多晶硅的生产工艺及研究 精品
多晶硅生产工艺流程
多晶硅生产工艺流程
《多晶硅生产工艺流程》
多晶硅是一种常见的半导体材料，广泛应用于光伏发电、集成电路和光电器件等领域。
多晶硅的生产工艺流程主要包括石英矿石提炼、气相法制备、液相法制备和晶体生长等几个主要步骤。
首先，石英矿石提炼是多晶硅生产工艺的第一步。
石英矿石是多晶硅的原料，通过石英矿石提炼可以得到高纯度的二氧化硅。
高纯度的二氧化硅是制备多晶硅的重要原料，其纯度和质量对多晶硅的品质有着重要影响。
接下来是气相法制备。
气相法制备多晶硅是目前最常用的生产工艺之一。
该工艺利用氯化硅和氢气作为原料，在高温炉中反应生成三氯化硅，再通过还原反应得到多晶硅。
在这一过程中，要控制好温度、压力和气相成分等参数，以确保多晶硅的纯度和晶体结构的良好性能。
除了气相法制备外，液相法制备也是一种常见的多晶硅生产工艺。
液相法制备多晶硅是利用高纯度的硅溶液，在特定条件下结晶成多晶硅体。
这种工艺比气相法更容易控制晶体形貌和性能，但也需要严格控制各种条件参数，以确保多晶硅的品质。
最后一步是晶体生长。
多晶硅晶体生长是制备高纯度、大尺寸多晶硅的关键步骤。
通过合理设计工艺和设备，控制晶体生长速率和结晶方向，可以获得高质量的多晶硅晶体。
总的来说，多晶硅的生产工艺流程包括石英矿石提炼、气相法制备、液相法制备和晶体生长等几个主要步骤。
通过合理控制工艺参数和采用高质量的原料，可以获得高纯度、优质的多晶硅产品，满足不同领域的应用需求。
多晶硅生产工艺
多晶硅生产工艺多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子、光伏等领域。
多晶硅的生产过程主要包括硅矿原料的提取和净化、硅的还原和晶体生长、硅棒的切割和制片等环节。
首先，硅矿原料的提取和净化是多晶硅生产的第一步。
多晶硅的主要原料是石英矿石，常见的有石英、石英砂等。
首先，将硅矿矿石进行破碎，得到较小的石英颗粒。
然后，通过重力分选、磁选等方法去除其中的杂质，提高石英的纯度。
此外，还可以通过化学法进行浸出、溶解等处理，进一步提纯石英。
接下来，是硅的还原和晶体生长过程。
净化后的石英颗粒与碳粉（还原剂）一起放入电炉，通过高温还原反应得到多晶硅。
在高温下，碳粉与石英颗粒反应生成一氧化碳和二氧化硅，其中一氧化碳还原过程中生成的硅蒸气会在冷却的条件下凝结成硅颗粒。
这些硅颗粒会逐渐堆积成多晶硅块，即锭。
在晶体生长过程中，会使用锭来制备硅棒。
首先，锭经过淬火处理，使硅颗粒的结构更加致密。
然后，将锭放入石英坩埚中，在高温下进行熔化。
通过控制温度梯度和坩埚的旋转速度，使熔融的硅颗粒在坩埚内缓慢生长。
这个过程通常称为Czochralski法生长。
最后，是硅棒的切割和制片。
通过机械切割或者电火花切割等方法，将硅棒切割成合适的长度。
然后，将切割后的硅棒进行表面处理，去除表面的氧化层。
最后，将硅棒切割成合适厚度的硅片，用于电子器件的制造。
总的来说，多晶硅生产工艺主要包括硅矿原料的提取和净化、硅的还原和晶体生长、硅棒的切割和制片等几个阶段。
该工艺需要高温条件并且对控制温度、压力、纯度等都有一定的要求。
多晶硅的生产工艺在不断改进中，以提高产能和降低成本，为多晶硅的广泛应用提供更好的支持。
多晶硅的生产工艺及研究
多晶硅的生产工艺及研究多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛用于太阳能电池、集成电路、纳米材料等领域。
其生产工艺包括多晶硅的制备和提纯两个主要环节。
本文就多晶硅的生产工艺和研究进展进行介绍。
多晶硅的制备工艺通常采用“气相法”和“熔体法”两种主要方法。
其中，气相法包括氯化硅还原法和化学气相沉积法（CVD法），熔体法主要包括熔化再冷却法和微扩散法。
