多晶硅生产工艺
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。
多晶硅生产工艺流程
多晶硅生产工艺流程1.原料准备：多晶硅的主要原料是二氧化硅（SiO2）。
二氧化硅可以通过石英砂的氧化或由硅酸盐矿石提取得到。
在这一阶段，原料经过破碎和乳磨处理，使其达到所需的颗粒度和纯度要求。
2.冶炼：原料经过冶炼处理，通常采用电弧炉。
将原料装入电弧炉中，电极产生电弧，在高温下使原料中的二氧化硅还原为Si元素。
此时，通过调节电弧能量和保护气氛，可以控制冶炼过程中硅的还原率和杂质含量。
3. 晶体生长：冶炼得到的熔体在结晶炉中逐渐冷却形成固态晶体。
晶体生长通常分为凝固和维持两个阶段。
在凝固阶段，通过从熔体中引出硅棒（seed rod）开始结晶。
维持阶段是为了确保晶体的一致性和品质，稳定恒温和恒噪声的条件。
4.修整和截切：生长得到的多晶硅棒经过修整和截切。
修整是将棒顶部和侧面修整成规定的形状和尺寸。
截切是将棒切割成整块多晶硅圆片，供下一步加工使用。
5.加工：截切得到的多晶硅圆片经过机械加工和化学加工，准备成为太阳能电池片的衬底材料。
机械加工包括剪切、研磨和抛光，以去除表面缺陷和提高光学性能。
化学加工则是通过腐蚀和蚀刻来改善表面质量和减少电阻。
6.染色：在加工完成后，多晶硅圆片表面通常会进行染色。
染色是为了增加表面的光吸收能力，提高太阳能电池的光电转换效率。
常见的染色方法有浸渍染色和蘸涂染色。
7.电池芯片制造：染色后的多晶硅圆片经过腐蚀和清洗，然后通过光刻、扩散、沟槽加工等步骤，制备成太阳能电池芯片。
光刻是指用光刻胶进行图案制作，并以光为媒介进行刻蚀或扩散。
扩散是为了向硅片中掺入杂质，形成p型和n型硅层，形成p-n结，并在结界面形成能提高光电转换效率的电场。
8.封装和测试：电池芯片完成后，进行封装和测试。
封装是将电池芯片与电路连接、封装成太阳能电池模组。
测试是通过电流-电压曲线、光谱响应和效率测量等方法，对太阳能电池进行性能评估和质量控制。
以上是多晶硅生产的基本流程。
不同工厂和生产线可能会有一些细微的差别和特殊要求。
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
多晶硅生产工艺多晶硅是一种高纯度的硅材料，广泛应用于电子、光电和太阳能等领域。
多晶硅的制备工艺主要包括净化硅材料、化学气相沉积和熔融法等。
本文将从多晶硅生产的三个关键步骤入手，详细介绍多晶硅的生产工艺。
一、净化硅材料多晶硅的生产基础是高纯度硅材料，一般采用电石法或硅锭法生产。
在电石法中，石油焦、白炭黑等原料经高温炉处理生成硅单质，再通过进一步的加热处理和气相冷却得到高纯度的硅粉末。
硅锭法是利用单晶硅作为原料，通过高温熔化并在特殊条件下生长出大型晶体锭。
这两种方法都需要对产生的硅材料进行净化处理，以获得较高的纯度。
在净化过程中，首先需要通过化学方法除去硅杂质，例如氧化物、碳和氮等。
一般采用氢氧化钠或氢氧化铝作为碱性还原剂，使硅材料与还原剂反应生成挥发性化合物的气体，通过气体与净化剂的反应使杂质得到去除。
其次，通过热处理和气相冷却等方法去除非金属杂质，例如碳、氧、氮、铁、铝等。
最后，通过电石法或硅锭法制备出较高纯度的硅粉或硅锭，成为制备多晶硅的基础原料。
二、化学气相沉积法化学气相沉积法是多晶硅生产的主要方法之一。
其基本原理是利用硅化合物热分解生成硅单质并在沉积基底上生长晶体。
一般采用氯硅烷、氯化硅、三氯硅烷等硅化合物作为原料气体，通过加热至高温（1000-1400℃）使硅化合物分解，生成氯离子和硅单质原子。
硅单质原子进一步在沉积基底上生长成为多晶硅晶体。
在化学气相沉积法中，氯化氢和二氧化硅等气体通入反应器内，使反应器内维持一定的反应压力（约5-10kPa），并保证反应器内气氛处于还原条件下。
在材料沉积过程中，需要控制反应器的温度、反应气压和气体流量等参数，以使沉积层的粗细、取向和晶界质量达到理想状态。
三、熔融法熔融法是多晶硅生产的另一种常用方法。
其主要流程是将高纯度硅材料加热至熔化状态，然后在特定条件下进行成型和冷却。
其中的关键步骤包括炼铝电池法、湖式法和化学熔融法等。
炼铝电池法是将硅粉末加入熔融的铝中，在高温高压下反应生成硅铝合金，然后通过冷却、破碎等过程，得到晶粒尺寸较小的多晶硅。
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。
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。
它具有良好的导电性和光学性能，成为了现代科技领域的重要材料之一。
多晶硅的生产工艺是多段复杂的过程，下面将对其生产工艺进行详细介绍。
多晶硅的生产工艺可以分为熔炼、提纯和生长三个主要步骤。
首先是熔炼阶段，也被称为硅材料制备阶段。
在该阶段，将高纯度的硅原料与一定比例的草酸和氯化氢溶解在相应的溶剂中，经过混合、搅拌和过滤等工艺处理后，得到硅原料混合液。
然后将混合液加热至高温，使其熔融成为硅液。
