单晶硅生产工艺[资料]

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单晶硅片制作工艺流程

单晶硅片制作工艺流程

单晶硅电磁片生产工艺流程•1、硅片切割,材料准备:•工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒,原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(掺硼)。

•2、去除损伤层:•硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。

因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。

••3、制绒:•制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。

对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。

对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。

•4、扩散制结:•扩散的目的在于形成PN结。

普遍采用磷做n型掺杂。

由于固态扩散需要很高的温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。

•5、边缘刻蚀、清洗:•扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。

周边扩散层使电池的上下电极形成短路环,必须将它除去。

周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,以至成为废品。

目前,工业化生产用等离子干法腐蚀,在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用,去除含有扩散层的周边。

扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。

•6、沉积减反射层:•沉积减反射层的目的在于减少表面反射,增加折射率。

广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN 作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。

•7、丝网印刷上下电极:•电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤,它不仅决定了发射区的结构,而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。

单晶硅的制造工艺流程

单晶硅的制造工艺流程

单晶硅的制造工艺流程一、原料准备。

1.1 硅石选取。

咱单晶硅制造啊,首先得选好原料。

硅石那可是基础中的基础,就像盖房子的砖头一样重要。

咱得找那些纯度比较高的硅石,不能随便拉来一块就用。

这硅石就像是参加选美比赛的选手,得经过咱严格的筛选才行。

那些杂质多的硅石,就像混在好人堆里的坏蛋,得把它们剔除掉。

1.2 提纯到多晶硅。

有了好的硅石之后呢,就得把它变成多晶硅。

这一步就像是把铁矿石炼成铁一样,是个很关键的过程。

要通过各种化学方法,把硅石中的硅元素提炼出来,让它变得更纯。

这个过程可不容易,就像爬山一样,得一步一个脚印,每个环节都不能出错。

要是出了岔子,那后面的单晶硅质量可就没保障了。

二、单晶硅生长。

2.1 直拉法。

直拉法是制造单晶硅很常用的一种方法。

咱就想象一下,有一个熔炉,里面装着多晶硅原料,就像一口装满宝贝的大锅。

然后把籽晶放进去,这个籽晶就像是一颗种子,单晶硅就从这颗种子开始生长。

慢慢地把籽晶往上拉,就像钓鱼一样,多晶硅就会在籽晶的基础上不断生长,最后形成一根长长的单晶硅棒。

这过程中啊,温度、提拉速度等因素都得控制得恰到好处,就像厨师做菜时掌握火候一样,差一点都不行。

2.2 区熔法。

还有区熔法呢。

这个方法有点像接力比赛。

通过加热一小段多晶硅,让硅熔化后再结晶,然后一点一点地往前推进这个熔化结晶的过程,就像接力棒一棒一棒地传下去,最后形成单晶硅。

这个方法能制造出更高纯度的单晶硅,但是操作起来也更复杂,就像走钢丝一样,得小心翼翼的。

三、加工处理。

3.1 切割。

单晶硅棒有了之后,就得进行切割。

这就好比把一根大木头锯成小木板一样。

不过这切割可不像锯木头那么简单,要用专门的切割设备,像金刚线切割之类的。

切割的厚度、精度都有很高的要求,要是切得不好,那可就浪费了之前那么多的心血,就像把一块好玉给雕坏了一样,让人痛心疾首。

3.2 打磨抛光。

切割完了还不行,还得打磨抛光。

这就像是给单晶硅做美容一样,让它的表面变得光滑平整。

单晶硅多晶硅的生产工艺以及性质特点培训

单晶硅多晶硅的生产工艺以及性质特点培训

单晶硅多晶硅的生产工艺以及性质特点培训1. 简介单晶硅和多晶硅是用于制造半导体器件的重要材料。

本文将介绍单晶硅和多晶硅的生产工艺以及它们的性质特点。

2. 单晶硅的生产工艺单晶硅是由纯度极高的硅原料制成的。

下面是单晶硅的生产工艺步骤:2.1 原料准备原料准备阶段是整个生产过程的第一步。

常用的硅源包括硅石、三氯化硅等。

在这个阶段,硅源会经过多次加热、冷却和化学处理,以提高其纯度。

2.2 硅棒生长在硅棒生长阶段,通过将高纯度的硅溶液注入到石英坩埚中,然后慢慢降低温度,硅原料会逐渐结晶并形成硅棒。

这个过程需要精确的温度控制和其他参数调节,以确保硅棒的质量。

2.3 硅棒加工硅棒生长完成后,需要将其进行加工。

这个过程包括将硅棒切割成小块、研磨和抛光。

最终得到的是一系列小块的单晶硅片,它们可以用于制造半导体器件。

3. 多晶硅的生产工艺多晶硅与单晶硅不同,它的结晶结构是无序的。

下面是多晶硅的生产工艺步骤:3.1 原料准备多晶硅的原料准备阶段与单晶硅类似,也需要对硅源进行加热、冷却和化学处理,以提高纯度。

3.2 硅片生长在硅片生长阶段,通过将高纯度的硅原料加热至熔化状态,并引入掺杂物,在特定的温度和压力下,硅原料会结晶并形成多晶硅。

这个过程需要精确的温度和压力控制,以确保多晶硅的质量。

3.3 硅片加工多晶硅生长完成后,需要将其进行加工。

与单晶硅类似,多晶硅需要经过切割、研磨和抛光等步骤,以得到最终的多晶硅片。

4. 单晶硅和多晶硅的性质特点单晶硅和多晶硅在性质特点上有一些区别:4.1 结晶结构单晶硅具有有序的结晶结构,原子排列有规律,这使得单晶硅具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。

