高温多晶硅技术
多晶硅
多晶硅产品分类:多晶硅按纯度分类可以分为冶金级（工业硅）、太阳能级、电子级。
1、冶金级硅（MG）：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。
一般含Si 为90 - 95％以上，高达99.8％以上。
2、太阳级硅（SG）：纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。
一般认为含Si在99.99 ％– 99.9999％（4～6个9）。
3、电子级硅（EG）：一般要求含Si > 99.9999 ％以上，超高纯达到99.9999999％～99.999999999％（9～11个9）。
多晶硅生产流程：1，西门子法，改良西门子法的生产流程是利用氯气和氢气合成H C l（或外购HCl），HCl和工业硅粉在一定的温度下合成SiHCl3，然后对SiHCl3进行分离精馏提纯，提纯后的SiHCl3在氢还原炉内进行化学气相沉积反应得到高纯多晶硅。
改良西门子法包括五个主要环节：即SiHCl3合成、SiHCl3精馏提纯、SiHCl3的氢还原、尾气的回收和SiCl4的氢化分离。
改良西门子法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太阳能级与电子级多晶硅。
改良西门子法生产多晶硅属高能耗的产业，其中电力成本约占总成本的70%左右。
2，硅烷热分解法，1956年，英国标准电讯实验所成功研发出了硅烷（SiH4 ）热分解制备多晶硅的方法，即通常所说的硅烷法。
1959年，日本的石冢研究所也同样成功地开发出了该方法。
后来，美国联合碳化物公司采用歧化法制备SiH4，并综合上述工艺且加以改进，便诞生了生产多晶硅的新硅烷法。
硅烷法与改良西门子法接近，只是中间产品不同，改良西门子法的中间产品是SiHCl3，而硅烷法的中间产品是SiH4。
SiH4是以SiCl4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来制取，然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉中生产纯度较高的棒状多晶硅。
日本小松公司曾采用过此技术，但由于发生过严重的爆炸事故，后来就没有继续推广了。
多晶硅的应用及生产技术
2018年06月多晶硅的应用及生产技术杨志成张春磊特古斯（内蒙古神舟硅业有限责任公司，内蒙古呼和浩特010010）摘要：硅元素位于化学元素周期表第14位，属于比非金属硬度大却又比非金属硬度小的半金属性质，是地球上组成和存在最多的元素之一。
硅在自然界的形态主要分为两种，硅酸盐和氧化硅。
近年来多晶硅的运用越来越广，对多晶硅技术的研究也越来越深，多晶硅市场越来越广阔。
关键词：多晶硅；多晶硅应用；多晶硅生产技术随着时代的进步发展，世界各国对硅的使用需求越来越大，并且硅的生产越来越向多晶硅发展，多晶硅的产量需求将逐渐增多。
首先，单晶硅的发展方向就是直径不断扩大，而多晶硅正是生产硅单晶最好的材料。
使用多晶硅拉制单晶硅可以提高产量，提升产率，降低成本。
同时，对于多晶硅的纯度要求越来越大，只有充分去除其中的各类杂质才能保证多晶硅内部的均匀纯度。
1多晶硅应用1.1电子信息元件多晶硅是生产单晶硅的原材料，是使用最广的电子信息元件之一，特别是在微电子领域，可以说是微电子领域的基石。
硅是一种优良的半导体，能够忍受高温高压而不变质变形。
相对其他的半导体材料，单晶硅的性质就显得更加优秀，使用寿命长、抗温抗压性能强、体积小巧等。
而且相对其他原材料，硅的技术工艺相对成熟，材料丰富易得，性价比高，是电子信息基础材料的首选，在电子工业集成电路中的使用极其普及。
1.2硅光伏电池除了在IT 行业大放异彩外，多晶硅在太阳能行业也可以说是独领风烧。
太阳能光伏电池板的核心原材料便是多晶硅或者是由多晶硅拉制成的单晶硅。
多晶硅材料经过一系列复杂的工艺技术被制成太阳能电池单体，然后按照特定模型排列组合成完整的太阳能电池板。
这样制出的太阳能电池板的成本相对较低，但是由光能转化为电能的效率和质量却更高。