硅液通过特殊的冷却方式，形成固态硅块，即硅锭。
接下来是提纯阶段。
硅锭虽然已经形成，但其中仍然包含着杂质元素，必须进行进一步的提纯。
提纯是为了降低杂质含量，提高硅材料的纯度。
提纯工艺主要包括气相法、液相法和固相法等。
其中，气相法是最常用的提纯方法。
在气相法中，通过将硅锭放入反应炉中，利用氢气将硅锭表面的氧化硅还原为气态氧化硅，然后再通过冷凝和净化等工艺，将气态氧化硅转化为高纯度的气态硅。
这样就可以获得高纯度的硅材料。
最后是生长阶段。
生长是将高纯度的硅材料制备成多晶硅晶体的过程。
生长工艺主要有Czochralski法和漂移法两种方法。
Czochralski法是较为常用的生长方法。
在Czochralski法中，通过将高纯度的硅材料放入石英坩埚中，加热后形成熔融的硅液。
然后将从石英坩埚中拉出的单晶硅丝与旋转的种子晶体接触，通过旋转与拉扯的方式，将硅液逐渐凝固成为多晶硅晶体。
漂移法则是通过控制熔融硅液中的温度梯度和控制气氛中的杂质浓度来实现多晶硅的生长。
综上所述，多晶硅的生产工艺是一个复杂而严谨的过程。
通过熔炼、提纯和生长三个主要步骤，将原材料转化为高纯度的多晶硅晶体。
这些高纯度的多晶硅晶体能够广泛应用于电子、光伏等领域，推动了现代科技的发展。
多晶硅的生产工艺在不断改进和创新，为提高多晶硅质量和产量起到了重要作用。
多晶硅制作工艺流程
多晶硅制作工艺流程
多晶硅的制备工艺主要包括多晶硅原料的制备、氯化还原法和硅热法
制备多晶硅两种主要工艺流程。
多晶硅制备工艺的第一步是原料的制备。
常用的多晶硅原料有硅矿石、金属硅等。
硅矿石是一种含有高纯度二氧化硅的矿石，通过富集和提纯可
以制备出多晶硅。
金属硅是通过化学还原法将二氧化硅直接还原得到的。
第二步是氯化还原法制备多晶硅。
这种方法利用三氯化硅（SiCl3）
作为中间产物，由氢气还原得到多晶硅。
具体流程如下：
（1）将原料硅矿石破碎、研磨成一定粒度的颗粒；
（2）将硅矿石与氢气在矿炉内进行反应生成氯化硅；
（3）将氯化硅与氢气在还原炉内进行反应，得到多晶硅和氯化氢。
氯化还原法制备多晶硅的优点是工艺相对简单，生产周期短，但由于
使用氯化氢等有毒气体，对环境污染较严重。
第三步是硅热法制备多晶硅。
这种方法用纯度较高的二氧化硅与金属
硅在高温下进行反应，得到多晶硅。
具体流程如下：
（1）将二氧化硅和金属硅混合均匀；
（2）将混合物放入反应炉内，在高温下进行反应；
（3）将反应后的产物进行冷却处理，得到多晶硅。
硅热法制备多晶硅的优点是生产过程中无需使用有毒气体，对环境污
染相对较少。
但工艺相对复杂，生产周期较长。
以上是多晶硅制备的两种主要工艺流程。
在实际生产中，根据企业的需求，可以选择其中一种或两种工艺进行制备。
此外，为了提高多晶硅的纯度和晶体结构，还可以通过后续的熔融、浮选、凝固等工艺步骤进行进一步的提纯和改善晶体质量。
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目前世界上主要的几种多晶硅生产工艺
目前生产多晶硅的方法主要有改良西门子法— —闭环式三氯氢硅氢还原法，硅烷法——硅烷热 分解法，流化床法，冶金法，气液沉积法。
• 改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法 • 改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购
氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合 成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯， 提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生 产高纯多晶硅。国内外现有的多晶硅厂绝大部分 采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
系统吹扫、置换方案的培训
内容提纲
多晶产业现状 硅及其硅的氯化物的简介
目前世界上几种主要的多晶硅生产工艺简介
改良西门子法介绍 改良西门子法的工艺流程 改良西门子法中的核心技术
多晶硅下游产品简介
太阳能电池市场现状
•
多晶产业现状
煤炭和石油是两大不可再生能源。上个世纪发生 的两次石油危机，一方面是对世界经济的极大冲击， 但同时也是一次机遇，再加上保护环境，开发绿色能 源、替代能源，已被人们预测为改变我们未来 10 年生 活的十大新科技之一。在未来 10 年内，风力、阳光、 地热等替代能源可望供应全世界所需能源的30%。 由于太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全 性、资源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护 性等其它常规能源所不具备的优点，所以光伏能源被 认为是二十一世纪最重要的新能源。
