电子级多晶硅的生产工艺

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电子级多晶硅生产精馏方案

电子级多晶硅生产精馏方案2014年复产后，对除低沸精馏塔T108&T104/105塔操作参数进行降压优化操作，目前从T105F取样和产品TCS储罐取样分析结果看，B含量绝大部分达到1ppbw以下，而T108和T103/104/106三级精馏塔操作参数控制较稳定。

为了进一步降低产品TCS中的B含量，稳定产出电子级多晶硅产品，精馏工艺需作调整。

一、参数优化1、精馏原理精馏原理是利用混合物各组分的挥发度不同实现物料的分离，操作中，物料间的相对挥发度越大越容易分离，相对挥发度越小越难分离，当相对挥发度等于1时，不能用普通的精馏分离。

图一为BCl3、PCl3与TCS在不同温度时的蒸汽压之比趋势图（理想状态时可视为相对挥发度）：图一BCl3、PCl3与TCS在不同温度下的蒸汽压之比趋势图从图一可看出，BCl3、PCl3和TCS的相对挥发度随温度的升高而降低。

在液态氯硅烷中，沸点比TCS高的物质主要有金属氯化物、大部分P化合物和少量的B 化合物，因无相对挥发度的数据，以其标准状况下的沸点作为参考，考虑其在精馏各塔中的分布。

表一为氯硅烷中各种B/P及金属氯化物的沸点统计表：表一此外，还有三种化合物在表一中未体现：PH3，沸点-84℃；BHCl2，沸点-17.5℃；B2H6，沸点-93℃。

从表一看出，沸点比TCS低的硼化物有3种，磷化物有3种，最接近的是沸点25℃的（CH3）2PH；沸点比TCS高的硼化物有3种，磷化物有10种，最接近的是沸点为37.8℃的（CH3）3P；沸点介于TCS/STC间的有4种。

值得注意的是，PH3和B2H6的沸点与HCl（-85℃）较为接近，在CDI系统中HCl采用氯硅烷吸收，而PH3和B2H6有可能混在回收氢中；CH3BCl2和BCl3的沸点与DCS沸点非常接近，且在各种模拟文献中，氯硅烷中B的主要存在形式是BCl3，因此控制系统中的DCS含量也比较关键。

P+H2→PH3PCl 3+H2→PH3+HCl在精馏塔操作中，回流比的大小对精馏有较大影响，回流比越大对产品质量较好，但增加操作费用，且对于固定精馏塔回流量超过运行负荷会导致液泛，而回流比太小产品质量不合格，操作中需选择适宜的回流比。

