多晶硅生产工艺流程.doc
多晶硅生产工艺
多晶硅生产工艺冶金级硅(工业硅)是制造多晶硅的原料,它由石英砂(二氧化硅)在电弧炉中用碳还原而成。
尽管二氧化硅矿石在自然界中随处可见,但仅有其中的少数可以用于冶金级硅的制备。
一般来说,要求矿石中二氧化硅的含量应该在97~98%以上,并对各种杂质特别是砷、磷和硫等的含量有严格的限制。
冶金硅形成过程的化学反应式为:SiO2 + 2C = Si + 2CO。
在用于制造多晶硅的冶金硅中,要求含有99%以上的Si,还含有铁、铝、钙、磷、硼等,它们的含量在百万分之几十到百万分之一千(摩尔分数)不等。
而EG硅中的杂质含量应该降到10-9(摩尔分数)的水平,SOG硅中的杂质含量应该降到10-6(摩尔分数)的水平。
要把冶金硅变成SOG硅或EG硅,显然不可能在保持固态的状态下提纯,而必须把冶金硅变成含硅的气体,先通过分馏与吸附等方法对气体提纯,然后再把高纯的硅源气体通过化学气相沉积(CVD)的方法转化为多晶硅。
目前世界上生产制造多晶硅的工艺技术主要有:改良西门子法、硅烷(SiH4)法、流化床法以及专门生产SOG硅的新工艺。
1、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(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。
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。
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。
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。
多晶硅主要合成工艺流程
多晶硅主要合成工艺流程
一、原料准备阶段
1.采购硅矿石和还原剂
2.准备熔炉和炉料
二、熔炼反应
1.将硅矿石和还原剂放入熔炉中
2.进行高温还原熔炼反应
三、提纯
1.对熔炼后的硅进行提纯处理
2.利用化学方法或物理方法提高纯度
四、晶体生长
1.将提纯后的硅溶液导入晶体生长设备
2.控制温度和压力促进晶体生长
五、晶体切割
1.将生长出的硅晶体进行切割
2.切割成合适尺寸的硅片
六、表面处理
1.对硅片进行化学和机械处理
2.去除表面缺陷和氧化层
七、测量和测试
1.对切割好的硅片进行测量和测试
2.确保硅片质量符合要求
八、包装与存储
1.将硅片包装并标明相关信息
2.存储在干燥和无尘环境中。
多晶硅生产工艺流程
多晶硅生产工艺流程多晶硅是一种重要的半导体材料,广泛应用于光伏、集成电路等领域。
多晶硅的生产工艺流程主要包括原料准备、熔炼、晶体生长、切割、清洗等环节。
下面将详细介绍多晶硅的生产工艺流程。
首先,原料准备是多晶硅生产的第一步。
原料主要包括二氧化硅粉末和还原剂,其中二氧化硅粉末是多晶硅的主要原料,而还原剂则是用于将二氧化硅还原成硅的重要物质。
在原料准备阶段,需要对原料进行严格的筛选和配比,确保原料的纯度和稳定性。
接下来是熔炼环节。
在熔炼炉中,将原料进行高温熔融,使其形成硅液。
熔炼过程需要严格控制温度和气氛,以确保硅液的纯度和稳定性。
此外,熔炼过程中还需要对炉体进行保温和冷却,以确保炉内温度的稳定和均匀。
随后是晶体生长。
在晶体生长炉中,将硅液逐渐冷却结晶,形成多晶硅晶体。
晶体生长过程需要严格控制温度梯度和晶体生长速度,以确保晶体的质量和结晶度。
同时,还需要对晶体进行定向凝固,以获得所需的晶体形态和取向。
然后是切割环节。
将生长好的多晶硅晶体进行切割,得到所需尺寸和形状的硅片。
切割过程需要使用高精度的切割设备,确保切割的精度和表面质量。
同时,还需要对切割后的硅片进行表面处理,以去除切割产生的缺陷和污染。
最后是清洗环节。
将切割好的硅片进行清洗,去除表面的杂质和污染物。
清洗过程需要使用高纯度的溶剂和超纯水,确保硅片表面的清洁度和光洁度。
同时,还需要对清洗后的硅片进行干燥和包装,以确保其在后续工艺中的稳定性和可靠性。
综上所述,多晶硅生产工艺流程包括原料准备、熔炼、晶体生长、切割、清洗等环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数,确保多晶硅的质量和性能。
多晶硅的生产工艺流程在不断优化和改进,以满足不同领域对多晶硅品质的需求,推动半导体产业的发展。
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。
直拉多晶硅生产工艺流程
直拉多晶硅生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!直拉法(Czochralski process,简称CZ)是一种生产多晶硅的主要方法,该方法可以得到高纯度的多晶硅,适用于制造半导体器件。
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。
多晶体生产工艺流程
