多晶硅提炼方法
多晶硅工艺生产技术概述
多晶硅工艺生产技术概述摘要多晶硅是一种重要的材料，广泛用于半导体工业和太阳能电池等领域。
本文对多晶硅的工艺生产技术进行了概述，包括多晶硅材料的制备、熔炼和晶体生长等关键步骤。
同时介绍了多晶硅晶体的质量评估和后续加工工艺。
通过对多晶硅工艺生产技术的了解，可帮助读者更好地理解多晶硅的生产过程和相关技术。
引言多晶硅是由高纯度硅原料制备而成的硅单质，具有晶体结构的特点。
多晶硅作为一种重要的材料，在半导体工业和太阳能电池等领域有广泛应用。
多晶硅的制备过程包含多个关键步骤，包括材料制备、熔炼和晶体生长等。
多晶硅材料的制备多晶硅的制备主要通过化学气相沉积（CVD）法或者物理气相沉积（PVD）法来实现。
CVD法是指通过化学反应在基片表面沉积硅原子，形成多晶硅材料。
PVD 法则是指通过物理手段，如蒸发或溅射，将高纯度硅材料沉积在基片表面。
在材料制备的过程中，首先需要选择高纯度的硅原料。
通常使用的硅原料有气相、硅石和冶炼石英等。
其中气相硅原料的纯度最高，能够保证制备出高品质的多晶硅材料。
多晶硅的熔炼多晶硅的熔炼是制备多晶硅的关键步骤之一。
常用的熔炼方法有梯级熔炼法和等离子熔炼法。
梯级熔炼法是指将高纯度硅原料放入一系列熔炼炉中进行熔炼。
在炉中，硅原料逐渐熔化，并逐步减小杂质含量。
最后得到高纯度的多晶硅。
等离子熔炼法是指通过等离子体技术将硅原料加热至高温，使其熔化。
等离子熔炼法具有熔化速度快和杂质去除效果好的特点，是目前多晶硅熔炼的常用方法。
多晶硅的晶体生长多晶硅晶体生长是多晶硅制备的最后一步。
在晶体生长过程中，需要通过控制温度和各种气体流动来控制晶体的生长速率和晶格结构。
多晶硅晶体生长的方法有凝固生长法和气相损失生长法。
凝固生长法是指通过在熔融硅上方降温使其凝固成晶体。
气相损失生长法是指通过化学气相沉积法在晶体基片上沉积硅原子，形成多晶硅晶体。
多晶硅晶体的质量评估多晶硅晶体的质量评估是非常重要的。
常用的评估方法有晶体结构分析、杂质测量和电学性质测试等。
多晶硅生产工艺流程?190411
多晶硅生产工艺流程 190411Sorry, your browser does not support embedded videos. 一、改良西门子法1955年，西门子公司成功开发了利用氢气还原三氯硅烷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。
1、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——闭环式SiHCl3氢还原法。
2、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。
具体生产工艺流程见图1。
3、改良西门子法包括五个主要环节：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。
该方法通过采用大型还原炉，降低了单位产品的能耗。
通过采用SiCl4氢化和尾气干法回收工艺，明显降低了原辅材料的消耗。
4、改良西门子法制备的多晶硅纯度高，安全性好，沉积速率为8～10μm/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1100℃，仅次于SiCl4（1200℃），所以电耗也较高，为120 kWh/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%。