多晶硅生产工艺流程

多晶硅生产工艺流程多晶硅是一种用途广泛的工业材料，广泛应用于太阳能电池、集成电路、半导体等领域。

多晶硅的生产工艺流程主要包括原料制备、电炉熔炼、晶体生长、切片和加工等环节。

首先是原料制备环节。

多晶硅的主要原料是硅矿石，经过破碎、磨矿和洗选等工艺处理后，得到纯度较高的硅精矿。

然后将硅精矿与还原剂（通常为石油焦）按一定比例混合，经过球磨、混合搅拌、干燥等工艺，制备成混合料。

接下来是电炉熔炼环节。

混合料被装入电炉中，通过电阻加热进行熔炼。

电炉熔炼一般采用直流电弧炉，将石墨电极插入炉膛，通过电弧放电进行加热。

在炉内加热过程中，还原剂与硅矿石反应生成高纯度的硅气体，硅气体进一步沉积在电炉底部，形成多晶硅块。

然后是晶体生长环节。

多晶硅块被切割成合适大小的块状样品，放入石英坩埚中，加入适量的溶剂，并在真空条件下进行加热。

在加热的过程中，多晶硅块逐渐熔化，并逐渐结晶形成单晶硅棒。

晶体生长的过程需要严格控制温度、压力和气氛等参数，以确保晶体的纯度和质量。

然后是切片环节。

多晶硅棒经过冷却后，形成硬度较大的硅棒样品。

然后，硅棒样品被切割成薄片，常用的切割方法有线锯和切割盘。

切割得到的硅片需要进行表面处理，通常使用酸洗或化学机械抛光等方法，以去除表面的氧化物和杂质。

最后是加工环节。

切割得到的硅片经过清洗、干燥、检测等工艺处理后，可以按照需要进行加工。

常见的加工方法包括腐蚀、薄片择优、掺杂、扩散、光刻、薄膜沉积、金属化、封装等步骤，以制备出最终的多晶硅产品。

多晶硅的生产工艺流程复杂而精细，需要严格控制各个环节的参数和工艺条件，以确保产品的质量。

随着科技的不断发展，多晶硅的生产工艺也在不断改进和创新，以满足不同领域对多晶硅材料的需求。

电子级多晶硅生产技术浅谈

电子级多晶硅生产技术浅谈摘要：在工业生产中，对于电子级多晶硅的需求量是非常大的，其质量对电子产品的电路级功能、二极管功能等有着重要的影响。

所以，想要保证工业生产中电子产品的质量，就需要确保电子级多晶硅产品的质量。

由此，论文先对电子级多晶硅生产工艺做了简要分析，进而深入研究与分析了现阶段电子级多晶硅的生产技术，以供借鉴。

关键词：电子级多晶硅；还原炉；生产技术；精馏；分析前言随着现代科学技术的快速发展，电子工业生产中对于电子级多晶硅的需求不断增大，但现阶段的电子级多晶硅生产技术还存在一定的缺陷问题，如提纯效率不高、污染大及生产成本高等。

为了更好地满足当前社会发展对于产品质量和数量等方面的实际需要，还需要进一步加大对电子级多晶硅生产技术的研究与探索，不断提升其生产技术水平，促进产品质量和效率的提升，从而更好地满足实际需要。

一、电子级多晶硅生产工艺就目前来看，许多制造企业在生产多晶硅时大多选用改良西门子法和流化床颗粒硅法实现的。

流化床颗粒硅法在实际生产过程中对于产品杂质的控制存在一定的难度，这与电子级多晶硅的生产不相符。

电子级多晶硅生产中所采用的改良西门子法主要包含了两种不同的工艺，一种是三氯氢硅生产工艺，一种是硅烷生产工艺。

其中前者主要以直拉单晶和区熔单晶作为高纯硅料实现生产的，其所生产的产品具有较高的纯度，也因此该生产工艺受到许多企业的青睐，尽管如此，但这种工艺在实际生产过程中会产生对环境污染较大的有害物质，且生产成本较高。

硅烷生产工艺则是以石英钟罩内的硅烷化学气相沉积来实现生产的，尽管这种工艺在生产过程中能耗较低，但存在其他额外的损耗，整体生产成本也比较高，再加上硅烷生产具有较高的危险性，也因此使得该工艺的应用受到一定的制约。

由上述可知，现阶段的电子级多晶硅生产工艺仍然存在一定的缺陷问题，所以，制造企业需要结合自身生产的实际需求和生产环境的实际情况，具有针对性的选择与之相符合的生产工艺，同时加以改进和优化，以确保电子级多晶硅的生产质量和效率。

电子级多晶硅的生产工艺

电子级多晶硅的生产工艺目录摘要........................................................1. 1引言. (1)2 多晶硅技术的特殊性及我国的差距 (1)2.1 多晶硅技术的特殊性 (1)3 主要的多晶硅生产技术选择 (2)3.1 SiCl4法 (2)3.2 SiH2Cl2法 (3)3.3 SiH4法 (3)3.4 SiHCl3法 (4)4 电子级多晶硅流程 (5)4.1 第一代SiHCl3的生产流程 (5)4.2 第二代多晶硅的生产流程 (7)4.3 第三代多晶硅生产流程 (8)5 流床反应器和自由空间反应器 (10)6 结论 (11)7致谢 (11)参考文献 (12)电子级多晶硅的生产工艺摘要:就建设1000t电子级多晶硅厂的技术进行了探讨。

对三氯氢硅法、四氯化硅法、二氯二氢硅法和硅烷法生产的多晶硅质量、安全性、运输和存贮的可行性、有用沉积比、沉积速率、一次转换率、生长温度、电耗和价格进行了对比;对还原或热分解使用的反应器即钟罩式反应器、流床反应器和自由空间反应器也进行了比较。

介绍了用三氯氢硅钟罩式反应器法生产多晶硅三代流程。

第三代多晶硅流程适于1000t/a级的电子级多晶硅生产。

关键词多晶硅;三氯氢硅法;硅烷法;流程;生产1.引言：根据电子级多晶硅的需求,世界及中国电子级多晶硅的生产能力,市场竞争形势,多晶硅的体纯度和表面纯度以及生产成本。