多晶硅的结晶结构是无序的,原子排列无规律,电子迁移率和电阻率相对较低。

4.2 成本由于生产工艺的复杂性,单晶硅的生产成本相对较高。

多晶硅的生产成本相对较低。

4.3 应用范围单晶硅通常用于制造高性能的半导体器件,如集成电路和太阳能电池等。

多晶硅由于成本较低,通常用于制造一些低成本的半导体器件,如显示器件和光电器件等。

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程
单晶硅生产工艺流程如下:
1. 原料准备:将硅矿石经过破碎、筛分、洗涤等处理,得到纯度高的硅矿石粉末。

2. 炼制硅棒:将硅矿石粉末与氢气在高温下反应,得到气相硅,再通过化学气相沉积法(CVD)或物理气相沉积法(PVD)将气相硅沉积在硅棒上,形成单晶硅棒。

3. 切割硅片:将单晶硅棒用钻头切割成薄片,厚度通常为200-300微米。

4. 清洗硅片:将硅片放入酸碱溶液中清洗,去除表面杂质。

5. 氧化硅层形成:将硅片放入高温氧气中,形成氧化硅层,用于保护硅片表面。

6. 晶圆制备:将硅片切割成圆形,形成晶圆。

7. 掩膜制备:将晶圆涂上光刻胶,然后用光刻机进行曝光和显影,形成掩膜。

8. 沉积金属层:将晶圆放入金属蒸发器中,沉积金属层,形成电路。

9. 蚀刻:将晶圆放入蚀刻液中,去除未被金属层覆盖的氧化硅层和硅片,形成电路。

10. 清洗:将晶圆放入酸碱溶液中清洗,去除蚀刻液和其他杂质。

11. 封装:将晶圆封装在芯片封装中,形成芯片。

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺单晶硅生产工艺是一种重要的制备方法,用于制造高纯度的单晶硅材料。

它在电子工业、光伏产业等领域有着广泛的应用。

本文将介绍单晶硅的生产工艺及其主要步骤。

单晶硅是由纯净的硅材料制成的,其主要原料是石英砂。

首先,经过物理和化学的处理,石英砂中的杂质被去除,以保证最终产品的高纯度。

这一步骤常常被称为净化或精炼过程。

接下来,经过矿山开采和选矿,石英砂被破碎成小颗粒,并通过浮选等方法将杂质与硅分离。

随后,石英粉末被送入高温石英炉。

在炉内,石英粉末通过升温和冷却的过程,使纯净的硅材料逐渐结晶成块状。

在晶体生长的过程中,需要维持稳定的温度和压力条件。

通常使用感应炉等加热设备来提供热能。

在此过程中,石英容器或若干种不同的晶体生长设备被使用。

静态法是目前最常用的单晶生长方法。

在这种方法中,石英产生的热能被保持在恒定的温度下,使石英坯体逐渐结晶成大片的单晶硅材料。

这种方法具有高度的可控性和较低的成本。

在单晶硅生长结束后,晶坯需要经过多个步骤的加工。

首先,晶体被切割成薄片,这些薄片被称为晶片。

晶片表面经过粗糙化处理,以提高其表面的光电转换效率。

接着,晶片需要进行蚀刻,以去除表面的污染物和缺陷。

蚀刻可以采用湿法或干法,具体的选择取决于生产过程的要求。

最后,晶片被切割成具有特定尺寸的硅片。

这些硅片可以使用在半导体行业中,如电子器件和集成电路的制造。

总之,单晶硅生产工艺是一系列精密的步骤,用于制备高纯度的单晶硅材料。

这些步骤包括石英砂的净化、晶体生长、晶片加工和硅片切割等。

通过这些步骤,可以得到适用于电子工业和光伏产业的高质量单晶硅材料。

单晶硅的生产过程

单晶硅的生产过程

单晶硅的生产过程一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料,随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加,单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。