二、硅烷法1、硅烷法以氟硅酸、钠、铝、氢气为主要原辅材料，通过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制取SiH4，然后将SiH4气提纯后通过SiH4热分解生产纯度较高的棒状多晶硅。
多晶硅生产工艺简介
多晶硅生产工艺流程(简介)多晶硅生产工艺流程,多晶硅最主要的工艺包括，液氯汽化、氯化氢合成、电解制氢、三氯氢硅合成、四氯化硅的热氢化、精馏、还原、后处理（硅芯拉制、石墨煅烧、硅料清洗、氮氧化物的处理、超纯水的制备、机加工、破碎包装），尾气回收。
主要反应包括Cl （l ）△→cl 2（g ）（液氯汽化）Cl 2+H 2燃烧→HCl （氯化氢的合成）H 2O →H 2+O 2（H 2O →OH -+H 2；OH -→H 2O+O 2）（制氢） Si+HCl →SiHCl 3+H 2（三氯氢硅合成）;SiCl 4+H 2→SiHCl 3+HCl （热氢化）;SiHCl 3+H 2→SiCl 4+HCl+Si （还原）No x +NaOH →NaNO 3+H 2O+NO （氮氧化物的处理） HCl （HF ）+NaOH →NaCl （NaF ）+H 2O （氮氧化物的处理） 多晶硅是由纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。
改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％。
多晶硅行业技术封锁严重。
短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。
西门子改良法生产工艺如下：这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境污染小，具有明显的竞争优势。
改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。
制作多晶硅生产流程图
SiHCl3+SiCl4
多晶硅呈灰色或黑色且有金属光泽的等轴八面 晶体，是制造单晶硅的原料。硅属半金属，是极为 重要的元素半导体材料.
1) 三氯氢硅的合成用金 属硅和氯化氢为原料， 在流态化氯化炉中进行 反应，三氯氢硅的沸点 为31.5'C，与绝大多数 杂质的氯化物挥发温度 相差较大，所以可用精 馏法提纯。三氯氢硅极 易挥发和水解，产生强 腐蚀的盐酸气，因此精 馏设备必须防止水汽和 空气混人。小规模生产 超纯硅可采用聚四氟乙 烯，特制玻璃或石英作 为精馏设备材料，大规 模生产则须采用耐腐蚀 的金属或合金材料以免 铜、铁、镍等重金属杂 质混入而影响超纯硅的 质量。 (2)三氯氢硅的还原在超 低碳的不锈钢或镍基合
三氯氢硅法生产多晶硅流程图 1 如下：
氢净
氢气
氯化氢 硅粉
干燥 干燥
氯 化
旋 风 分
离
冷 凝
粗 馏
冷 凝
精 馏
冷
还
凝
原
化 多晶硅
工业硅硅粉(纯度97%一98%，粒度80一120目)经干燥器干燥6一8h，在280一330℃与干燥的氯化氢气体进行氯化反应，生成三氯氢硅。反应过程中， 加人氯化亚铜(按硅:氯化亚铜=1 000:0.4一1的配比)作催化剂，氯化反应如下: Si+ 3HC1 Cu2Cl3 SiHC13+H2 反应气体在氯化反应炉中停留19-23s后，通过旋风分离器去掉夹带的杂质，再用氢化钙冷冻盐水将气态三氯氢硅冷凝成液体，送人三氯氢硅粗馏塔进行蒸馏和冷凝，除去高沸物和 低沸物，再到精馏塔进行蒸馏并冷凝，即得精制三氯氢硅液体。精馏塔可使用石英、聚四氯乙烯、不锈钢等材质制成。提纯后的三氯氢硅的纯度应 达到7个“9"以上，即杂质总含量小于100 x 10-9，硼要求在0.5x109，以下。提纯后的三氯氢硅送人不锈钢制的还原炉内，以反复提纯后的超纯氢气做还原剂，在1050一1100℃还原成硅，并以硅芯棒为载体，化学 气相沉积而得成品。其反应如下:
多晶硅工艺流程范文
多晶硅工艺流程范文1.原料处理：首先，将硅矿石经过破碎、磨矿等步骤，得到粒度较小的硅矿石。
然后，进行浮选处理，将其中的杂质去除，获得较纯的硅精矿。
2.熔炼：将硅精矿与足够量的还原剂（通常为木炭）加入电炉中进行熔炼。
电炉中通入高纯度的氯化氢气体，以保持熔融硅的高纯度。
在适当的温度下，硅精矿和木炭发生反应生成三氯化硅，而不被氯化氢气氧化。
通过冷却，获得三氯化硅的固体颗粒。
3.气相法还原：将三氯化硅固体颗粒与氢气反应，还原成气态的硅和氯化氢。
此反应通过高温（约1300-1500℃）的加热来实现，通常使用电阻炉或火焰炉。
气态硅通过冷凝，得到一定纯度的多晶硅。
4.清洗和加工：通过湿法清洗去除多晶硅中的杂质。
首先，将多晶硅颗粒浸泡在酸性溶液中，以去除表面的氧化物。
然后，通过碱性溶液或氢氟酸等进行进一步的清洗，以除去残余的杂质。
最后，对多晶硅进行干燥和研磨，形成所需的晶体颗粒。
5.晶棒制备：将多晶硅颗粒加入高温石英坩埚中进行熔融。
通过引入控制的电磁场或旋转的晶棒种子，在适当的温度和冷却速率下，将熔融的硅逐渐凝固成为晶棒。
这一步骤通常在选择性区域熔凝（CZ）或浮区（FZ）炉中完成。
6. 晶圆制备：将晶棒切割成适当尺寸（通常为200-300mm直径）的晶圆。
切割晶圆的常用方法是利用钻石锯片进行切割。
在切割后，晶圆表面通常会有一层氧化物涂层。
7.控制冶炼：为了进一步减小晶圆的杂质含量，可以通过控制冶炼（CZ）技术进行处理。
在高温下，将晶圆放入特定的气氛中，通过扩散和扩散反应，进一步净化晶圆材料。
8.高纯度多晶硅的制备：对于要求特别高纯度的多晶硅，还可以使用其它方法进行进一步的洁净和纯化处理，如选区熔凝（ZMR）或高温氢气气相沉积（HDCVD）等。
综上所述，多晶硅工艺流程是一个复杂的过程，包括原料处理、熔炼、气相法还原、清洗和加工、晶棒制备、晶圆制备、控制冶炼等多个步骤。
每个步骤都需要严格的操作和控制，以保证高纯度多晶硅的制备。
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。
硅烷法多晶硅生产工艺
硅烷法多晶硅生产工艺硅烷法多晶硅生产工艺，这个听上去是不是有点复杂？其实它就像是做一道大菜，虽然步骤多，但只要掌握了诀窍，就能轻松搞定。
大家都知道，硅是我们日常生活中不可或缺的元素，尤其在电子和太阳能行业，简直是个明星。
说到硅，硅烷就是它的好朋友，硅烷可不是什么新鲜玩意儿，简单来说，它就是硅的化合物，气体状态的那种，哎呀，听上去是不是有点儿科幻？但其实它在我们的生活中可用得上，甚至能帮我们制造出高纯度的多晶硅，咱们可要好好聊聊这个。
准备工作是关键。
想象一下，厨师在下厨之前，得把食材准备好。
硅烷法就是把硅烷气体送入一个大箱子，咱们把它叫做反应器。
这个反应器就像是个巨大的烤箱，里面得保持合适的温度和压力。
硅烷在高温下就会分解，硅的颗粒会慢慢沉淀在反应器的底部，形成多晶硅。
就像是做糖一样，慢慢加热，糖分融化后就能凝结成一块块的糖。
反应过程中，得控制温度。
太高了，硅烷可能会跑掉；太低了，反应又不彻底。
这个过程得监控得死死的，咱们可是不能让这小家伙溜走。
想象一下，调温就像调节火候，火候掌握得好，出来的菜才会好吃。