提出了占领市场必须具备的质量标准,能源消耗和材料消耗指标以及最终生产成本。

本文将进一步讨论目前电子级多晶硅的各种关键技术和这些技术对比,从而提出在建设我国1000t电子级多晶硅工厂的技术建议。

2 多晶硅技术的特殊性及我国的差距2.1 多晶硅技术的特殊性电子级多晶硅的发展经历了将近50年的历程。

各国都在十分保密的情况下发展各自的技术。

国外有人说参观一个多晶硅工厂甚至比参观一个核工厂还要难,可见其保密性之严。

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。

多晶硅生产工艺和反应原理

多晶硅生产工艺和反应原理多晶硅是一种用于制造太阳能电池板的关键材料。

其制备工艺涉及多个步骤和反应原理。

多晶硅的生产工艺可以概括为以下几个主要步骤：1. 原料准备：多晶硅的主要原料是冶炼硅、矽酸钠和氢氯酸等。

这些原料在制备过程中需要进行精确的配比，以确保最终产品的质量和效能。

2. 冶炼硅的制备：首先，将原料中的冶炼硅与氢氧化钠进行反应，生成硅酸钠溶液。

然后，在高温下将溶液与电解质反应，从中析出粗硅。

这个过程主要是通过液相冶炼和电解两个步骤来完成的。

3. 精炼多晶硅：将粗硅放入电炉中，并在控制温度和环境的条件下进行加热。

通过向炉内加入能与杂质反应的物质（如氯化氢），可以将杂质从硅中去除。

这个过程被称为精炼，其目的是提高多晶硅的纯度。

4. 抽拉和切割：经过精炼的多晶硅会以一定的比例被抽拉成圆柱形的晶棒。

这个晶棒通常被切割成薄片，用于制造太阳能电池板。

切割过程需要高精确度的设备和操作，以确保最终产品的品质。

在多晶硅生产过程中，存在多个反应原理的作用：1. 溶液反应：冶炼硅与氢氧化钠反应形成硅酸钠溶液，这个反应产生了大量的热量。

同时，在高温下进行的电解质反应中，硅酸钠溶液被分解为纯硅和氢氧化钠，从而促使多晶硅的形成。

2. 杂质去除反应：在精炼多晶硅的过程中，通过向电炉中加入氯化氢等物质，可以与多晶硅中的杂质发生反应。

这些杂质会以气体或液体的形式被移出，从而提高多晶硅的纯度。

3. 抽拉和切割反应：在多晶硅被抽拉和切割的过程中，需要使用高精确度的设备和工艺控制，以确保晶棒和切片的质量。

这个过程主要是机械物理反应，通过切割工具对多晶硅进行切割和加工。

总而言之，多晶硅的生产工艺涉及多个步骤和反应原理。

从原料准备、冶炼、精炼到抽拉和切割，每一步骤都是为了提高多晶硅的纯度和形状，以满足太阳能电池板制造的要求。

通过控制反应条件和使用精确的设备，可以实现高质量的多晶硅生产。

多晶硅是一种非常重要的材料，广泛应用于太阳能电池板的制造。

制作多晶硅生产流程图

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:
SiHC13 + H2 1050-1100℃ Si+3HC1 三氯氢硅、四氯化硅是无色透明液体，在空气中强烈发烟，易燃、易爆，易溶于有机溶剂，极易水解。要求设备密闭，厂房通风良好，穿戴劳动保护用品。 2.2 硅烷法将硅粉与电解镁屑在液氨的媒介中，生成硅烷气体再在热分解炉中分解而得。生产流程如图2所示。
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*10-9，硼要求在0.5 x10-9以下。