氯化硅还原法是多晶硅制备的传统工艺，其步骤包括将氯化硅与还原剂（如氢气或硅烷）在高温下反应生成多晶硅，然后通过淬灭和粉碎处理获得多晶硅块。
这种方法工艺简单，但存在环境污染和资源浪费的问题。
化学气相沉积法（CVD法）是一种高温下生成多晶硅的工艺，在低压和高温的条件下，将硅单质在载气（如氮气）中变成硅烷化合物，再在基片表面上沉积生长为多晶硅。
该方法可以控制多晶硅的晶粒大小和结构，但设备复杂，生产成本较高。
熔体法是将硅原料（如硅石、硝酸硅等）熔化后再冷却成固体多晶硅。
熔化再冷却法是通过将硅原料加热至高温熔化为熔体，然后缓慢冷却使之结晶成多晶硅块。
该方法操作简单，但存在杂质的问题。
微扩散法是在前一种方法的基础上，添加控制条件，如固相渗入、外部氧化剂等，来控制多晶硅的结构和纯净度，从而提高材料的质量。
多晶硅的提纯工艺包括区熔法和等离子体炼炉法两种主要方法。
区熔法是将多晶硅块在高温梯度下往返扫过，使杂质分布在梯度区域中，从而提高材料的纯度。
等离子体炼炉法则是利用高温等离子体炉将多晶硅块加热至高温，利用等离子体液体交互作用力使杂质从多晶硅中析出，从而提高材料的纯度。
多晶硅的研究主要集中在杂质控制、晶粒控制和能效提高等方面。
杂质控制是多晶硅研究的重点之一，因为杂质对多晶硅电子性能的影响十分显著。
目前的研究主要集中在减少杂质含量、改善杂质分布和控制杂质降解等方面。
晶粒控制是另一个重要的研究方向，因为晶粒尺寸对多晶硅的导电性能和光学性能有着重要的影响。
研究目标主要是通过改变制备工艺和添加控制条件来控制晶粒尺寸。
多晶硅片生产工艺流程
多晶硅片生产工艺流程引言多晶硅片是太阳能电池等光电子器件的重要材料之一，其制备工艺具有关键性的影响。
本文将介绍多晶硅片的生产工艺流程，包括原料准备、硅熔炼、晶体生长、切割和清洗等环节。
一、原料准备多晶硅片的原料主要是硅石，经过粉碎、磁选等工艺，得到符合要求的硅石粉末。
硅石粉末中的杂质含量需要经过化学分析确定，以保证最终硅片的质量。
在原料准备阶段，还需要准备其他辅助材料，如硅片生长所需的石墨坩埚、保护板等。
二、硅熔炼硅熔炼是多晶硅片生产中的关键工艺环节。
首先，将准备好的硅石粉末放入炉中，加入适量的还原剂和助熔剂。
然后，将炉温逐渐升高到适宜的熔点。
在熔融过程中，还需要对炉膛中的气氛进行控制，以防止氧化和杂质的混入。
熔融后的硅液通过特定的铸锭装置冷却凝固，形成硅锭。
三、晶体生长晶体生长是将硅锭中的硅液形成单晶体的过程。
首先，将硅锭放入晶体生长炉中，在适宜的温度下进行升温。
随着温度升高，硅液从硅锭顶部逐渐下降，形成固态的硅单晶体。
在晶体生长过程中，需要控制炉温、拉速等参数，以获得理想的晶体结构和形状。
四、切割切割是将生长好的硅单晶体切成薄片的过程。
首先，在硅单晶体的表面进行纹理化处理，以提高光的吸收效率。
然后，将硅单晶体切割成薄片，通常采用金刚石线锯或者刀片进行切割。
切割后的硅片需要经过多次精密的平整和清洗工艺，以保证其表面的光洁度和纯净度。
五、清洗多晶硅片在生产过程中容易受到各种污染，因此清洗是不可或缺的环节。
首先，将切割好的硅片浸泡在溶剂中去除表面的油污和杂质。
接着，采用酸洗和碱洗的方法，去除硅片表面的氧化物和有机物。
最后，通过纯水冲洗，彻底去除残留的杂质和化学物质。
清洗后的硅片需要进行干燥处理，以保证表面的干净和光洁。
六、总结多晶硅片的生产工艺流程包括原料准备、硅熔炼、晶体生长、切割和清洗等环节。
每一个环节的控制都对最终的多晶硅片的质量和性能起着重要的影响。
通过不断优化和改进工艺流程，可以提高多晶硅片的生产效率和质量，推动光电子器件产业的发展。
多晶硅片生产工艺介绍
多晶硅片生产工艺介绍1.原料准备多晶硅片的制备主要以硅矿为原料。
硅矿是一种含有较高纯度的二氧化硅的矿石，通常采用开采和浙江两个方法。
开采是通过挖掘硅矿矿体，然后将其破碎成较小的块状。