多晶体生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classicarticles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!多晶体生产是一种用于制造高纯度硅晶体的工艺流程,主要用于半导体行业。
多晶硅生产工艺流程
5 A- ^8 v# S/ G1 C在用于制造多晶硅的冶金硅中,要求含有99%以上的Si,还含有铁、铝、钙、磷、硼等,它们的含量在百万分之几十到百万分之一千(摩尔分数)不等。而EG硅中的杂质含量应该降到10-9(摩尔分数)的水平,SOG硅中的杂质含量应该降到10-6(摩尔分数)的水平。要把冶金硅变成SOG硅或EG硅,显然不可能在保持固态的状态下提纯,而必须把冶金硅变成含硅的气体,先通过分馏与吸附等方法对气体提纯,然后再把高纯的硅源气体通过化学气相沉积(CVD)的方法转化为多晶硅。目前世界上生产制造多晶硅的工艺技术主要有:改良西门子法、硅烷(SiH4)法、流化床法以及专门生产SOG硅的新工艺。6 @( D% X L( O# @& L
4.3 无氯技术
1 e& n( b; p, x3 ?7 g无氯技术(Chlorine Free Technology)是一种很有发展前途的SOG硅制备技术,其原料为冶金级硅。工艺流程包括在催化剂作用下硅原料与C2H5OH反应生成Si(OC2H5)3H,反应温度为280℃,Si(OC2H5)3H在催化剂作用下又分解为SiH4和Si(OC2H5)4,Si(OC2H5)4水解得到高纯SiO2或硅溶胶,SiH4在850~900℃的高温下热解生成多晶硅和氢气。该技术属于俄罗斯INTERSOLAR中心和美国国家可再生能源实验室的专利技术。利用该工艺技术生产1kg的多晶硅仅需要15~30kWh的能量,硅产量(多晶硅、主要副产品、硅溶胶)可达80%~90%。
4.4碳热还原反应法
, m E0 d6 ^- C" s6 L c& _西门子公司先进的碳热还原工艺为:将高纯石英砂制团后用压块的炭黑在电弧炉中进行还原。炭黑是用热HCl浸出过,使其纯度和氧化硅相当,因而其杂质含量得到了大幅度降低。
硅烷流化床法生产多晶硅工艺流程
硅烷流化床法生产多晶硅工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!硅烷流化床法生产多晶硅的工艺流程详解多晶硅是太阳能电池片的重要原料,其生产技术在光伏行业中起着关键作用。
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.。
多晶硅电池片生产工艺流程
多晶硅电池片生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!多晶硅电池片生产工艺流程如下:1. 制绒:将多晶硅片进行碱性腐蚀,形成金字塔状的表面结构,增加光的反射,提高电池片的转换效率。
多晶硅片生产工艺介绍
多晶硅片生产工艺介绍
多晶硅片生产技术部
目录
一、光伏产业链
二、多晶硅片生产流程 三、半导体和硅材料
四、多晶硅片生产技术指标(简介)
一、光伏产业链
“晶体硅原料生产”+“硅棒/硅锭生产”为光伏产业链上游; “太阳能电池制造”+“组件生产”+“光伏产品生产”为光 伏产业链中游;“光伏发电系统”为光伏产业链下游。
本征半导体和杂质半导体
纯净半导体又叫本征半导体,就是指 晶体中除了本身原子外,没有其他杂质原 子存在。
假如在本征半导体中掺入杂质,使其 产生载流子以增加半导体的导电能力,这 种半导体称为杂质半导体。
n型和p型半导体
杂质半导体中以电子导电为主的称为n (negative)型半导 体(硅掺磷、砷等Ⅴ族元素),以空穴导电为主的称为p (positive)型半导体(硅掺硼、镓等Ⅲ族元素) 。
硅材料的一些技术参数
1.导电类型 2.电阻率 3.少数载流子寿 命 4.晶向偏离度与 晶体缺陷 5.碳、氧含量 6.杂质控制 7.其他
四、多晶硅片生产技术指标
1.导电类型:由掺入的施主或受主杂质决定,P型多掺硼,N型 多掺磷。多晶硅片导电类型要求为P型。 2.电阻率:多晶铸锭时掺入一定杂质(多晶中统称母合金)以 控制电阻率,电阻率控制的是均匀度,电阻率均匀度包括纵向 均匀度、断面均匀度、微区均匀度,多晶硅片的电阻率控制在 1.0-3.0Ω.cm。 3.少子寿命:半导体中有电子和空穴两种载流子,在P型半导 体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子,那么在P型半 导体中电子就是少子。少子在受到外界光、电等刺激情况下所 产生的附加电子和空穴瞬间复合到消失的时间即为少子寿命。 多晶硅片的少子寿命时间在≥2μs。 4.碳、氧含量:在铸造多晶过程中,由于外在的诸多因素,造 成多晶铸锭后碳、氧含量不合格,直接影响后续电池片的转换 效率,一般多晶硅锭顶部碳含量较高,底部氧含量较高。标准 控制范围为O≤14ppm、C ≤16ppm。
多晶硅还原车间生产工艺流程
多晶硅还原车间生产工艺流程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炼制、氯化、还原等环节。
本文将详细描述多晶硅还原车间的生产工艺流程,包括原料准备、熔炼、晶体生长、切片等各个步骤。