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，广泛应用于光伏行业以及电子、光电子等领域。

多晶硅的生产工艺流程一般包括原料准备、硅熔炼、凝固和切片等环节。

首先，原料准备是多晶硅生产工艺的第一步。

常用的原料是硅矿石，如二氧化硅。

硅矿石经过破碎、磨细等处理后，得到晶圆级的硅粉。

接下来，硅熔炼是多晶硅工艺流程的关键环节。

硅粉经过预处理后，放入高温的炉中进行熔炼。

炉内温度一般在1400℃至1500℃之间，同时加入一定比例的助熔剂，如磷酸、硼酸等。

这些助熔剂能够提高硅粉的熔点与熔液的流动性。

在炉内，硅粉与助熔剂充分混合熔化，形成融化状态的硅熔体。

凝固是多晶硅生产工艺的下一个步骤。

硅熔体经过一段时间的保温后，温度逐渐降低。

在降温过程中，硅熔体逐渐凝固成晶体。

为了保证晶体纯度，还需要将晶体与熔液进行分离。

分离时，利用晶体与熔液的密度差异，通过旋转晶体来使熔液远离晶体表面。

最后，切片是完成多晶硅生产工艺的最后一步。

凝固后的硅单晶块被分割成薄片，用于制备光伏电池。

切片一般采用钻石切割工具，切割时要注意控制厚度、保持平整度和提高利用率。

总的来说，多晶硅的生产工艺流程包括原料准备、硅熔炼、凝固和切片等环节。

这些环节相互配合，通过科学的工艺参数控
制，能够得到纯度高、结晶度良好的多晶硅材料。

多晶硅生产工艺的不断创新和提升，使得多晶硅的生产效率不断提高，成本逐渐降低，推动着光伏产业的发展。

多晶硅生产工艺流程

多晶硅生产工艺流程多晶硅（Polysilicon）是半导体材料中最重要的原料之一，广泛应用于太阳能电池、集成电路芯片等领域。

多晶硅的生产是一个复杂的过程，通常包括原料准备、熔炼、纯化、成型等多个环节。

首先，原料准备是多晶硅生产的第一步。

多晶硅的主要原料是二氧化硅（SiO2），常见的来源有矿石矿石石英石（石英砂）、电子级硅等。

其中石英石是最常用的原料之一，它经过破碎、磨粉等工艺处理后，得到细粉状物料，用于后续生产。

接下来是熔炼环节。

熔炼是将原料中的硅元素提取出来并形成多晶硅的过程。

一般采用的熔炼方法有电阻炉法和化学气相沉积法。

在电阻炉法中，将原料物料和还原剂（通常是木炭或硅铁）放入电阻炉中，通过电能加热使其熔化。

在熔化过程中，还原剂将二氧化硅还原成硅，然后硅在熔融状态下凝结形成多晶硅。

而化学气相沉积法则是将升华的硅气体通过化学反应沉积在移动的硅棒上，形成多晶硅。

然后是纯化环节。

熔炼后的多晶硅中还含有杂质如B、P、Fe、Al等，需要通过纯化工艺去除。

一般采用的纯化方法有溶剂萃取法、氢气冲洗法等。

在溶剂萃取法中，通过在多晶硅中加入溶剂如氢氧化钾，将杂质与溶剂发生反应并沉淀，然后采用离心分离、洗涤等步骤将纯净的多晶硅分离出来。

而氢气冲洗法则是将多晶硅浸泡在高温下的氢气中，通过氢气的还原作用，使多晶硅中的杂质氧化为气体或进行溶解，从而提高多晶硅的纯度。

最后是成型环节。

纯化后的多晶硅需要以某种形式进行成型，以便投入生产。

常见的成型方法有拉单晶法和铸多晶法。

在拉单晶法中，通过将纯化后的多晶硅棒放入拉单晶设备中，通过下拉和旋转操作将多晶硅棒拉长成单晶硅棒。

而铸多晶法则是将纯化后的多晶硅溶液倒入铸锭槽中，在逐渐冷却的过程中形成多晶硅铸锭。

综上所述，多晶硅的生产工艺涉及原料准备、熔炼、纯化和成型等多个环节。

通过这些步骤，可以生产出高纯度、适用于太阳能电池、集成电路等应用的多晶硅材料。

电子级多晶硅生产技术分析

电子级多晶硅生产技术分析摘要：多晶硅是电子及光伏产业广泛使用的重要半导体和光电子材料。

西门子现代化方法是多晶硅生产的主要技术，占多晶硅产量的80%以上。

在多晶硅生产过程中，三氯硅合成(TCS)、三氯硅、四氯化硅冷氢化(STC)以H2的形式生成不同量的硅。

文献表明，氯硅烷含有以STC为主的硅烷、以Si2Cl6为主的硅烷、以Si3Cl8为主的硅烷、少量的硅粉和金属氯化物，其中以Si2Cl6为主的硅含量最高，通过工艺对Si2Cl6进行重组分离气相色谱分析，得出139-142℃沸腾溶液中STC冷氢和TCS计算结果表明，约84.03%的SICL6来自STC冷加氢，其余15.97%的SICL 6来自TCS+H2还原过程。