直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。

但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。

单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。

直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。

直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。

目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。

区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。

目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。

外延片主要用于集成电路领域。

由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。

在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。

存储器电路通常使用CZ抛光片,因成本较低。

逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch-up的能力。

单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。

单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。

二、硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。

中国硅材料工业与日本同时起步,但总体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。

单晶硅的工艺流程是什么

单晶硅的工艺流程是什么

单晶硅的工艺流程是什么单晶硅,作为集成电路和光伏等领域的重要材料,在现代科技领域发挥着不可替代的作用。

其生产工艺是一个复杂而精密的过程,需要经过多道工序才能最终得到高纯度的单晶硅材料。

以下将介绍单晶硅的工艺流程。

首先,单晶硅的生产从硅矿石提炼开始。

硅矿石经过矿选、碎矿、磨矿等步骤,得到高硅含量的矿石。

接着,将高硅含量的矿石与还原剂(通常是木炭)放入电炉中,通过高温熔炼还原法来提取出冶炼硅。

这一步骤主要是将矿石中的氧化硅还原为金属硅。

随后,得到的冶炼硅被进一步精炼成氧化硅。

通常采用气相沉积法(CVD)或者熔融法进行精炼,通过控制温度、气氛和其他条件,使得硅材料的杂质得到进一步去除,提高材料的纯度。

接下来,通过将精炼后的氧化硅和还原剂(如氢气)放入石英坩埚中,经过高温熔炼,制备出硅单晶。

将坩埚缓慢冷却,在适当的条件下,硅单晶开始逐渐生长,形成长而细长的单晶柱。

这一步骤需要非常精确的温度控制和晶体生长条件,以确保单晶硅的质量和完整性。

接着,从硅单晶柱中切割出硅片。

这一步骤需要使用钻石刀具和精密设备,通过切割和抛光,将硅单晶柱切割成薄薄的硅片。

硅片的厚度通常在几微米到数十微米之间,可以根据不同的需求进行定制。

最后,对硅片进行表面处理和清洗,去除表面污染和杂质。

随后进行掺杂、扩散、电镀等工艺步骤,将硅片制备成高纯度、定制化的单晶硅片,供集成电路、光伏等行业使用。

综上所述,单晶硅的生产工艺包括硅矿石提炼、冶炼硅提取制备氧化硅、硅单晶生长、切片、表面处理等关键步骤。

这一精密而复杂的工艺流程确保了单晶硅材料的高纯度和品质,从而为现代科技领域的发展提供了可靠的材料基础。

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单晶硅生产工艺[资料]

单晶硅生产工艺[资料]

单晶硅生产工艺[资料]单晶硅生产工艺单晶硅生产工艺一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料,随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加,单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸(300 毫米)及 18 英寸(450 毫米)等。

直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。

但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。

单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。

直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。

直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。

目前晶体直径可控制在Φ3~8 英寸。

区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。

目前晶体直径可控制在Φ3~6 英寸。

外延片主要用于集成电路领域。

由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。

在 IC 工业中所用的材料主要是 CZ 抛光片和外延片。

存储器电路通常使用 CZ 抛光片,因成本较低。

逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在 IC 制造中有更好的适用性并具有消除 Latch,up 的能力。

单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。

单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及 99%以上的集成电路用硅。

二、硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。

中国硅材料工业与日本同时起步,但总体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部分为 2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺单晶硅是一种由非金属元素硅(Si)晶体构成、具有特殊电子结构和优异功能性能的半导体材料。

它具有体积小、重量轻、热性能好、电性能稳定等特点,是生产电子元器件、传感器、激光器和光学元件等重要原材料,广泛应用于航空航天、汽车、通信、消费电子、军事等领域。

单晶硅生产工艺主要分为物理制备法和化学合成法,其中物理制备法包括晶格反射技术、蒸镀法、湍流技术、种子技术以及多功能合成技术等;化学合成法则分为熔盐技术和蒸镀技术等。

物理制备法1.反射技术:运用复杂的反射镜系统,将一根热晶体与折射率高将红外光反射率高的铂基硅叠加在一起,并在高温高气压下使晶体析出,从而制备单晶硅的生产工艺。

净化效率高,质量好,但工艺成本价高。

2.蒸镀法:这是一种制备单晶硅的技术,是将硅原料以液体或溶剂的形式,在特定的条件下,分子层层沉积的技术。

特点是成本低,生产工艺简单,但其质量一般,耐温低。

3.湍流技术:即湍流凝固技术,是利用湍流凝固技术,在液态晶格状化硅溶胶中获得单晶硅的一种技术。

它能得到高纯度、纤维质量好的单晶硅,但其生产工艺较复杂,工艺成本较高。

4.种子技术:是一种以种子和蒸镀一起使用的技术,是将高纯度硅种子(硅晶体)置于硅原料溶液中,以整体的形式逐层沉积,以制得质量高、结晶度高的单晶硅,较省时、质量好。

5.多功能合成技术:是一种结合多种制备技术而成的技术,它具有质量高、结晶度好的特点。

该技术一般以种子技术为基础,采用湍流凝固技术、蒸镀技术或晶体反射技术完成单晶硅的合成过程,得到光学级,电子级以及工业级等不同表征性能的单晶硅。

化学合成法1.熔盐法:先将硅原料经过粉碎、混合等处理,以融物形式加入熔盐的溶剂中,然后置于高温熔盐熔池中,再加入一定量的碳来吸收其他碳化物,最后把融物熔化成片状,最终成形,制备出单晶形状的硅。