1. 原料准备多晶硅的主要原料是硅矿,一般为二氧化硅(SiO2)。
原料准备的主要工序包括硅矿破碎、磨细和浮选。
硅矿首先通过颚式破碎机进行初步破碎,然后经过圆锥破碎机和反击式破碎机进行二次和三次破碎,使硅矿颗粒达到所需的细度。
破碎后的硅矿通过磨矿机进行细磨,使硅矿颗粒更加细小。
磨细后的硅矿通过浮选机进行浮选,将杂质从硅矿中分离出来,得到纯净的硅矿浆料。
2. 熔炼熔炼是多晶硅生产的关键环节,主要通过将硅矿与还原剂进行反应,得到纯度较高的多晶硅。
熔炼工序主要包括氯化、还原和熔炼。
首先,将磨细的硅矿与氯气进行氯化反应,生成氯化硅(SiCl4)。
SiO2 + 2Cl2 → SiCl4 + 2O2然后,将氯化硅与还原剂(一般为冰晶石)进行还原反应,生成多晶硅。
SiCl4 + 2Mg → Si + 2MgCl2最后,将还原得到的多晶硅进行熔炼,提高其纯度。
熔炼通常采用电阻加热炉,通过电流使硅块加热至熔点。
3. 晶体生长熔炼得到的多晶硅通过晶体生长工艺,得到大尺寸的多晶硅晶体。
晶体生长工艺主要有Czochralski法和区域熔融法。
Czochralski法是将熔融硅液注入石英坩埚中,通过旋转和拉出晶体,使硅液在坩埚中逐渐凝固成晶体。
区域熔融法是将熔融硅液注入石英坩埚中,在坩埚中形成一定的温度梯度,使硅液在梯度区域中凝固成晶体。
晶体生长过程中需要控制温度、拉速、转速等参数,以获得高质量的多晶硅晶体。
4. 切片晶体生长得到的多晶硅晶体通过切片工艺,制备成薄片,用于半导体器件的制造。
切片工艺主要包括修整、切割、抛光和清洗。
首先,对多晶硅晶体进行修整,去除晶体表面的不均匀部分。
然后,将修整后的晶体切割成薄片,常用的切割工具是金刚石线锯。
单晶硅多晶硅生产流程
本工序设置以下贮槽:100m3氯硅烷贮槽、100m3工业级三氯氢硅贮槽、100m3工业级四氯化硅贮槽、100 m3氯硅烷紧急排放槽等。
从合成气干法分离工序、还原尾气干法分离工序、氢化气干法分离工序分离得到的氯硅烷液体,分别送入原料、还原、氢化氯硅烷贮槽,然后氯硅烷液体分别作为原料送至氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔。
2、残液处理
在精馏塔中排出的、主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的釜地残液以及装置停车放净的氯硅烷残液液体送到本工序加以处理。
需要处理的液体被送入残液收集槽。然后用氮气将液体压出,送入残液淋洗塔洗涤。采用10%NaOH碱液进行处置。废液中的氯硅烷与NaOH和水发生反应而被转化成无害的物质(处理原理同含氯化氢、氯硅烷废气处理)。
14、废硅粉处理
来自原料硅粉加料除尘器、三氯氢硅合成车间旋风除尘器和合成反应器排放出来的硅粉,通过废渣运料槽运送到废渣漏斗中,进入到带搅拌器的酸洗管内,在通过31%的盐酸对废硅粉(尘)脱碱,并溶解废硅中的铝、铁和钙等杂质。洗涤完成后,经压滤机过滤,废渣送干燥机干燥,干燥后的硅粉返回到三氯氢硅合成循环使用,废液汇入废气残液处理系统废水一并处理。
出喷淋洗涤塔塔顶除去了大部分氯硅烷的气体,用混合气压缩机压缩并经冷冻降温后,送入氯化氢吸收塔,被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的氯硅烷液体洗涤,气体中绝大部分的氯化氢被氯硅烷吸收,气体中残留的大部分氯硅烷也被洗涤冷凝下来。出塔顶的气体为含有微量氯化氢和氯硅烷的氢气,经一组变温变压吸附器进一步除去氯化氢和氯硅烷后,得到高纯度的氢气。氢气流经氢气缓冲罐,然后返回氯化氢合成工序参与合成氯化氢的反应。吸附器再生废气含有氢气、氯化氢和氯硅烷,送往废气处理工序进行处理。
7 、还原尾气干法分离工序
多晶硅精馏工艺流程
多晶硅精馏工艺流程
多晶硅精馏工艺流程是一种重要的半导体材料制备方法,下面将从多晶硅的制备、精馏工艺流程以及其应用领域等方面进行介绍。
一、多晶硅的制备
多晶硅是由硅资源经过一系列的冶炼和提纯工艺得到的。
首先,将硅矿石经过破碎、磨矿等步骤得到粉状硅粉。
然后,将硅粉与氯气进行化学反应生成四氯化硅。
接着,通过热还原法将四氯化硅还原为多晶硅。
多晶硅的制备过程需要严格控制温度、气氛和反应时间等参数,以确保产品的质量和纯度。
多晶硅精馏是在多晶硅的制备过程中的一个重要环节。
精馏是通过升华法进行的,主要包括以下几个步骤:
1. 加热:将多晶硅放入精馏炉中,炉内温度逐渐升高,使硅材料逐渐升华。
2. 分离:升华后的硅蒸汽经过冷却,使其重新凝结成为固体硅。
3. 收集:将凝结后的固体硅收集起来,作为多晶硅的成品。
三、多晶硅的应用领域
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。
在电子领域,多晶硅可用于制备集成电路、太阳能电池等器件。
在光伏领域,多晶硅是太阳能电池的主要材料之一,可将太阳能转化
为电能。
此外,多晶硅还可以用于制备光纤、光学器件等。
总结:
多晶硅精馏工艺流程是一种重要的半导体材料制备方法。
通过多晶硅的制备和精馏工艺,可以得到高纯度的多晶硅材料。