目前世界光伏电池总量中98%以上是硅光伏电池，多晶硅是其最主要使用材料。
2多晶硅的生产技术多晶硅的生产主要是以不同的硅化物做为原料，利用相关的化学工艺将原料分解为多晶硅或者多晶硅材料。
多晶硅是什么材料
多晶硅是什么材料
多晶硅是一种重要的半导体材料，也是太阳能电池的主要原料之一。
它具有优
良的光电性能和导电性能，因此在光伏领域有着广泛的应用。
那么，多晶硅究竟是什么材料呢？
多晶硅，顾名思义，是由多个晶粒组成的硅材料。
晶粒是由原子或分子按一定
的规律排列而成的，因此多晶硅的结构比单晶硅更为复杂。
多晶硅通常是通过硅原料经过高温熔化后再结晶而成，因此在外观上呈现出颗粒状的结构。
多晶硅的主要成分是硅元素，硅元素是地壳中丰富的非金属元素之一，它在自
然界中广泛存在于石英、玻璃、水晶等物质中。
硅元素是一种化学性质非常稳定的元素，具有很高的抗腐蚀性和耐高温性，因此多晶硅具有较好的化学稳定性和耐热性。
多晶硅具有良好的光电性能，它对光的吸收和光电转换效率较高，因此被广泛
应用于光伏发电领域。
通过将多晶硅制成太阳能电池，可以将太阳光能直接转化为电能，实现清洁能源的利用。
此外，多晶硅还可以用于制造光电器件、光学器件等，具有广阔的市场前景。
除了在光伏领域，多晶硅还有着其他的应用。
在半导体行业，多晶硅被用于制
造集成电路、光电器件、太阳能光伏电池等，具有重要的地位。
在化工领域，多晶硅可以用于制备硅树脂、硅橡胶、硅油等化工产品，具有广泛的用途。
总的来说，多晶硅是一种重要的半导体材料，具有良好的光电性能和导电性能，被广泛应用于光伏发电、半导体制造、化工等领域。
随着清洁能源产业的发展和技术的进步，多晶硅的应用前景将会更加广阔，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
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。
多晶硅提纯技术
多晶硅提纯技术目录摘要 (1)1引言 (1)2 多晶硅的提纯技术 (2)2.1 改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法 .........................2.2 流化床法——硅烷法——硅烷热分解法............................2.3冶金法——物理法——等离子体法 ................................ 3多晶硅提纯后的副产物的综合利用. (6)3.1 四氯化硅的性质 (6)3.2 四氯化硅的综合利用 .......................................... 4技术比较及发展趋势...................................................4.1国外多晶硅生产技术发展的特点.......................................4.2国内多晶硅生产技术发展趋势 (12)5 结束语 (14)6致谢 (15)7参考文献 (16)多晶硅的提纯技术及副产物的利用摘要：高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。
随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，多晶硅价格也随之暴涨。
自2006年以来，受市场虚高价格与短期暴利诱惑，我国掀起了一波多晶硅项目的建设高潮，规模与投资堪称世界之最。
我国多晶硅产量2005年时仅有60吨，2006年也只有287吨，2007年为1156吨，但2008年狂飙到4000吨以上，2009年，中国多晶硅产量达1.5万吨。
2008年在金融危机影响下，多晶硅价格暴跌，从最高时的四五百美元/公斤，跌至最低至每公斤五六十美元。
2010年随着海外市场复苏，多晶硅进入新一轮投产热，乐电天威、鄂尔多斯子公司等多晶硅生产企业纷纷发布投产消息。
多晶硅的生产工艺流程
多晶硅的生产工艺流程多晶硅是一种非常重要的工业原料，广泛应用于太阳能电池、半导体制造以及光纤等领域。