虽然许多学者在分析低多晶硅的组成方面做了大量的工作，但大部分都集中在高附加值的Si2Cl6上，缺乏系统的深入分析。

关键词：电子级多晶硅；生产技术；因素；发展策略引言几乎所有在一个国家经营的多晶企业都采用先进的西门子工艺，导致多晶硅生产过程中产生大量氯烃废水。

结果表明氮原子主要来源于三氯化硅、反应器反应和冷水反应。

有机硅腐蚀非常平衡，水解后得到大量的HCl气体。

接触人体会对呼吸系统、磨削膜和皮肤造成严重损害，并危害到地球、大气和水向周围的释放。

有机硅废物的处置和利用是多晶行业面临的问题。

阐述了西门子生产氯化硅过程中氯仿残留量的来源、氯仿残留量的组成以及高氯仿沸点的改进。

概述了目前氯仿的处置和使用方法，并分析了优缺点。

变化和催化剂功能在氯仿加工中具有广阔的应用和发展前景，并指出其未来的发展方向。

2改良西门子法工艺中氯硅烷残液的来源生产多晶硅的方法有很多。

还有现代生产方法，如杜本法、四氯化硅氢还原法、西门子法、硅法、切割法、他华法、冶金法。

其中西门子法多年来一直在不断完善，现在被称为修改西门子法。

西门子技术升级是中国唯一的大规模工业化多晶硅生产技术。

生产多晶硅需要提纯纯度为99% ~ 99.9999% ~ 99.99999999%，甚至更高的技术原料，关键是SiHCl3试剂提纯。

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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多晶硅生产工艺和反应原理

多晶硅生产工艺和反应原理多晶硅是一种重要的太阳能电池材料，具有高纯度、高晶片质量和较低成本的优点。

多晶硅的生产工艺主要包括硅矿炼制、硅粉冶炼、硅粉还原和硅熔炼等步骤。

其反应原理主要涉及硅矿的还原、氯化和还原等过程。

多晶硅的生产工艺可分为硅矿炼制和硅粉还原两个主要步骤。

硅矿炼制是指从硅矿中提取出硅和非硅物质的工艺。

目前常用的硅矿炼制方法包括硅石和冶金硅炉料两种。

硅石主要是指石英矿和长石矿，常用的炼制方法是先将硅矿进行磨碎和洗选，然后经高温石英石化处理，最后通过水热反应将石英石化为高纯度的硅酸盐溶液，再经过过滤、蒸发结晶等步骤得到硅酸盐固体产物。

冶金硅炉料主要是指含有较高硅含量的矿石，如金山矿、铜渣、废铁渣等，常用的冶炼工艺是将矿石进行焙烧、浸出和萃取等步骤，最终得到较高纯度的硅酸盐溶液。

硅粉还原是指将硅酸盐固体产物还原为硅粉末的工艺。

其主要反应原理是通过还原剂（如木炭、焦炭等）在高温下与硅酸盐反应，生成SiO气体和CO气体，然后进一步反应生成Si和CO2、反应可描述为：SiO2+2C→Si+2CO然而，仅通过硅粉还原很难获得高纯度的多晶硅材料，因为此过程中生成的Si粉末通常包含微量杂质和非晶硅。

为了提高晶片质量和纯度，通常需要进行硅熔炼步骤。

硅熔炼是将硅粉末在真空或惰性气氛下加热，使之熔化成液态硅的工艺。

硅熔炼反应原理是通过向硅粉末中加入硅体和其他掺杂剂，调整硅液中的杂质浓度和晶粒尺寸，以获得纯度较高的多晶硅材料。

硅熔炼通常分为两个阶段进行，首先是预熔阶段，即将硅粉末在较低温度下熔化，然后通过溶液清洁、滤渣等步骤去除杂质，然后再进行主熔阶段，即在高温下继续加热，使硅液达到合适的温度和纯度。