多晶硅在电子和光伏等领域有着广泛的应用,为现代科技的发展做出了重要贡献。
通过不断提升多晶硅制备工艺和精馏工艺的技术水平,可以进一步提高多晶硅的质量和应用性能,推动半导体行业的发展。
制作多晶硅生产流程图
4SiHC13 -----→Si+3SiCl4+2H2 SiHC13+ H2-----→ Si +3HC1 SiCl4+ 2H2 -----→Si+4HCl 同时也发生一些副反应,如: SiHC13+ HC1----→ SiCl4+H2 SiHC13 一---→SiCl2+HCl SiC12的生成影响硅在高温时的实收率,同时硅沉积难于达到平衡,使硅的沉积速度较慢。三氯氢硅氢还原法所生产的多晶棒,供 区域熔炼法生产单晶硅用的硅棒直径为50一100mm。供直拉法生产单晶用的硅棒直径为50一150mm。还原尾气中的三氯氢硅和四氯 化硅在一80℃以下冷凝回收,氢气净化后可以循环使用。三氯氢硅氢还原制取超纯硅的方法沉积速度较慢,一般不超过0.5mm/h。 消耗电能很多,副产品四氯化硅量大,因此研究了很多新的综合利用方法。根据已发表的资料,其中最有前途的方法是将四氯化 硅转化为三氯氢硅、二氯二氢硅、硅烷,然后还原或分解成为超纯多晶硅。 (3) 工 艺 流程 如前 所 述 ,将硅粉与干燥的氯化氢气体作用得 三氯氢硅,再在1 100℃下被氢气还原而得。生产流程如图1所示。
在超低碳的不锈钢或镍基合金制成的水冷炉壁还原炉内,用氢将三氯氢硅还原成硅。炉内有不透明石英钟罩(有透明石英内层和 观察孔)和用细硅芯或担管制成的发热体。细硅芯是用超纯硅在特制的硅芯炉内制成。在进行化学气相沉积之前,由于硅在常温 时电阻率很高,因此硅芯须在石英罩外用电阻加热至300℃或用几千伏的高压电启动。经过提纯的氢气(含水蒸汽量很少,露点在 一70℃以下)在挥发器中将三氯氢硅自炉底带人炉内,于1100-1150℃进行还原反应,使硅沉积在发热体上,其主要化学反应如下:
多晶硅生产工艺流程
多晶硅生产工艺流程(简介)-------------------------来自于网络收集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,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)多晶硅是由硅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%。
但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。
这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%,它们形成的企业联盟实行技术封锁,严禁技术转让。
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,对环境不产生污染,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。
(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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
多晶硅生产工艺流程(简介)
-------------------------来自于网络收集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,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)多晶硅是由硅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%。
但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。
这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%,它们形成的企业联盟实行技术封锁,严禁技术转让。
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,对环境不产生污染,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。
(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,НС1,SiНС13,SiC14,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SiНС13,SiC14,而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。
然后分解冷凝物SiНС13,SiC14,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,НС1,SiНС13,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3工艺的竞争力。