2.蒸镀法:先将硅原料经过粉碎、混合等处理,然后以液态溶剂的形式,加入到碳沉积室,在特定条件下,逐层沉积,以制得质量高、结晶度良好的单晶硅片。

单晶硅的制造工艺流程

单晶硅的制造工艺流程

单晶硅的制造工艺流程一、原料准备。

1.1 硅石的选取。

咱单晶硅制造啊,首先就得选好原料。

这硅石可不是随便抓一把就行的。

得找那种纯度比较高的硅石,就像找对象似的,得精挑细选。

那些杂质太多的硅石啊,就像“歪瓜裂枣”,是不能要的。

这硅石可是整个单晶硅制造的基础,基础打不好,后面就都是白搭。

1.2 硅石的提纯。

选好硅石后,就得进行提纯。

这就好比给一块璞玉进行雕琢,得把那些杂质都去除掉。

提纯的方法有不少,像化学提纯之类的。

这个过程就像是给硅石来一场“大清洗”,把那些不该有的东西都赶走,让硅石变得纯净起来。

二、多晶硅的制备。

2.1 反应过程。

有了提纯后的硅石,接下来就是制备多晶硅。

这个过程就像是一场神奇的化学魔术。

把硅石和一些其他的物质放在一起反应,就像把各种食材放在一起烹饪一样。

在特定的温度、压力等条件下,让它们发生反应,产生多晶硅。

这时候的多晶硅啊,就像是一群刚刚集结起来的小士兵,虽然还不是我们最终想要的单晶硅,但也是很重要的一步。

2.2 多晶硅的精炼。

多晶硅生产出来后,还得进行精炼。

这精炼就像是给小士兵们进行严格的训练,把那些还不够好的地方再完善一下。

去除里面残留的杂质,让多晶硅的纯度更高。

这就好比打铁还需自身硬,多晶硅自身纯度高了,才能更好地进行下一步转化为单晶硅的过程。

三、单晶硅的生长。

3.1 直拉法。

说到单晶硅的生长方法,直拉法是很常用的一种。

想象一下,就像从一锅浓汤里把最美味的那块肉挑出来一样。

把多晶硅放在一个特殊的坩埚里,加热到熔化状态,然后用一个籽晶慢慢拉出来。

这个过程就像是从母体里孕育出一个新生命一样神奇。

籽晶就像是一个种子,在合适的条件下,单晶硅就围绕着这个种子慢慢生长起来。

3.2 区熔法。

还有区熔法来生长单晶硅呢。

这方法也有它的独特之处。

就像是给一块布料进行局部的精细加工一样。

通过局部加热多晶硅,让硅进行熔化和结晶,一点点地形成单晶硅。

这个过程需要精确的控制,就像走钢丝一样,容不得半点马虎,不然长出来的单晶硅质量就不行了。

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺
单晶硅(monocrystallinesilicon)是一种由单个晶体组成的非常精细的化学物质,由大量硅原子分子组成,因其自身高度稳定的性能,常用于工业生产中。

本文着重介绍单晶硅的生产工艺。

首先,该过程的原料需要是芯片级别的硅,可以是片状的硅或者粉末状的硅,或者可以是事先在实验室制备好的粉末。

接着,将这些原料放入壳体中,即实验室中特制的高纯硅和高纯碳混合物,采用低萃取技术,利用温差控制熔融硅和碳的形成,最后将整个晶体从容器中剥离出来。

然后,该工艺的下一步是成形加工,该过程需要采用电铸技术,将晶体模具固定在电源上,加热晶体,即将高温下的晶体加温至设定温度,加热时间根据晶体的尺寸确定。

最后,将晶体从模具中倒出,将晶体形状成所需要的尺寸,完成该加工过程。

最后,单晶硅生产工艺还需要做一系列的终检,该步骤是单晶硅生产过程中必不可少的环节,在终检过程中需要检测单晶硅的硅度,表面的品质,厚度和尺寸等检测指标,为确保最终的单晶硅质量,终检过程必须严格按照规定进行。

总而言之,单晶硅生产工艺需要经历多个步骤,首先根据单晶硅的需求制备原料,其次采用低温技术将晶体分离出来,然后需要经过成形加工的步骤,最后是一系列的终检步骤,确保生产出的单晶硅质量。

单晶硅生产过程中,加工技术和终检要求都是十分严格的,对于如何正确的生产出高纯度的单晶硅,确保生产产品质量,是遵循高标
准的过程中必须实行的。

以上就是单晶硅生产工艺的介绍,单晶硅在工业生产中得到广泛应用,它的生产工艺也是复杂而又繁琐的,要求生产者严格按照生产要求和终检指标,实行高精度的生产,以确保生产产品的质量。

单晶硅生产工艺流程图

单晶硅生产工艺流程图

单晶硅生产工艺流程图单晶硅是目前最常用的太阳能电池材料,广泛应用于光伏发电和半导体制造行业。

下面是单晶硅生产工艺的流程图:一、原料准备1. 砂矿采集:首先,需要采集高纯度的石英砂矿石。

石英砂中的杂质成分需要严格控制,以确保生产出的单晶硅具有较高的纯度。

2. 洗选和粉碎:采集到的石英砂会被洗选和粉碎,去除其中的杂质和不纯物质。

这里需要使用化学方法或物理方法进行分离和精炼,确保石英砂的纯度能够满足单晶硅生产的要求。

二、冶炼和凝固1. 熔炼石英砂:将纯净的石英砂与高温下的木炭反应,从而得到高纯度的石英坩埚和二氧化硅气体。

这个过程需要耗费大量的能源进行加热,使得石英砂达到熔化的温度。

2. 凝固生长:通过将石英坩埚放置在石英砂中,并在适当的温度梯度下进行凝固生长。

由于坩埚的底部温度高于顶部温度,石英砂会逐渐凝固生成固态石英单晶。

这个过程需要耗费较长时间,通常需要几天的时间才能完成。

三、切割和打磨1. 切割:在凝固生长完成后,得到的是一个长方形的石英坯料。

为了方便后续的制备工作,需要将坯料切割成合适的尺寸。

常用的方法是使用钻头进行机械切割,或者使用激光切割机进行精确切割。

2. 打磨:切割后的石英坯料会有一些毛边或凹凸不平的地方,需要进行打磨处理使其平整。

这里需要使用钢丝刷或砂纸进行粗磨和细磨,以确保表面光滑且无瑕疵。

四、清洗和检测1. 清洗:打磨后的石英单晶需要经过严格的清洗处理,以去除切割和打磨过程中留下的尘埃和污染物。

常用的清洗方法包括超纯水冲洗、酸碱清洗和高温清洗等。

2. 检测:清洗后的石英单晶需要进行表面检测,以确保其没有表面缺陷或污染。

常用的检测方法包括光学显微镜观察、扫描电子显微镜检测和光谱分析等。

通过以上生产工艺,最终能够生产出高纯度、优质的单晶硅,然后可以用于制备太阳能电池或半导体器件。

单晶硅生产工艺的精细化和自动化程度越来越高,能够有效提高生产效率和质量控制水平。

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程
《单晶硅生产工艺流程》
单晶硅是一种非常重要的半导体材料,广泛应用于电子、太阳能等领域。