综上所述，多晶硅的生产工艺主要包括硅矿炼制、硅粉还原和硅熔炼等步骤。

反应原理涉及硅矿的还原、氯化和还原等过程。

随着太阳能电池市场的快速发展，多晶硅的生产工艺也在不断改进和优化，以提高生产效率和降低成本。

电子级多晶硅的生产工艺

中图分类号：ＴＯ１２７．２
引言
文：１６７１ — ５７９９（２０１５）０７ — ００４２－０１３改良西门子法的电子级多晶硅的生产工艺流程在利用改良西门子法进行电子级多晶硅的生产时，其生产工艺流程主要分为：氢气的制备及净化、氯化氢的合成、三氯氢硅的合成、四氯化硅氢化、精馏、ＣＶＤ还原、硅心的制备以及多晶硅产品的整理、废气废液的回收和处理等。下面就对其中几个较为关键的工艺流程进行详细描述。３．１氯化氢的合成工艺这道工序的化学方程式表示为：Ｈ２＋Ｃ１２＝２ＨＣ１，这道工序是将氢气的制备与净化而来的氢气跟合成气干法分离返回的氢气分别注入在本工序的氢气缓冲罐中，并使它们在罐中充分的
作为主要的半导体电子材料的电子级多晶硅，在现在电子信息领域也有了广泛的应用，特别是像国防航空等高科技电子领域对于电子级多晶硅的需求量是在不断的增加。但是，由于由于生产工艺的落后，使我国电子级多晶硅的产量极少，而且有的电子级多晶硅还达不到国家标准的要求，致使我国高质量的电子级多晶硅需要从国外进口。所以电子级多晶硅的生产工艺的研究具有重大的意义，我们必须要将我国电子级多晶硅的生产工艺不断地提高。１目前我国电子级多晶硅的生产技术的发展状况我国的多晶硅工业生产开始于２Ｏ世纪５Ｏ一６Ｏ年代，最鼎盛的时候多晶硅生产的厂家就多达２Ｏ余家，但是由于环境污染严重、生产规模小、生产的技术难度大、成本开支高、耗能大等问题，造成绝大部分的企业因亏损而相继出现转产和停产，再￣Ｕ２ｏｏｏ年时，我国就只剩下峨眉半导体材料厂一家来进行多晶硅生产，致使我国的多晶硅在生产技术和产能等方面与国外有着很大的差距；而且由于我国集成电路产业缓慢的发展影响，我国多晶硅生产工艺的发展速度与国际水平相比也有很大的差距。近几年，这些状况有了较为显著的改善，由于光伏产业井喷式发展的刺激，国内的企业将千吨级多晶硅的生产装置大量的引进，来满足光伏市场对太阳级多晶硅产品的需求量，在短时间内，产量飙升，但是由于大多数的投资方并没有多晶硅生产方面的经验，导致只是一味的迎合市场需求，，生产的产品结构单一等问题；而且，提供多晶硅生产技术的国外技术团队中，大部分是由在多晶硅生产厂工作过的操作人员或者是技术人员组成的，他们与一些国外的工程公司或者是设备制造商将多晶硅生产的主要装置以及生产工艺技术等转让给中国的企业。有的一个生产厂家可能有几个技术提供方，所以，这就形成了多晶硅生产工艺零乱、分段等问题，致使各生产装置的能力相互不匹配、生产技术难以形成系统化、以及产品质量较低等问题发生。２改良西门子法的电子级多晶硅的生产工艺原理目前，国际上进行电子级多晶硅生产的生产工艺主要为冶金法、硅烷热分解法、新硅烷法以及改良西门子法等，现在全球８０％以上的多晶硅生产厂家都是选用的改良西门子法进行多晶硅生产。改良西门子法又被称为闭环式三氯氢硅氢还原法，这一工艺在经过了几十年的发展之后，不但在生产技术方面不断成熟，而且生产成本和能耗也在不断地降低。这种生产工艺与新硅烷法相比来说，改良西门子法具有生产工艺安全风险低以及生产效率高等优势。改良西门子法的主要生产工艺原理是将纯度不高的硅粉原料通过与氯化氢反应，从而转化为三氯氢硅，然后再将三氯氢硅通过精馏工序进行提纯处理，用氢气将经过提纯后的三氯氢硅还原出硅，最后将还原出的硅进行化学气相沉积从而形成多晶态的硅棒，硅棒经过破碎、酸洗、水洗以及包装等工序处理之后，就得到了电子级多晶硅。

多晶硅生产工艺 (3)