本文将介绍多晶硅的生产工艺流程。
1. 原材料准备多晶硅的生产过程主要以硅矿石作为原材料。
硅矿石经过选矿、破碎、磨粉等处理，得到粗硅粉。
然后通过酸法或氧化法进行精炼，得到高纯度的硅。
2. 冶炼和净化在冶炼过程中，将高纯度的硅加入冶炼炉中，与还原剂（通常为木炭或焦炭）反应生成气体。
这种气体通过适当的温度和压力控制，使之凝结为多晶硅棒。
为了净化多晶硅，一般采用几个步骤：•液氯法：将多晶硅放入气体氯化炉中，在高温下与氯气反应生成气态氯化硅。
通过凝结和沉淀，将杂质去除。
•化学净化：将氯化硅与氢气或其他还原气体在适当的温度下反应，去除杂质元素。
•浸渍法：将多晶硅浸泡在酸性或碱性溶液中，通过化学反应去除杂质。
3. 制备硅棒将净化后的多晶硅通过熔融法或等离子体法进行制备硅棒。
•熔融法：将多晶硅放入坩埚中，加热到高温使其熔化。
然后通过拉拔或浇铸的方式，将熔融硅逐渐冷却成硅棒。
•等离子体法：将净化后的多晶硅放入等离子体室中，加热到高温使其熔化。
然后通过高频感应炉等设备，使熔融硅凝结成硅棒。
4. 切割硅棒经过制备后，需要进行切割成片。
通常采用钻孔法或线锯法进行切割。
•钻孔法：将硅棒放入特定设备中，通过旋转式的刀具进行切割。
•线锯法：将硅棒放入线锯设备中，通过高速旋转线锯进行切割。
5. 喷砂抛光切割后的硅片表面粗糙，需要进行喷砂和抛光。
喷砂可去除表面污染物，抛光可提高硅片的表面光洁度。
6. 完工经过喷砂抛光后，多晶硅片经过检验和封装后即可作为成品出售。
结论本文介绍了多晶硅的生产工艺流程。
多晶硅的生产包括原材料准备、冶炼和净化、制备硅棒、切割以及喷砂抛光等过程。
经过这些工艺步骤，高纯度的多晶硅可以被应用于太阳能电池、半导体制造等领域。
以上就是多晶硅的生产工艺流程的详细介绍。
参考资料：[1] Kumar, C. G., & Ramesh, D. (2006). Silicon: a review of its potential role in the prevention and treatment of postmenopausal osteoporosis. International journal of endocrinology, 2006.[2] Faber, K. T. (1997). Rates of homogeneous chemical reactions of silicon. Journal of the American Ceramic Society, 80(7), 1683-1700.。
多晶硅生产工艺和反应原理
多晶硅生产工艺和反响原理第一节多晶硅的根底知识多晶硅的根底知识重要的半导体材料，化学元素符号Si，电子工业上使用的硅应具有高纯度和优良的电学和机械等性能。
硅是产量最大、应用最广的半导体材料，它的产量和用量标志着一个国家的电子工业水平。
在研究和生产中，硅材料与硅器件相互促进。
在第二次世界大战中，开始用硅制作雷达的高频晶体检波器。
所用的硅纯度特别低又非单晶体。
1950年制出第一只硅晶体管，提高了人们制备优质硅单晶的喜好。
1952年用直拉法(CZ)培育硅单晶成功。
1953年又研究出无坩埚区域熔化法(FZ)，既可进行物理提纯又能拉制单晶。
1955年开始采纳锌复原四氯化硅法生产纯硅，但不能满足制造晶体管的要求。
1956年研究成功氢复原三氯氢硅法。
对硅中微量杂质又通过一段时刻的探究后，氢复原三氯氢硅法成为一种要紧的方法。
到1960年，用这种方法进行工业生产已具规模。
硅整流器与硅闸流管的咨询世促使硅材料的生产一跃而居半导体材料的首位。
60年代硅外延生长单晶技术和硅平面工艺的出现，不但使硅晶体管制造技术趋于成熟，而且促使集成电路迅速开展。
80年代初全世界多晶硅产量已达2500吨。
硅依旧有前途的太阳电池材料之一。
用多晶硅制造太阳电池的技术差不多成熟；无定形非晶硅膜的研究进展迅速；非晶硅太阳电池开始进进市场。
化学成分硅是元素半导体。
电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分不低于0.4ppb和0.1ppb。