其生产工艺流程十分复杂。

下面将介绍单晶硅生产的工艺流程。

首先,从矿石中提取硅。

硅矿经过破碎、粉碎、浸出等工序,提炼出硅的原始材料。

接着,原始材料要经过精炼、氧化等处理,得到硅的初级产物。

然后,得到的初级产物需要通过多道精炼处理。

通过熔炼、结晶、拉丝等工艺,将初级产物转化为单晶硅。

在拉丝的过程中,需要确保温度、压力、拉力等参数的稳定,以保证单晶硅的纯度和结晶度。

最后,通过切割、研磨、抛光等工序,将拉制得到的单晶硅坯料加工成为各种尺寸和形状的硅片,以供电子、光伏等行业使用。

单晶硅生产工艺流程十分复杂,需要严格控制各个环节的工艺参数,以确保产品的质量和性能。

同时,随着科技的进步和市场需求的变化,单晶硅生产的工艺流程也在不断改进和优化,以适应新的发展趋势。

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程
《单晶硅生产工艺流程》
单晶硅是太阳能光伏产业的重要原材料,其生产工艺流程主要包括石英精矿提取、冶炼、晶体生长和切割等步骤。

首先,石英精矿提取是单晶硅生产的第一步。

生产厂商通过采矿和选矿将石英精矿提取出来,去除杂质以及研磨成粉末。

接着,石英精矿将会进行冶炼处理。

在高温高压的环境下,石英精矿通过冶炼工艺转变成硅棒,并且通过化学反应去除了杂质。

然后,硅棒将被用来生长单晶硅晶体。

这一步骤的核心是通过克里斯托尔生长法,在高温下将硅棒转变成单晶硅。

这一步骤要求非常严格的工艺和设备条件。

最后,生长出的单晶硅晶体将会进行切割,并根据生产需求进行加工,制成太阳能电池板等产品。

总的来说,单晶硅的生产工艺流程是一个复杂并且需要高技术水平的过程。

随着太阳能产业的兴起,单晶硅的生产工艺也在不断进步和优化,以满足市场对高效太阳能产品的需求。

生产单晶硅制备及其应用工艺技术

生产单晶硅制备及其应用工艺技术

生产单晶硅制备及其应用工艺技术1. 引言单晶硅,又称为硅单晶,是一种纯度高、结晶度好的硅材料。

由于其具有优异的光电性能,在微电子、光电子、太阳能等领域有广泛的应用。

本文将介绍单晶硅的制备过程及其应用工艺技术。

2. 单晶硅制备工艺2.1 原料准备单晶硅的主要原料是硅矿石,如石英矿、石英砂等。

其中,石英矿是最常用的原料之一,其主要成分为二氧化硅(SiO2)。

2.2 提炼硅材料2.2.1 炼硅矿石首先,将硅矿石进行破碎,然后通过矿石选矿工艺,将硅矿石中的杂质去除,得到纯净的矿石。

2.2.2 冶炼石英将石英矿经过粉碎、磁选、浮选等工艺处理,得到精制的石英。

然后进行高温冶炼,将石英加热至高温,使之熔融,去除杂质。

通过精炼和晶炼工艺,得到纯净的硅石,供后续制备单晶硅使用。

2.3 单晶硅生长2.3.1 Czochralski法(CZ法)CZ法是单晶硅生长的一种常用方法。

首先,将纯净的硅材料放入一个坩埚中,坩埚内有一根带有导向晶体的芯棒。

然后,在真空或者保护气氛下,将硅材料加热融化。

通过控制温度梯度和晶体拉升速度,使硅溶液凝固成单晶硅,晶体自上而下生长。

2.3.2 化学气相沉积法(CVD法)CVD法是另一种单晶硅生长的方法。

将气体中的硅源和载气送入反应室,在适当的温度下进行化学反应,生成单晶硅。

这种方法适用于大面积、高速生长的情况,但相对CZ法,晶体质量略差。

2.4 单晶硅切割完成单晶硅生长后,需要对其进行切割,获得所需尺寸和形状的单晶硅片。

常用的切割方法有线锯法和线外阵列齿轮切割法。

切割后的单晶硅片会经过抛光和清洗等处理,以获得光洁的表面。

3. 单晶硅应用工艺技术3.1 微电子领域单晶硅在微电子领域有广泛的应用,主要用于制造集成电路(IC)、晶体管和太阳能电池等器件。

在IC生产中,单晶硅片作为基底,通过光刻、沉积、电子束曝光等工艺步骤,制造芯片上的电子元件。

在晶体管生产中,单晶硅是晶体管的基础材料。

3.2 光电子领域单晶硅在光电子领域也有重要应用。

单晶硅的工艺流程

单晶硅的工艺流程

单晶硅的工艺流程
单晶硅的工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 制备硅原料:通常使用二氧化硅(SiO2)作为硅原料,可以从矿石中提取或通过化学反应合成。