这样，经过一段时间的反应，沉淀下来的硅就变成了一块块闪闪发光的晶体，想想都让人开心。
说到这里，有趣的是，硅烷法的经济性也很高。
很多人可能会想，生产多晶硅那么复杂，成本一定不低吧？其实不然，硅烷的来源可广泛得很，价格也相对实惠。
它的纯度高，后续加工也比较简单。
这就像是用高质量的食材做出好菜，省下来的钱可真不少，没准还能省出点儿零花钱呢。
不过，生产多晶硅可不仅仅是反应这么简单。
大家都知道，任何事情都有两面性，这个过程也不是没风险。
硅烷虽然听上去温和，但它是一种易燃气体，稍不注意就可能引发火灾。
这就像咱们在厨房炒菜，油烟太多，火苗一不小心就上来了。
所以，安全措施一定要到位，得装上监控设备，随时监测气体浓度，确保整个过程平稳进行。
再说了，反应结束后，咱们还得对这些多晶硅进行清洗和处理。
这一步可不能省，毕竟，谁都不想吃到脏东西，对吧？所以，把沉淀下来的硅清洗干净，再经过一系列加工，才能真正变成高纯度的多晶硅，送到电子产品或者太阳能电池的生产线上。
多晶硅工艺流程
多晶硅工艺流程
《多晶硅工艺流程》
多晶硅是一种重要的半导体材料，被广泛应用于太阳能电池、集成电路等领域。
多晶硅生产的工艺流程非常复杂，需要经过多个步骤才能得到高质量的多晶硅材料。
以下是一个常见的多晶硅工艺流程：
1. 原料准备
多晶硅的主要原料是硅石和炭素材料，通常是石英砂和木炭。
在工艺开始之前，这些原料需要经过严格的筛选和预处理，以确保它们的纯度和质量符合生产要求。
2. 熔炼
在熔炼工艺中，将预处理好的原料放入高温炉中进行加热，使其熔化成为硅铁合金。
熔融状态下的硅铁合金会流出炉中并被冷却凝固，形成多晶硅晶块。
3. 晶棒拉制
凝固后的多晶硅晶块需要进行加热和拉制，以将其变成圆柱形的晶棒。
这个过程需要非常精密的控制温度和拉力，以确保晶棒的质量和尺寸符合要求。
4. 检测和切割
晶棒拉制完成后，需要对其进行严格的检测，以确保其结构和纯度符合要求。
然后将晶棒切割成薄片，用于制造太阳能电池或集成电路。
5. 清洗和精磨
切割后的多晶硅薄片需要进行清洗和精磨，以去除表面杂质和缺陷。
这个步骤非常关键，因为薄片的表面质量直接影响了最终产品的性能和效率。
6. 最终生产
经过清洗和精磨后的多晶硅薄片可以进行最终生产，制造成太阳能电池、集成电路等产品。
这些产品经过各种加工工艺后，最终成为市场上所需的高品质多晶硅制品。
总的来说，多晶硅的工艺流程非常复杂，需要严格的控制和精密的操作。
只有经过严格的工艺流程和精心的工艺控制，才能生产出高质量的多晶硅产品。
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多晶硅提炼方法
多晶硅的提炼方法主要有以下几种：
氯化法：是将硅矿石经过还原反应，制成氯化硅气体，然后用金属硅还原成多晶硅的一种方法。
该方法具有生产工艺简单、生产工艺成熟、生产成本低等优点，目前是多晶硅工业生产的主要方法之一。
氢化法：是将气相硅烷在高温、高压下分解成纯硅和氢气，然后通过物理或化学的方法将纯硅净化，从而制得多晶硅。
该方法可以制备较高纯度的多晶硅，但是生产成本高、工艺复杂，目前主要用于电子级硅制备。
等离子体化学气相沉积法（PECVD）：是利用等离子体技术将硅源物质分解沉积在基板上，从而制备多晶硅的一种方法。
该方法具有高沉积速率、可在较低温度下生长等优点，但生产成本较高。
电弧法：是将硅块在电弧熔炼炉中熔化后，再通过真空升华、重结晶等步骤制备多晶硅的一种方法。
该方法生产成本高、工艺复杂，主要用于电子级硅制备。