济洪则是通过化学反应将二氧化硅从硅酸钠溶液中析出。
2.熔炼将多晶硅片的原料，即硅矿通过高温熔炼的方式得到多晶硅。
这个过程通过将硅矿与炭混合在一起，并加入熔剂（如氯化铝或氯化钠）进行反应，从而产生气相SiCl4、然后，将SiCl4通过沉淀反应与氢气反应得到纯的多晶硅。
3.铸造将熔融的多晶硅倒入铸模中，并冷却硬化形成多晶硅的块状。
通常使用的铸模是由石墨制成的，具有良好的热传导性和耐高温特性。
在铸造过程中，多晶硅的结晶体会固化并生成晶界，形成多晶硅。
4.切割经过铸造得到的多晶硅块需要进一步切割成薄片，即多晶硅片。
切割方法通常使用线切割或磨削切割两种。
线切割是通过将钢丝用电流加热，然后通过刀片的压力将多晶硅切割成薄片。
磨削切割则是使用砂轮将多晶硅块磨削成薄片。
5.切割后处理切割得到的多晶硅片通常会经过一系列的后处理工艺。
这些工艺包括腐蚀、取样、清洗等。
腐蚀是为了去除硅片表面的杂质和缺陷，以提高硅片的品质。
取样是为了检测硅片的纯度和晶格结构。
清洗是为了去除硅片表面的油污和杂质。
6.晶圆制备切割得到的多晶硅片通常会通过研磨和抛光等工艺来制备晶圆。
研磨是通过使用磨蚀液和砂纸将硅片的表面进行研磨，从而达到平坦度和光洁度的要求。
抛光则是通过使用化学溶液和机械装置将硅片表面进行抛光，以使其表面变得更加平整和光滑。
7.器件制备晶圆制备完成后，可以通过一系列工艺步骤来制备具体的硅器件。
这些工艺步骤包括光刻、沉积、蚀刻、离子注入、金属化等。
光刻是使用光刻胶和光影系统将图案投影到晶圆上，从而形成所需的结构。
沉积是将材料沉积在晶圆上，通常使用的方法有化学气相沉积、物理气相沉积和溅射法等。
蚀刻是通过将特定的化学溶液或气体与晶圆表面反应，来去除不需要的材料。
多晶硅的生产工艺及研究
多晶硅的生产工艺及研究1.引言多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于太阳能电池、集成电路和微电子设备中。
它具有较高的电导率和热导率，因此在能源转换和电子器件方面具有巨大的应用潜力。
本文将介绍多晶硅的生产工艺及相关研究。
2.多晶硅的制备方法多晶硅的制备方法通常包括以下几个步骤：2.1原料制备：将硅砂经过粉碎、筛分和洗涤等处理，得到纯度较高的硅粉。
2.2单晶硅的生长：将硅粉在高温环境下进行还原反应，得到单晶硅块。
2.3多晶硅的制备：将单晶硅块经过熔化、晶化和切割等处理，得到多晶硅块。
2.4多晶硅片的制备：将多晶硅块经过切割、抛光和清洗等处理，得到多晶硅片。
3.多晶硅的电化学沉积法电化学沉积法是一种制备多晶硅的重要方法。
它利用电解质中的离子进行电极反应，沉积出多晶硅薄膜或纳米颗粒。
该方法具有简单、可控性强和成本低等优点，广泛应用于太阳能电池和微电子器件中。
4.多晶硅的激光熔化法激光熔化法是一种利用激光高能量密度对硅材料进行局部熔化和凝固的方法。
该方法可以获得高纯度、低缺陷的多晶硅薄膜，并具有较高的结晶度和电学性能。
该方法广泛应用于太阳能电池的制备中。
5.多晶硅的晶体生长技术多晶硅的晶体生长技术是一种通过控制晶界生长来提高多晶硅的结晶质量和电学性能的方法。
该技术包括定向凝固法、温度梯度法和溶液热法等。
这些方法通过调节温度梯度和晶体生长速度等参数，可以获得较大晶界能量和较高的晶界能垂直度，从而提高多晶硅的结晶质量和电学性能。
6.多晶硅的表面处理技术多晶硅的表面处理技术是一种通过改变表面形貌和化学性质来改善多晶硅的光吸收性能和光电转换效率的方法。
常用的表面处理技术包括湿法刻蚀、化学气相沉积和表面涂覆等。
这些技术可以形成纳米结构、提高表面反射率和降低表面缺陷密度，从而提高多晶硅的光吸收性能和光电转换效率。
7.多晶硅的尺寸效应研究多晶硅的尺寸效应研究是一种通过调控多晶硅的尺寸和形貌来改善其电学性能和光电转换效率的方法。