拉制单晶时要掺进一定量的电活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。
重金属铜、金、铁等和非金属碳根基上极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。
硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。
碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。
硅中氧含量甚高。
氧的存在有益也有害。
直拉硅单晶氧含量在5～40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。
硅的性质硅具有优良的半导体电学性质。
禁带宽度适中，为1.21电子伏。
载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米2/伏•秒，空穴迁移率为480厘米2/伏•×105欧•厘米,掺杂后电阻率可操纵在104～10-4欧•厘米的宽广范围内，能满足制造各种器件的需要。
MOSFET使用多晶硅的原由及其常见技术
MOSFET使用多晶硅的原由及其常见技术一、MOSFET使用多晶硅的原由理论上MOSFET的栅极应当尽可能选择电性良好的导体，多晶硅在经过重掺杂之后的导电性可以用在MOSFET的栅极上，但是并非完善的选择。
MOSFET使用多晶硅的理由如下：1. MOSFET的临界电压（threshold voltage）主要由栅极与通道材料的功函数（work function）之间的差异来打算，而由于多晶硅本质上是半导体，所以可以藉由掺杂不同极性的杂质来转变其功函数。
更重要的是，由于多晶硅和底下作为通道的硅之间能隙（bandgap）相同，因此在降低PMOS或是NMOS的临界电压时可以藉由直接调整多晶硅的功函数来达成需求。
反过来说，金属材料的功函数并不像半导体那么易于转变，如此一来要降低MOSFET的临界电压就变得比较困难。
而且假如想要同时降低PMOS和NMOS的临界电压，将需要两种不同的金属分别做其栅极材料，对于制程又是一个很大的变量。
2.硅-二氧化硅接面经过多年的讨论，已经证明这两种材料之间的缺陷（defect）是相对而言比较少的。
反之，金属-绝缘体接面的缺陷多，简单在两者之间形成许多表面能阶，大为影响元件的特性。
3.多晶硅的融点比大多数的金属高，而在现代的半导体制程中习惯在高温下沉积栅极材料以增进元件效能。
金属的融点低，将会影响制程所能使用的温度上限。
二、MOSFET的常见技术汇总MOSFET是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。
它常见技术主要有：1.双栅极MOSFET双栅极（dual-gate）MOSFET通常用在射频（Radio Frequency,RF）集成电路中，这种MOSFET的两个栅极都可以掌握电流大小。
在射频电路的应用上，双栅极MOSFET的其次个栅极大多数用来做增益、混频器或是频率转换的掌握。
2.耗尽型MOSFET一般而言，耗尽型（depletion mode）MOSFET比前述的增加型（enhancement mode）MOSFET少见。
多晶硅温度系数
多晶硅温度系数
多晶硅是一种晶体结构不规则的硅材料，具有良好的光电性能，在光伏行业中被广泛应用于太阳能电池的制造。
温度系数是指某一物理性质随温度变化的程度。
对于多晶硅来说，温度系数主要包括电阻温度系数和功率温度系数。
1.电阻温度系数：多晶硅的电阻温度系数描述了它的电阻随温度的变化程度。
通常情况下，电阻温度系数为负值，即多晶硅的电阻随温度的升高而降低。
这是因为在高温下，多晶硅内部的杂质浓度和晶格缺陷会增加，导致电阻增加。
根据实验数据，多晶硅的电阻温度系数大约在0.06至0.08%/℃之间。
2.功率温度系数：多晶硅的功率温度系数描述了太阳能电池的输出功率随温度变化的程度。
通常情况下，功率温度系数为负值，即太阳能电池的输出功率随温度的升高而下降。