2. 熔化:将硅原料放入熔炉中进行高温熔化,通常采用电阻加热炉、感应加热炉等。

3. 晶体生长:在熔融硅中加入掺杂剂,并悬挂一个种子晶体(通常为硅单晶),通过缓慢降温的方式,将晶体生长到所需尺寸。

4. 切割:将晶体切割成薄片,形成所需的单晶硅晶圆。

5. 去除污染物:使用化学方法或物理方法去除晶圆表面的杂质和污染物。

6. 染色:经过划痕和酸蚀处理,将晶圆表面染成特定颜色,以方便后续工艺步骤的区分和识别。

7. 衬底制备:将晶圆放入真空中,在高温下沉积一层薄膜作为衬底,常用的材料包括氮化硅、二氧化硅等。

8. 制造集成电路:在晶圆上利用光刻、薄膜沉积、离子注入等方法制作不同的电子器件和电路结构,形成集成电路器件。

9. 片上测试:对制造好的集成电路进行测试,验证其功能和性能是否符合要求。

10. 封装和封装测试:将集成电路器件封装成IC封装,然后对封装好的器件进行测试,确保其可靠性和稳定性。

11. 包装和出货:将测试合格的芯片进行包装,然后进行质量检验和标识,最后出货给客户。

需要注意的是,以上只是单晶硅工艺流程的主要步骤,每个步骤可能还有许多子步骤和细节操作,具体工艺流程可能因不同的产品、工艺要求和制造厂商而有所差异。

单晶硅工艺流程

单晶硅工艺流程

单晶硅工艺流程
《单晶硅工艺流程》
单晶硅是制造集成电路和太阳能电池的重要材料,其工艺流程十分复杂。

下面我们来了解一下单晶硅的工艺流程。

1. 制备高纯度多晶硅
首先,需要制备高纯度多晶硅。

通过氢气还原法将硅矿石还原成多晶硅,再通过碘化法或氯化法提炼成高纯度多晶硅。

2. 生长单晶硅
接下来,将高纯度多晶硅放入石墨坩埚中,加热至熔化点,然后缓慢凝固。

在凝固过程中,通过拉晶法或单晶法,将多晶硅生长成单晶硅棒。

3. 切割晶圆
将生长的单晶硅棒切割成一定厚度的圆片,即晶圆。

晶圆表面需要进行化学机械抛光,以去除切割带来的粗糙和损伤。

4. 污染物去除
在清洗过程中,需要将晶圆表面的氧化膜去除,并除去各种杂质和残留物。

通常采用HF酸、HNO3酸和H2O2的溶液进行腐蚀清洗。

5. 氧化与扩散
将晶圆表面进行氧化处理,形成一层绝缘层。

然后通过掺杂的方式,在晶圆表面形成P型或N型半导体区域。

6. 光刻
将光刻胶覆盖在晶圆表面,然后使用光刻机将光刻胶暴露在紫外光下。

随后,利用显影、蚀刻等方法,在光刻胶上形成芯片图形。

7. 沉积金属
通过化学气相沉积或物理气相沉积等方法,在芯片表面形成金属化层,用于连接电路。

8. 清洁与检测
最后,需要对芯片进行清洁和检测。

清洁可以去除沉积在芯片表面的污染物,检测则是验证芯片性能是否符合要求。

通过以上工艺流程,单晶硅可以制备成各种微电子器件和太阳能电池。

这些工艺流程不仅需要高精度的设备和技术,还需要严格的控制和管理,以确保生产出高质量的单晶硅产品。

单晶硅的制造方法

单晶硅的制造方法

单晶硅的制造方法一、原料准备。

1.1 硅石选择。

咱要制造单晶硅啊,首先得有好的原料。

硅石那可是关键,就像盖房子得选好砖头一样。

咱得挑纯度高的硅石,那些杂质太多的可不行,那就是“歪瓜裂枣”,得挑那种质地纯净、色泽均匀的硅石。

这硅石就像是单晶硅的“老祖宗”,基础打不好,后面就全白搭了。

1.2 碳源选择。

还有碳源呢,这就像是给硅石找个好搭档。

一般常用的就是焦炭之类的。

这个碳源啊,要能和硅石很好地发生反应,就像两个人配合得默契一样。

如果碳源不合适,那反应就不顺畅,就像齿轮卡壳了,整个制造流程就没法顺利进行下去。

二、硅的提纯。

2.1 反应生成粗硅。

把硅石和碳源放到炉子里反应,这就像一场“化学反应大作战”。

高温下,硅石和碳源就开始“折腾”起来,生成粗硅。

但是这个粗硅可没那么纯,里面杂质还不少呢,就像一锅粥里还有不少沙子,这可不符合咱单晶硅的要求,还得继续提纯。

2.2 氯化提纯。

接下来就是氯化提纯这一步。

把粗硅和氯气反应,生成四氯化硅。

这一步就像是把杂质从一群羊里挑出来,四氯化硅比较容易提纯。

那些杂质就像是混在羊群里的狼,咱得把狼赶走,留下纯净的羊,也就是提纯后的四氯化硅。

2.3 还原得到高纯硅。

然后再把四氯化硅还原,这就像是把提纯后的东西再变回咱想要的硅。

这个过程得小心翼翼的,就像走钢丝一样。

要是出点差错,硅的纯度就达不到要求了。

经过这一系列的折腾,咱就得到了高纯硅,这高纯硅就像是经过千锤百炼的勇士,纯度很高了。

三、单晶硅的生长。

3.1 直拉法。

有了高纯硅,就可以开始生长单晶硅了。

直拉法是很常用的一种方法。

就像从井里打水一样,把高纯硅放到坩埚里加热熔化,然后用籽晶慢慢往上拉。

这个过程就像钓鱼一样,得掌握好力度和速度,拉得太快或者太慢都不行。

要是太快了,就像急性子办坏事,单晶硅的质量就不好;要是太慢了,就像老太太走路,效率又太低了。

3.2 区熔法。

还有区熔法呢。

这种方法就像是给硅来个局部的“桑拿”。

让硅的一部分熔化,然后慢慢移动,让杂质都跑到一端去,就像把坏东西都赶到一个角落里一样。

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。

其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。

由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之。

单晶硅生产工艺流程:1、石头加工开始是石头,(石头都含硅),把石头加热,变成液态,在加热变成气态,把气体通过一个密封的大箱子,箱子里有N多的子晶加热, 两头用石墨夹住的,气体通过这个箱子,子晶会把气体中的一种吸符到子晶上,子晶慢慢就变粗了,因为是气体变固体,所以很慢,一个月左右,箱子里有就很多长长的原生多晶硅。