多晶硅生产工艺流程
多晶硅生产工艺流程多晶硅最主要的工艺包括：三氯氢硅合成、四氯化硅的热氢化（有的采用氯氢化），精馏，还原，尾气回收。
还有一些小的主项，如制氢、氯化氢合成、废气废液的处理、硅棒的整理等等。
主要反应包括：Si+HCl---SiHCl3+H2（三氯氢硅合成）;SiCl4+H2---SiHCl3+HCl （热氢化）;SiHCl3+H2---SiCl4+HCl+Si（还原）工艺流程如下所述：（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。
把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。
其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑反应温度为300度，该反应是放热的。
同时形成气态混合物(Н2,НСl,SiНСl3,SiCl4,Si)。
（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解:过滤硅粉，冷凝SiНСl3,SiCl4，而气态Н2,НСl返回到反应中或排放到大气中。
然后分解冷凝物SiНСl3,SiCl4，净化三氯氢硅（多级精馏）。
（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。
其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。
多晶硅的反应容器为密封的，用电加热硅池硅棒（直径5-10毫米，长度1.5-2米，数量80根），在1050-1100度在棒上生长多晶硅，直径可达到150-200毫米。
这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应，并生成多晶硅。
剩余部分同Н2,НСl, SiНСl3 ,SiC14从反应容器中分离。
这些混合物进行低温分离，或再利用，或返回到整个反应中。
气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的，从某种程度上决定了多晶硅的成本和该工艺的竞争力。
上述工艺过程可简单表示为：多晶硅的生产工艺主要由高纯石英（经高温焦碳还原）→工业硅（酸洗）→硅粉（加HCl）→SiHC l3（经过粗馏精馏）→高纯SiHCl3（和H2反应CVD工艺）→高纯多晶硅。
多晶硅生产工艺流程(3篇)
第1篇一、引言多晶硅是光伏产业和半导体产业的重要原材料，广泛应用于太阳能电池、太阳能热利用、半导体器件等领域。
随着新能源产业的快速发展，对多晶硅的需求量日益增加。
本文将详细介绍多晶硅的生产工艺流程，旨在为相关企业和研究人员提供参考。
二、多晶硅生产工艺流程概述多晶硅的生产工艺流程主要包括以下几个阶段：原料处理、还原反应、熔融提纯、铸造、切割、清洗、包装等。
三、多晶硅生产工艺流程详解1. 原料处理多晶硅的生产原料主要是冶金级硅（Si），其含量在98%以上。
首先，将冶金级硅进行破碎、研磨等处理，使其达到一定的粒度要求。
2. 还原反应还原反应是多晶硅生产的关键环节，其主要目的是将冶金级硅中的杂质去除，得到高纯度的多晶硅。
还原反应分为以下几个步骤：（1）将处理后的冶金级硅加入还原炉中。
（2）在还原炉中通入还原剂，如碳、氢气等，与冶金级硅发生还原反应。
（3）在还原过程中，炉内温度保持在约1100℃左右，反应时间为几小时至几十小时。
（4）反应结束后，将还原炉内的物料进行冷却、破碎、研磨等处理。
3. 熔融提纯还原反应得到的粗多晶硅中仍含有一定的杂质，需要通过熔融提纯的方法进一步去除。
熔融提纯主要包括以下几个步骤：（1）将粗多晶硅加入熔融炉中。
（2）在熔融炉中通入提纯剂，如氢气、氯气等，与粗多晶硅发生反应，生成挥发性杂质。