多晶硅生产工艺简介多晶硅（Polycrystalline Silicon）是一种重要的半导体材料，广泛用于太阳能电池、集成电路等领域。

多晶硅的生产工艺对于材料的质量和性能具有重要影响。

本文将介绍多晶硅的生产工艺，包括原料制备、熔炼、晶体生长、切片和清洗等环节。

原料制备多晶硅的原料主要是高纯度的硅源材料，通常采用二氧化硅（SiO2）作为硅源。

原料制备的主要步骤包括原料选矿、研磨和粉碎等过程。

在原料选矿过程中，通过采用化学分析和物理分选等方法，从矿石中提取出高纯度的二氧化硅。

然后将二氧化硅进行研磨和粉碎，使其颗粒大小适合后续工艺的要求，同时去除杂质。

经过原料制备后，得到了适合用于多晶硅生产的高纯度硅源。

熔炼多晶硅的熔炼是整个生产工艺中的关键步骤，其目的是将高纯度硅源熔化成液态，并去除其中的杂质。

常用的熔炼方法有电熔和气相熔炼两种。

电熔熔炼电熔熔炼是通过电阻加热的方式将硅源材料熔化。

硅源材料放置在熔炉中的靶位（电极）上，通入高纯度氢气，并施加电流。

电流通过硅源材料，产生Joule 加热，使硅源材料熔化。

这种熔炼方法可以快速熔化硅源，并且熔炼温度和时间可以精确控制。

然而，电熔熔炼的缺点是生成的硅块质量不稳定，晶粒大小和杂质含量较高。

气相熔炼气相熔炼是通过将硅源材料与氧化剂反应，在高温下生成硅砂和气体的方法进行熔炼。

气相熔炼常用的方法有气相氧化、化学气相沉积等。

其中，气相氧化法是将硅源材料与氧化剂（如氧气）在高温下反应，生成 SiO2 和 CO2。

然后将生成的SiO2 再与还原剂（如氢气）反应，生成硅砂和 H2O。

气相熔炼可以得到较高纯度和较稳定的硅块，但熔炼过程比较复杂，熔炼时间较长。

晶体生长多晶硅的晶体生长是将熔化的硅源材料重新凝固成晶体的过程。

常用的晶体生长方法有凝固法、浮区法和气相传递法等。

凝固法凝固法是将熔化的硅源材料放置在高纯度石英坩埚中，然后缓慢降温，使硅源材料逐渐凝固成晶体。

在凝固过程中需要控制温度梯度，以确保晶体的纯度和结晶度。

电子级多晶硅生产关键工艺分析

材料制造和应用602020年第4期郑盛涛（新疆大全新能源股份有限公司，新疆石河子 832000）摘　要：文章介绍了几种常见的电子级多晶硅生产技术，分析了我国在该项目中的主要特征和优势，并指出在生产电子级多晶硅时应注意的关键工艺，以期为有关部门提供参考。

关键词：电子级多晶硅；生产工艺；西门子法；硅烷CVD法中图分类号：TQ127.2文献标志码：A 文章编号：2096-3092（2020）04-0060-02电子级多晶硅是当前大部分高科技电子产品最关键的材料之一，其质量的高低直接影响电路级功能和电子产品的二极管。

近些年，我国对太阳能的研究越发深入，相应技术也得到了全面发展，其中电池对电子级多晶硅需求量极大。

因此，有关部门应更加深入探讨电子级多晶硅生产工艺，同时其在生产成本、提纯效率和环境污染等层面上的问题也逐渐暴露，需要有关部门对电子级多晶硅的生产工艺予以高度重视。

1 常见电子级多晶硅的生产技术1.1 硅烷CVD法应用该技术生产电子级多晶硅的主要优势是提纯方便，硅烷中有近90%的含硅量，分解速度极快，而且分解率超过99%，同时还有较低的反应分解温度，能获得较高纯度的电子级多晶硅产品。

此外，热解硅烷时会生成H2，而H2不会污染环境。

运用该技术生产电子级多晶硅时，也存在以下劣势：（1）在分解硅烷时极易在气相生成核，同时在反应室中生成相应粉尘，其不仅会堵塞管道和设备，还严重影响生产的安全性和连续性。

