度達到9個9以上，其中金屬方面，兩者差異非常的小。雜質(zhì)總含量應降到0．1×10以下，提純精餾后的三多晶硅其性質(zhì)為：灰色金屬光澤，密度2．32～氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進行CVD(化學氣相沉淀法)2．34，熔點1410~C，沸點2355~，可溶于氫氟酸和硝反應生產(chǎn)高純多晶硅。國內(nèi)外現(xiàn)有的多晶硅廠絕大酸的混酸中，不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和部分采用此法生產(chǎn)太陽能級與電子級多晶硅。石英之間，室溫下質(zhì)脆，切割時易碎裂。加熱至2．
6、2硅烷法一硅烷熱分解法80o℃以上即有延性，1300~C時便出現(xiàn)明顯變形。在1956年，英國標準電訊實驗所成功研發(fā)出了硅常溫下不活潑，高溫下可與氧、氮、硫等反應。在高烷(Sil)熱分解制備多晶硅的方法，即通常所說的溫熔融狀態(tài)下，具有較大的化學活潑性，幾乎能與任硅烷法。硅烷法以氟硅酸、鈉、鋁、氫氣為主要原輔何材料作用。具有半導體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良材料，通過四氯化硅氫化法、硅合金分解法、氫化物半導體材料，但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導電性。還原法、硅的直接氫化法等方法制取，然后將制得的電子工業(yè)中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、
7、電硅烷氣提純后在熱分解爐生產(chǎn)純度較高的棒狀多晶冰箱、彩電、錄像機、電子計算機芯片以及紅外探測硅。以前只有日本小松掌握此技術，由于發(fā)生過嚴器等的基礎材料。重的爆炸事故后，沒有繼續(xù)擴大生產(chǎn)。但美國Asimi貴州化工2009年6月·8·GuizhouChemicalIndustry第34卷第3期和SGS公司仍采用硅烷氣熱分解生產(chǎn)純度較高的電氯氫硅，然后對三氯氫硅進行分離精餾提純，提純后子級多晶硅產(chǎn)品。的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進行CVD反應生產(chǎn)高純2．3流化床法多晶硅。其主要技術是：大直徑對棒節(jié)能型還原爐流化床法是美國聯(lián)合碳化合物公司早
8、年研發(fā)的技術，導熱油循環(huán)冷卻還原爐技術，還原爐尾氣封閉多晶硅制備工藝技術。該方法是以四氯化硅、氫氣、式干法回收技術以及副產(chǎn)品SiC1氫化生成SiHC1，氯化氫和工業(yè)硅為原料在流化床內(nèi)(沸騰床)高溫技術。改良西門子法相對于傳統(tǒng)西門子法的優(yōu)點主高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進一