（3）将挥发性杂质通过炉顶排气系统排出，实现提纯。
（4）提纯结束后，将熔融炉内的物料进行冷却、破碎、研磨等处理。
4. 铸造将提纯后的多晶硅熔体倒入铸造炉中，进行铸造。
铸造过程主要包括以下几个步骤：（1）将熔融的多晶硅倒入铸锭模具中。
（2）在铸锭模具中通入冷却水，使多晶硅迅速凝固。
（3）待多晶硅凝固后，将铸锭模具从熔融炉中取出，得到多晶硅铸锭。
5. 切割将多晶硅铸锭切割成所需尺寸的硅片。
切割过程主要包括以下几个步骤：（1）将多晶硅铸锭放置在切割机上。
（2）在切割机上安装切割刀片，将多晶硅铸锭切割成硅片。
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毕业论文（设计）2012 届题目多晶硅的生产工艺及研究专业学生姓名学号小组成员指导教师完成日期2012年4月8日毕业论文（设计）任务书班级 02、4、81、论文（设计）题目：多晶硅的生产工艺及研究2、论文（设计）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。
（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。
（3）主题明确，思路清晰。
（4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。
（5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。
（6）所有学生必须在月日之前交论文初稿。
3、论文（设计）日期：任务下达日期 2012年2月17日完成日期2012年4月8日4、指导教师签字：毕业论文（设计）成绩评定报告毕业论文答辩及综合成绩多晶硅的生产工艺及研究学号姓名摘要：多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法。
西门子法通过气相沉积的方式生产柱状多晶硅，为了提高原料利用率和环境友好，在前者的基础上采用了闭环式生产工艺即改良西门子法。
该工艺将工业硅加工成SiHCl3，再让SiHCl3在H2气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅。
还原炉排出的尾气H2、SiHCl3和HCl经过分离后再循环利用。
硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗的流化床中，是硅烷裂解并在晶种上沉积，从而得到颗粒状多晶硅。
改良西门子法和硅烷法主要生产电子级晶体硅，也可以生产太阳能级多晶硅。
此外，多晶硅的生产技术还有碳热还原法和区域熔炼法等。
碳热还原法是利用高纯碳还原二氧化硅制取多晶硅的。
区域熔炼法是利用金属定向凝固原理将金属级硅提纯到太阳能级硅的。
关键词：多晶硅，西门子法，硅烷法，冶金法，太阳能电池目录1 多晶硅简介 (1)1.1多晶硅的定义及性质 (1)1.2多晶硅的利用价值 (1)2 多晶硅的生产工艺 (2)2.1工艺原理 (2)2.2生产工艺方法 (2)2.2.1 西门子法 (2)2.2.2 硅烷法 (3)2.2.3 流化床法 (4)2.2.4 冶金法 (6)3 多晶硅尾气回收工艺研究与发展 (8)3.1回收方法 (8)3.1.1 湿法回收 (8)3.1.2 干法回收 (8)3.1.3 膜分离回收 (9)4 多晶硅质量影响因素的分析 (11)4.1原料对多晶硅质量的影响 (11)4.1.1 三氯氢硅对多晶硅质量的影响 (11)4.1.2 氢气对多晶硅质量的影响 (11)4.2反应温度的影响 (11)4.3混合气配比的影响 (12)4.4设备洁净条件的影响 (12)4.5其他 (12)5 多晶硅生产工艺的危险及有害因素 (13)5.1多晶硅生产过程中化学物质的危险特性 (13)5.2工艺过程危险、有害因素分析 (13)5.2.1 火灾、爆炸 (13)5.3中毒、窒息事故危险、有害因素 (16)5.4意外事故的发生及伤害 (17)5.4.1 触电伤害和机械伤害 (17)5.4.2灼烫和高处坠落 (17)5.5粉尘危害 (18)6 多晶硅太阳能电池 (19)6.1太阳能电池简介 (19)6.2太阳能电池原理 (19)6.3太阳能电池材料 (20)6.3.1 晶体硅类材料 (20)6.3.2 单晶硅材料 (21)6.3.3 多晶硅材料 (22)6.3.4 非晶硅材料 (23)6.4太阳能电池展望 (24)7 多晶硅的发展 (26)7.1工业发展 (26)7.2产业发展预算 (26)7.3多晶硅的行业发展主要问题 (27)7.4国内多晶硅产业概况 (28)7.5国际多晶硅产业 (29)7.5.1 产业概况 (29)7.5.2 主要技术特征 (30)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1 多晶硅简介1.1 多晶硅的定义及性质多晶硅，是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。
灰色金属光泽，密度2.32g/cm3～2.34g/cm3熔点1410℃,沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。
1.2 多晶硅的利用价值利用价值：从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。
例如，在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。
在化学活性方面，两者的差异极小。
多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。
被称为“微电子大厦的基石”。
电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。
在太阳能利用上，单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。
虽然从目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，就必须提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本。
从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。
2 多晶硅的生产工艺2.1 工艺原理多晶硅生产过程中，核心部分为多晶硅还原生产，其基本原理为在还原炉内，用高纯三氯氢硅为原料，高纯氢气为还原剂，在1080～1100℃高温下硅被还原出来，有部分三氯氢硅直接被热分解为硅，二者一同沉积在发热体硅芯上。
同时，高温下还会发生部分副反应。
其主反应为：HCl Si H SiHCl Co 31100~108023+−−−−→−+ （2-1）副反应为： 249003234H SiCl Si SiHCl Co ++−−→−≥ （2-2）HCl Si H SiCl 4224+−→−+ （2-3） 41200322SiCl HCl Si SiHCl Co ++−−−→−≥ （2-4）HCl SiCl SiHCl +−−→−23高温 （2-5）HCl B BCl 6223+−→− （2-6）6H 223+−→−P PCl (2-7)生产的目的为控制各项条件向主反应方向发生，尽量减少或杜绝副反应的发生。
2.2 生产工艺方法2.2.1 西门子法西门子法是由德国Siemens 公司发明并于1954年申请了专利1965年左右实现了工业化。