此外，因为硅烷的生产成本较高，容易导致最终生产的电子级多晶硅成本提高。

（2）采用的硅烷易爆、易燃，安全性较差，即使在室温条件下也会有火险隐患。

1.2 改良西门子法该技术已经较为成熟，全球大部分厂商都会采用此方法生产电子级多晶硅。

如果在生产时能有效管控生产极性条件，便能成为最成熟的电子级多晶硅生产技术。

运用此方法生产电子级多晶硅的主要优势是有着可靠、成熟的工艺，如今全球范围内有超过80号的电子级多晶硅是该技术生产的。

多晶硅生产工艺和反应原理讲解

多晶硅生产工艺和反应原理讲解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、集成电路和光纤等领域。

本文将介绍多晶硅的生产工艺和反应原理。

多晶硅生产工艺多晶硅的生产主要分为三个步骤：原料制备、硅棒生长和切割加工。

1. 原料制备多晶硅的原料主要是硅石和木炭。

硅石是一种含有大量二氧化硅的矿石，木炭则是一种含有高纯度碳的炭素材料。

首先，将硅石粉碎成细粉，并经过砂浆研磨得到均匀的硅石粉末。

然后，将硅石粉末与木炭混合，并加入一定比例的助剂，如食盐和气相稳定剂。

最后，将混合物放入熔炉中进行高温煅烧，使其发生化学反应，生成多晶硅的初级产物。

2. 硅棒生长硅棒生长是将原料中的多晶硅转化为单晶硅的过程。

主要有两种方法：单辊法和气相沉积法。

在单辊法中，将原料加热至高温，然后通过传导、对流和辐射等方式进行能量传递，使原料逐渐熔化。

在熔融状态下，通过辊子的旋转和拉伸，将熔融的硅悬挂在空中，逐渐形成硅棒。

气相沉积法是将原料转化为气态硅化物，再通过化学反应沉积在硅棒上。

首先，通过加热原料将其转化为气态，然后将气态硅化物送入沉积室中，在高温和高压条件下，硅化物与硅棒表面发生反应，并沉积在硅棒上形成单晶硅。

3. 切割加工生长好的单晶硅棒需要进行切割加工，以得到多个硅片。

切割通常使用钻石刀破坏硅棒的晶格结构，形成切口，然后通过应力作用使其断裂。

多晶硅生产反应原理多晶硅的生产过程中涉及到了多种反应。

主要有以下几个反应原理：1. 硅石煅烧反应硅石煅烧反应是原料制备中的关键步骤之一。

在高温下，硅石和木炭发生化学反应，生成初级产物。

反应方程式如下所示：SiO2 + 2C → Si + 2CO2. 硅棒生长反应硅棒生长过程中涉及到了两种主要反应：熔融和沉积。

在单辊法中，熔融过程通过能量传递使原料逐渐熔化，生成熔融的硅。

该过程主要包括传导、对流和辐射等方式的能量传递。

在气相沉积法中，硅化物与硅棒表面发生化学反应，并沉积在硅棒上形成单晶硅。

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，广泛应用于太阳能电池、集成电路和光电器件等领域。

多晶硅的生产工艺流程是一个复杂的过程，需要经过多道工序才能得到高纯度的多晶硅产品。

下面将介绍多晶硅生产的主要工艺流程。

1. 原料准备。

多晶硅的生产主要原料是二氧化硅，通常采用石英砂或二氧化硅粉作为原料。

在生产过程中，还需要添加还原剂和助熔剂，以促进原料的熔化和还原反应的进行。

2. 熔炼。

原料经过预处理后，放入炉内进行熔炼。

熔炼过程中，需要控制炉内的温度和气氛，以确保原料能够充分熔化并进行还原反应，生成多晶硅。

3. 晶体生长。

熔炼后的多晶硅液体通过适当的方式冷却凝固，形成多晶硅的晶种。

然后通过晶种在高温下的拉拔或者浇铸等方式，使多晶硅晶体逐渐生长，最终得到所需尺寸和形状的多晶硅晶体。

4. 切割。

生长好的多晶硅晶体需要经过切割工艺，将其切割成适当尺寸的硅片，以供后续加工使用。

切割工艺需要使用专门的切割设备，并严格控制切割参数，以确保切割出的硅片表面平整，不产生裂纹和碎屑。

5. 清洗和检测。

切割好的硅片需要进行清洗，去除表面的杂质和污垢。

清洗后，还需要进行严格的质量检测，包括外观质量、尺寸精度、杂质含量等指标的检测，以确保硅片符合生产要求。

6. 包装。

经过清洗和检测的硅片，需要进行包装，以防止在运输和储存过程中受到污染和损坏。

包装材料需要选择符合要求的防静电材料，并严格按照包装标准进行包装，以确保产品的质量和安全。

通过以上工艺流程，我们可以得到高质量的多晶硅产品，满足各种应用领域的需求。

多晶硅生产工艺流程中的每一个环节都至关重要，需要严格控制各项工艺参数，确保产品质量稳定可靠。

随着科技的不断进步，多晶硅生产工艺也在不断改进和完善，以满足市场对高品质多晶硅产品的需求。