目前世界上主要的几种多晶硅生产工艺 • 除了上述改良西门子法、硅烷热分 解法、流化床反应炉法三种方法生产电 子级与太阳能级多晶硅以外，还涌现出 几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技 术：
目前世界上主要的几种多晶硅生产工艺
• 1）冶金法生产太阳能级多晶硅
• 主要工艺是：选择纯度较好的工业硅（即冶 金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭 中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉 碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再 进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二 次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分， 经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和 碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。
多晶硅简介
• 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。 • 由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯 化，再经冷凝、精馏、还原而得。 • 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”。
改良西门子法的工艺流程
• 改良西门子法在多晶硅生产当中是 一种非常成熟的方法，国内大部分厂家 都在采用此种方法生产多晶硅。改良西 门子法大体可分为6个工序：即合成、提 纯、还原、尾气回收、氢化和后处理。
改良西门子法的工艺流程
• 合成工序是在流化床反应器中用纯度约 99%的金属硅(工业硅)与HCI反应生成 SiHC13(三氯氢硅)。 • 提纯工序采用多级分馏塔对三氯氢硅进行精 制，除去SiC14及硼、磷等有害杂质。 • 还原工序是在化学蒸发沉积反应器 (还原炉) 内加氢还原三氯氢硅，先在还原炉中预先放置 初始硅芯，利用特别的启动装置来对初棒进行 预热，然后对初棒直接通电加热，三氯氢硅还 原后在初棒上沉积出多晶硅棒。
•
硅及其硅的氯化物的简介
一、硅的简介
硅，1823年发现，为世界上第二最丰富的元素—— 占地壳四分之一，砂石中含有大量的SiO2，也是玻璃和 水泥的主要原料，纯硅则用在电子元件上，譬如启动人 造卫星一切仪器的太阳能电池，便用得上它。
硅，由于它的一些良好性能和丰富的资源，自一九 五三年作为整流二极管元件问世以来，随着硅纯度的不 断提高，目前已发展成为电子工业及太阳能产业中应用 最广泛的材料。
目前世界上主要的几种多晶硅生产工艺 • 硅烷法——硅烷热分解法 • 硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅
合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢 化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提 纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶 硅。以前只有日本小松掌握此技术，由于 发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大 生产。美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气 热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。
多晶硅的最终用途主要是用于生产集成电路、分 立器件和太阳能电池片的原料。
硅及其硅的氯化物的简介
1.硅的物理性质
硅有晶态和无定形两种同素异形体，晶态硅又分为单晶 硅和多晶硅，它们均具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金 属光泽，能导电，但导电率不及金属，具有半导体性质，晶 态硅的熔点1416±4℃，沸点3145℃，密度2.33 g/cm3，莫 氏硬度为7。 • 单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时，硅 原子以金刚石晶格排列为单一晶核，晶面取向相同的晶粒， 则形成单晶硅，如果当这些晶核长成晶面取向不同的晶粒， 则形成多晶硅，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质 方面。 • 一般的半导体器件要求硅的纯度六个 9以上，大规模集 成电路的要求更高，硅的纯度必须达到九个9。