经过几十年的应用和展，西门子法不断完善，先后出现了第一代、第二代和第三代，第三代多晶硅生产工艺即改良西门子法，它在第二代的基础上增加了还原尾气干法回收系统,SiCl 4回收氢化工艺，实现了完全闭环生产，是西门子法生产高纯多晶硅技术的最新技术，其具体工艺流程如图2-1所示。
硅在西门子法多晶硅生产流程内部的循环利用。
（1）工艺流程图2-1西门子法工艺流程图（2）工艺特点改良西门子法制备的多晶硅纯度高，安全性好，沉积速率为8～10txm/min，一次通过的转换效率为5%～20%，相比硅烷法、流化床法，其沉积速率与转换效率是最高的。
沉积温度为1000℃，仅次于SiCl4（1200℃），所以电耗也较高，为120kw·h/kg (还原电耗)。
改良西门子法生产多晶硅属于高能耗的产业，其中电力成本约占总成本的70%左右。
SiHCl3还原时一般不生产硅粉，有利于连续操作。
该法制备的多晶硅还具有价格比较低、可同时满足直拉和区熔要求的优点。
因此是目前生产多晶硅最为成熟、投资风险最小、最容易扩建的工艺，国内外现有的多晶硅厂大多采用此法生产SOG硅与EG硅，所生产的多晶硅占当今世界总产量的70%～80%。
2.2.2硅烷法硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗粒的流化床中，是硅烷裂解并在晶种上沉积，从而得到颗粒状多晶硅。
（1）工艺流程图2-2硅烷法工艺流程图硅化镁法是用Mg2Si与NH4Cl在液氨中反应生成硅烷。
该法由于原料消耗量大，成本高，危险性大，而没有推广，目前只有日本Komatsu使用此法。
现代硅烷的制备采用歧化法，即以冶金级硅与SiCl 4为原料合成硅烷，首先用SiCl 4、Si 和H 2反应生成SiHCl 3，然后SiHCl 3歧化反应生成SiH 2Cl 2，最后由SiH 2Cl 2进行催化歧化反应生成SiH 4，即：324423SiHCl H Si SiCl =++ （2-8）42232SiCl Cl SiH SiHCl += （2-9）342223SiHCl SiH Cl SiH += （2-10）由于上述每一步的转换效率都比较低，所以物料需要多次循环，整个过程要反复加热和冷却，使得能耗比较高。
制得的硅烷经精馏提纯后，通人类似西门子法固定床反应器，在800℃和下进行热分解，反应如下：242H Si SiH += （2-11）硅烷气体为有毒易燃性气体，沸点低，反应设备要密闭，并应有防火、防冻、防爆等安全措施。
硅烷又以它特有的自燃、爆炸性而著称。
硅烷有非常宽的自发着火范围和极强的燃烧能量，决定了它是一种高危险性的气体。
硅烷应用和推广在很大程度上因其高危特性而受到限制在涉及硅烷的工程或实验中，不当的设计、操作或管理均会造成严重的事故甚至灾害。
然而，实践表明，过分的畏惧和不当的防范并不能提供应用硅烷的安全保障。
因此，如何安全而有效地利用硅烷，一直是生产线和实验室应该高度关注的问题。
（2）工艺特点硅烷热分解法与西门子法相比，其优点主要在于：硅烷较易提纯，含硅量较高(87.5%，分解速度快，分解率高达99%)，分解温度较低，生成的多晶硅的能耗仅为40kw·h/kg ，且产品纯度高。
但是缺点也突出：硅烷不但制造成本较高，而且易燃、易爆、安全性生差，国外曾发生过硅烷工厂强烈爆炸的事故。
因此，工业生产中，硅烷热分解法的应用不及西门子法。
改良西门子法目前虽拥有最大的市场份额，但因其技术的固有缺点—产率低，能耗高，成本高，资金投入大，资金回收慢等，经营风险也最大。
只有通过引人等离子体增强、流化床等先进技术，加强技术创新，才有可能提高市场竞争能力。
硅烷法的优势有利于为芯片产业服务，目前其生产安全性已逐步得到改进，其生产规模可能会迅速扩大，甚至取代改良西门子法。
虽然改良西门子法应用广泛，但是硅烷法很有发展前途。