2、酸洗当然,还有很多的废气啊什么的,(四氯化硅)就是生产过程中产生的吧,好像现在还不能很好处理这东西,废话不多说,原生多晶有了,就开始酸洗,氢氟酸啊硝酸啊,乙酸啊什么的把原生多晶外面的东西洗干净了,就过烘房烘干,无尘检查打包。

3、拉晶送到拉晶,拉晶就是用拉晶炉把多晶硅加热融化,在用子晶向上拉引,工人先把多晶硅放进石英锅里,(厂里为了减少成本,也会用一些洗好的电池片,碎硅片一起融)关上炉子加热,石英锅的融点是1700度,硅的融点才1410度左右,融化了硅以后石英锅慢慢转起来,子晶从上面下降,点到锅的中心液面点,也慢慢反方向转,锅下面同时在电加热,液面上加冷,子晶点到液面上就会出现一个光点,慢慢旋转,向上拉引,放肩,转肩,正常拉棒,收尾,一天半左右,一个单晶棒就出来了。

4、切方单晶棒有了就切方,单晶棒一般是做6英寸的,P型,电阻率0。

5-6欧姆(一英寸等于2。

4厘米左右)切掉棒子四边,做成有倒角的正方形,在切片,0。

22毫米一片吧。

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单晶硅生产工艺[资料]单晶硅生产工艺单晶硅生产工艺一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料,随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加,单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸(300 毫米)及 18 英寸(450 毫米)等。

直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。

但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。

单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。

直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。

直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。

目前晶体直径可控制在Φ3~8 英寸。

区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。

目前晶体直径可控制在Φ3~6 英寸。

外延片主要用于集成电路领域。

由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。

在 IC 工业中所用的材料主要是 CZ 抛光片和外延片。

存储器电路通常使用 CZ 抛光片,因成本较低。

逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在 IC 制造中有更好的适用性并具有消除 Latch,up 的能力。

单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。

单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及 99%以上的集成电路用硅。

二、硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。

中国硅材料工业与日本同时起步,但总体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部分为 2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。

中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。

但我国科技人员正迎头赶上,于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅,标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。

目前,全世界单晶硅的产能为 1 万吨/年,年消耗量约为 6000 吨,7000 吨。

未来几年中,世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势。

单晶硅产品向 300mm 过渡,大直径化趋势明显:随着半导体材料技术的发展,对硅片的规格和质量也提出更高的要求,适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。

目前,硅片主流产品是200mm,逐渐向 300mm 过渡,研制水平达到 400mm,450mm。

据统计,200mm 硅片的全球用量占 60%左右,150mm 占 20%左右,其余占 20%左右。

根据最新的《国际半导体技术指南(ITRS)》,300mm 硅片之后下一代产品的直径为450mm;450mm 硅片是未来 22 纳米线宽 64G 集成电路的衬底材料,将直接影响计算机的速度、成本,并决定计算机中央处理单元的集成度。

Gartner 发布的对硅片需求的 5 年预测表明,全球 300mm 硅片将从 2000 年的 1.3%增加到 2006 年的 21.1%。

日、美、韩等国家都已经在 1999 年开始逐步扩大 300mm 硅片产量。

据不完全统计,全球目前已建、在建和计划建的 300mm 硅器件生产线约有 40 余条,主要分布在美国和我国台湾等,仅我国台湾就有 20 多条生产线,其次是日、韩、新及欧洲。

世界半导体设备及材料协会(SEMI)的调查显示,2004 年和 2005 年,在所有的硅片生产设备中,投资在 300mm 生产线上的比例将分别为 55%和 62%,投资额也分别达到 130.3 亿美元和 184.1 亿美元,发展十分迅猛。

而在 1996 年时,这一比重还仅仅是零2、硅材料工业发展日趋国际化,集团化,生产高度集中:研发及建厂成本的日渐增高,加上现有行销与品牌的优势,使得硅材料产业形成“大者恒大”的局面,少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。

上世纪 90 年代末,日本、德国和韩国(主要是日、德两国)资本控制的 8 大硅片公司的销量占世界硅片销量的 90%以上。

根据 SEMI 提供的 2002 年世界硅材料生产商的市场份额显示,Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu 等 5 家公司占市场总额的比重达到 89%,垄断地位已经形成。

3、硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向:随着光电子和通信产业的发展,硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向。

硅基材料是在常规硅材料上制作的,是常规硅材料的发展和延续,其器件工艺与硅工艺相容。

主要的硅基材料包括 SOI(绝缘体上硅)、GeSi和应力硅。

目前 SOI 技术已开始在世界上被广泛使用,SOI 材料约占整个半导体材料市场的 30% 左右,预计到 2010 年将占到 50%左右的市场。

Soitec 公司(世界最大的 SOI 生产商)的 2000 年,2010 年 SOI 市场预测以及 2005 年各尺寸 SOI 硅片比重预测了产业的发展前景。

4、硅片制造技术进一步升级:目前世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺,使制片技术取得明显进展。