目前世界上主要的几种多晶硅生产工艺 • 2）气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅
• 主要工艺是：将反应器中的石墨管的温度升高 到1500℃，流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部 注入，在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体 状硅，然后滴入底部，温度回升变成固体粒状的 太阳能级多晶硅。
改良西门子法介绍
• 在1955年西门子公司成功开发了利用 氢气还原三氯硅烷（SiHCl3）在硅芯发 热体上沉积硅的工艺技术，并于1957年 开始了工业规模的生产，这就是通常所 说的西门子法。
目前世界上主要的几种多晶硅生产工艺
• 流化床法
•
以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在 流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅， 将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢 硅，继而生成硅烷气。制得的硅烷气通入加有小 颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应， 生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参 与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成 本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一 的缺点是安全性差，危险性大。其次是产品纯度 不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。
多晶硅简介
• 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。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。
硅及其硅的氯化物的简介
SiHCl3 SiHCl3 还原制备超纯硅的方法，在生产中被广泛 的应用和迅速发展。因为它容易制得，解决了原料问 题，容易还原呈单质硅，沉积速度快，解决了产量问 题，它的沸点低，化学结构的弱极性，使得容易提纯， 产品质量高，利用它对金属的稳定性，在生产中常用 不锈钢作为材质。但有较大的爆炸危险，因此在操作 过程中应保持设备的干燥和管道的密封性，如果发现 微量漏气，而不知道在什么地方时，可用浸有氨水的 棉球接近待查处，若有浓厚白色烟雾就可以断定漏气 的地方。 原理如下: 2HCl + 2NH4OH → 2NH4Cl + H2O
硅及其硅的氯化物的简介
2.化学性质 a.易水解、潮解，在空气中强烈发烟 易水解、潮解： SiCl4 + (n+2)H2O → SiO2· nH2O + 4HCl SiHCl3 + nH2O → SiO2· nH2O + 3HCl b.易挥发、易汽化、易制备、易还原。 c. SiHCl3易着火，发火点 28℃ ，燃烧时产生 HCl和 Cl2 ， 着火点为220℃。 d.对金属极为稳定，甚至对金属钠也不起反应。 e.其蒸汽具有弱毒性，与无水醋酸及二氮乙烯的毒性程度 极为相同。
多晶硅简介
• 多晶硅 polycrystalline silicon • 性质：灰色金属光泽。 密度：2.32～2.34g/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。
改良西门子法介绍
• 在西门子法工艺的基础上，通过增加 还原尾气干法回收系统、SiCl4氢化工艺， 实现了闭路循环，于是形成了改良西门 子法。 • 具体生产工艺流程见下图
改良西门子法介绍
改良西门子法介绍
• 改良西门子法的生产流程是利用氯气和氢气合成 HCl（或外购HCl），HCl和冶金硅粉在一定温度下合 成SiHCl3，分离精馏提纯后的SiHCl3进入氢还原炉被 氢气还原，通过化学气相沉积反应生产高纯多晶硅。 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%。
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硅及其硅的氯化物的简介
2.硅的化学性质
硅在常温下不活泼，其主要的化学性质如下： 与非金属作用 常温下Si只能与F2反应，在F2中瞬间燃烧，生成SiF4。 Si + 2F2 = SiF4 加热时，能与其它卤素反应生成卤化硅，与氧气生成SiO2。 Si + 2X2 = SiX4 （X=Cl，Br，I） Si + O2 = SiO2 在高温下，硅与碳、氮、硫等非金属单质化合，分别生成 碳化硅SiC，氮化硅Si3N4，和硫化硅SiS2等。