这是因为在高温下，多晶硅的光电转换效率会下降，光伏发电效果变差。
根据实验数据，多晶硅的功率温度系数大约在0.4至
0.5%/℃之间。
需要注意的是，多晶硅的温度系数可以根据不同的制备方法和材料掺杂情况而有所不同，以上数值仅为一般参考范围。
此外，温度系数对多晶硅太阳能电池的性能影响较大，因此在实际应用中，需要根据具体情况对温度系数进行考虑和调整，以提高太阳能电池的稳定性和效率。
多晶硅的生产工艺及设备
多晶硅的生产工艺及设备
多晶硅，又称为多晶硅材料，是一种半导体材料，主要用于制造太阳能电池、集成电路、液晶显示器等电子产品。
多晶硅的生产工艺及设备是制造多晶硅材料的重要过程，下面将介绍多晶硅的生产工艺及设备。
多晶硅的生产工艺主要包括三个步骤：硅粉制备、多晶硅生长和多晶硅切片。
硅粉制备是将高纯度硅块研磨成微米至毫米级的细粉末，并按照一定比例与电子级氢气混合。
多晶硅生长是将氢化硅气体在高温高压的条件下沉积在硅衬底上，形成多晶硅晶粒。
多晶硅切片是将多晶硅晶块进行机械或化学切割，制成薄片，用于制造太阳能电池、集成电路、液晶显示器等电子产品。
多晶硅的生产设备包括硅粉制备设备、多晶硅生长设备和多晶硅切片设备。
硅粉制备设备主要有球磨机、振动磨机、风力磨机等，用于将高纯度硅块研磨成硅粉。
多晶硅生长设备主要有气相沉积设备、区熔设备、退火设备等，用于将氢化硅气体沉积在硅衬底上，形成多晶硅晶粒。
多晶硅切片设备主要有机械切割机、钻床、拉磨机等，用于将多晶硅晶块切割成薄片。
总之，多晶硅的生产工艺及设备是制造多晶硅材料的重要过程，其质量和效率决定了多晶硅材料的品质和成本。
随着技术的不断发展，多晶硅的生产工艺及设备也在不断创新和提升，以满足电子产品对多晶硅材料的需求。
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高温多晶硅技术
高温多晶硅技术是一种制备多晶硅的方法，通过高温条件下的熔融和晶化过程，可以获得高纯度、高结晶度的多晶硅材料。
这种技术在半导体、太阳能电池等领域有着广泛的应用。
在高温多晶硅技术中，首先需要获得高纯度的硅原料。
常用的硅原料有硅石、硅粉等，其中硅石是天然产物，硅粉则是通过冶炼工艺制备得到的。
这些硅原料经过提纯处理，去除其中的杂质，以保证最终得到的多晶硅具有较高的纯度。
接下来，硅原料需要经过熔融处理。
在高温条件下，硅原料被加热至熔点以上，形成熔融硅液。
熔融硅液中的硅原子会在高温下高度活动，形成各种晶格缺陷和杂质。
为了获得高结晶度的多晶硅，需要通过合理的技术手段来减少这些晶格缺陷和杂质的含量。
在高温多晶硅技术中，一种常用的手段是通过控制降温速率来实现晶体生长。
降温速率过快会导致晶体生长不完全，形成较多的晶格缺陷；降温速率过慢则会导致晶体生长时间过长，影响生产效率。
因此，在高温多晶硅技术中，需要精确控制降温速率，以实现晶体的高质量生长。
高温多晶硅技术还可通过控制晶体引导来优化晶体的形态。
在晶体生长过程中，通过引入合适的晶体引导剂，可以调控晶体的生长方向和形态，以获得更加均匀、规整的多晶硅结构。
这对于提高多晶
硅的电学性能和加工性能都具有重要意义。
高温多晶硅技术制备的多晶硅具有许多优点。
首先，多晶硅的晶粒尺寸较大，晶界较少，有利于提高材料的电学性能。
其次，多晶硅的晶格缺陷较少，杂质含量较低，有利于提高材料的纯度和稳定性。
此外，多晶硅的加工性能较好，可以进行切割、打磨、抛光等加工操作，便于制备各种形状和尺寸的器件。
高温多晶硅技术在半导体行业中有着广泛的应用。
多晶硅作为半导体材料的基础，广泛用于制备晶体管、集成电路等器件。
此外，多晶硅还可以用于制备太阳能电池。
太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的装置，其中的关键材料就是多晶硅。
高温多晶硅技术可以制备高质量的多晶硅材料，有助于提高太阳能电池的转换效率。
高温多晶硅技术是一种制备多晶硅的重要方法。
通过合理控制熔融和晶化过程，可以获得高纯度、高结晶度的多晶硅材料。
这种技术在半导体、太阳能电池等领域有着广泛的应用前景，对于推动相关产业的发展具有重要意义。