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。

二、电子级多晶硅生产技术分析

在电子级多晶硅生产过程中，产品纯度的控制和产品生产的稳定性两个方面

有着至关重要的影响。鉴于现阶段电子级多晶硅生产中传统生产工艺存在的缺陷

问题，制造企业在实际生产过程中应当积极引进现代先进的生产工艺技术，以确

保电子级多晶硅生产得以持续与稳定开展，有效提升产品生产质量和效率，最大

限度地降低生产过程中对环境造成的污染。

（一）还原技术

还原是电子级多晶硅生产过程中一项基础性的生产环节，其主要生产设备是

还原炉，在实际生产过程中需要确保所使用的生产设备具有一定的质量和性能，

只有这样才能保证电子级多晶硅生产得以正常进行。在以往传统的电子级多晶硅

生产中通常需要24和36对棒还原炉来实现产品的生产，在实际生产时通常需要

消耗较大的电能和成本，再加上想要对这种还原炉的生产参数进行控制往往存在

较大的困难，极易因产品质量不合格而需要做进一步的改进与优化。鉴于这种情况，企业可以结合自身实际情况将现有的还原炉转换成12棒的，通过对还原炉

流场和温场的改进与优化，使硅极有排布、进出气口等的位置更加合理化。另外，因12棒还原炉所使用材料为银钢复合板，这对于还原炉生产参数的控制是十分

有利的，也因此可以极大地提高产品生产质量和效率。

（二）提纯技术

精馏工艺是以往传统电子级多晶硅生产中一种极为重要的提纯工艺，但因受

当前检测技术的制约而使得其难以实现对三氯氢硅原料中的杂质进行精准高效地

检测，只能通过小检验炉生产硅棒的方法展开试验，以实现对三氯氢硅质量参数

进行确定，并在此基础上对其所含杂质展开分析。但这种试验方法所获取的精准

度并不高，想要保证产品质量和效率是十分困难的。可见，在电子级多晶硅生产

过程中，提纯技术是十分重要的，需要确保提纯系统得以生产的稳定性，使其得

以与三氯氢硅原料的生产需要相符合，才能保证后续所生产出的产品完全达到相

关标准和要求。对于提纯技术方面的问题，企业可以借助多级精馏与吸附的有效

融合生产来实现，这一过程的吸附需要借助吸附剂来完成，通常可以选用经活化

处理的树脂作为吸附剂，其主要是针对精馏处理前的原料和半成品进行吸附，可

以有效清除三氯氢硅中的硼、磷等杂质，与此同时，吸附作业还可以有效规避原

料出现过大的变化，有效保证产品生产质量。

（三）耦合生产技术

通常在企业制造过程中大多使用热氢化装置来实现氢化处理，但这种装置存

在一定的缺陷问题，进而使得电子级多晶硅的生产难以实现闭合循环，同时，需

要生产人员定期加入原料，这在一定程度上增加了产生产成本。针对这一问题，

可以引进现代先进的耦合生产技术使电子级多晶硅生产与光伏级多晶硅生产得以

有效结合起来，使电子级多晶生产过程中所生成的氯化氢副产物被有效传送至光

伏级多晶硅生产中的冷氢化装置中，进而有效去除电子级多晶硅生产中的杂质，

同时，借助冷氢化装置中氯化氢与硅发生放热反应而产生一定的热量，为生产提

供能量，有效减少能耗。另外，应用耦合生产技术还可以有效将多晶硅生产过程

中所产生的三氯氢硅传送到电子级多晶硅生产系统中来，并为该生产提供必要的

原料，进而开成闭合循环系统，真正实现节约成本。在应用耦合生产技术系统时，需要及时补充适当的硅粉和氢气，有效降低生产过程对环境的破坏，真正实现绿

色生产。

（四）清洁生产技术

在应用耦合生产技术实现减少环境污染的过程中，还需要在后处理工序与设

备生产环境中应用一定的清洁生产技术，进而有效减少电子级多晶硅生产过程对

环境造成的污染，真正实现清洁生产，这与国家节能减排的基本要求相符合。在

以往传统生产工艺的后处理过程中，极易引入杂质而使得产品质量受到影响，而

应用现代化后处理工序的自动化设计和拆棒系统及自动库存管理系统等能够使后

处理工序得以实现自动化作业。如拆棒系统能够有效拆除还原炉中的硅极低，并

通过AGV小车将硅棒运送到自动库存管理系统并实现存储。另外，还可以借助现