在日本,Φ200mm 硅片已有50%采用线切割机进行切片,不但能提高硅片质量,而且可使切割损失减少 10%。

日本大型半导体厂家已经向 300mm 硅片转型,并向0.13μm 以下的微细化发展。

另外,最新尖端技术的导入,SOI 等高功能晶片的试制开发也进入批量生产阶段。

对此,硅片生产厂家也增加了对 300mm 硅片的设备投资,针对设计规则的进一步微细化,还开发了高平坦度硅片和无缺陷硅片等,并对设备进行了改进。

三、硅是地壳中赋存最高的固态元素,其含量为地壳的四分之一,但在自然界不存在单体硅,多呈氧化物或硅酸盐状态。

硅的原子价主要为 4 价,其次为 2 价;在常温下它的化学性质稳定,不溶于单一的强酸,易溶于碱;在高温下化学性质活泼,能与许多元素化合。

由于硅的禁带宽度和电子迁移率适中,硅器件的最高工作温度能达 250?,其制作的微波功率器件的工作频率可以达到 C 波段(5GHZ)。

在硅的表面能形成牢固致密的 SiO2 膜,此膜能充当电容的电介质、扩散的隔离层、器件表面的保护层,随着平面工艺与光刻技术的问世而促进了硅的超大规模集成电路的发展。

硅材料资源丰富,又是无毒的单质半导体材料,较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。

晶体力学性能优越,易于实现产业化,从而导致半导体硅材料成为电子材料中的第一大主体功能材料,并在今后较长时间内仍将成为半导体的主体材料。

多晶硅材料是以工业硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料,是信息产业和新能源产业最基础的原材料。

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)。

其导电性介于 10-4–1010 欧厘米。

多晶硅应用领域:多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料。

主要用做半导体的原料,是制做单晶硅的主要原料,可作各种晶体管、整流二极管、可控硅、太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及红外探测器等。

多晶硅是制备单晶硅的唯一原料和生产太阳能电池的原料。

随着近几年我国单晶硅产量以年均 26%的速度增长,多晶硅的需求量与日俱增,目前供应日趋紧张。

我国 2000 年产单晶硅 459 吨,2003 年增加到 1191 吨,预计 2005 年产量将达 1700 吨,消耗多晶硅 2720 吨。

从单晶硅产品结构看,太阳电池用单晶硅产量增长最快,2000 年产量 207 吨,2003 年为 696 吨。

预计 2005 年将达到1000吨,约需多晶硅 1590 吨,而国内 2004 年仅生产多晶硅 57.7 吨,绝大部分需要进口。

我国主要的太阳能电池厂有 5~6 家,最大的无锡尚德太阳能电力有限公司2004 年产量约为 50MW,2005 年计划生产 100MW,如果完成计划,则约需多晶硅1300 吨以上。

仅此一家企业,就要 2 家千吨级多晶硅厂为其供货,才能满足生产需要。

从国际市场看,国际市场多晶硅需求量在以每年 10,12%的速度增长,按此增长速度预测,2005 年全球多晶硅需求量将达 27000 吨,2010 年将达 60000 吨,缺口很大。

亚太地区特别是日本、台湾、新加坡、韩国等地,都是多晶硅的主要需求地。

多晶硅生产技术:多晶硅生产技术主要有:改良西门子法、硅烷法和流化床法。

正在研发的还有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料法等制造低成本多晶硅的新工艺。

世界上 85,的多晶硅是采用改良西门子法生产的,其余方法生产的多晶硅仅占 15,。

以下仅介绍改良西门子法生产工艺。

西门子法(三氯氢硅还原法)是以 HCl(或 Cl2、H2)和冶金级工业硅为原料,将粗硅(工业硅)粉与 HCl 在高温下合成为 SiHCl3,然后对 SiHCl3 进行化学精制提纯,接着对 SiHCL3 进行多级精馏,使其纯度达到 9 个 9 以上,其中金属杂质总含量应降到 0.1ppba 以下,最后在还原炉中在 1050?的硅芯上用超高纯的氢气对SiHCL3进行还原而长成高纯多晶硅棒。

多晶硅副产品:多晶硅生产过程中将有大量的废水、废液排出,如:生产 1000 吨多晶硅将有三氯氢硅 3500 吨、四氯化硅 4500 吨废液产生,未经处理回收的三氯氢硅和四氯化硅是一种有毒有害液体。

对多晶硅副产物三氯氢硅、四氯化硅经过多级精馏提纯等化学处理,可生成白炭黑、氯化钙以及用于光纤预制棒的高纯(6N)四氯化硅。

四、硅锭的拉制,目前主要有以下几种方法:*直拉法即切克老斯基法(Czochralski:Cz),直拉法是用的最多的一种晶体生长技术。

直拉法基本原理和基本过程如下:1.引晶:通过电阻加热,将装在石英坩埚中的多晶硅熔化,并保持略高于硅熔点的温度,将籽晶浸入熔体,然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体;2.缩颈:生长一定长度的缩小的细长颈的晶体,以防止籽晶中的位错延伸到晶体中;放肩:将晶体控制到所需直径;3.等径生长:根据熔体和单晶炉情况,控制晶体等径生长到所需长度;4.收尾:直径逐渐缩小,离开熔体;5.降温:降级温度,取出晶体,待后续加工6.最大生长速度:晶体生长最大速度与晶体中的纵向温度梯度、晶体的热导率、晶体密度等有关。

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