多晶硅还原炉倒棒原因探讨

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1、万方数据多P三翘查黝料doi：10．3969／j．issn．1003—353x．2010．10．011多晶硅还原炉倒棒原因探讨柯曾鹏，杨志国，刘欣，宗文婷(华陆工程科技有限责任公司，西安710054)摘要：多晶硅生产过程中的倒棒现象将给多晶硅生产企业带来巨大的经济损失和安全风险。通过对多晶硅生产中还原炉倒棒现象的总结分析，发现还原炉系统设备自身问题、硅芯质量及安装缺陷和硅棒生长中的工艺控制不当是造成还原炉发生倒棒的主要原因，通过优化还原系统设备、提高安装操作水平等措施控制和预防还原炉的倒棒问题。关键词：多晶硅；还原炉；硅芯；沉积过程；倒棒中图分类

2、号：TQl27．2文献标识码：A文章编号：1003．353X(2010)10．0994．05DownfallenofPolysiliconFilamentsinPolycrystailineSiliconCVDReactorKeZengpeng，YangZhiguo，LiuXin，ZongWenting(HualuEngineeringandTechnologyCo．，Ltd．，Xi’an710054，China)Abstract：Thedownfallenofpolysiliconfilamentswillbringhugelossandsaf

3、etyhazardtoproducersofpolysilicon．ThecausesfordownfallenofpolysiliconfilamentsinpolycrystallinesiliconCVDreactorwereanalyzed．TheresultsshowthatthematterofCVDreactorsystem，thequalityandsettingofpolysiliconfilamentsandthecontmloftheoperationarethemainfactorsinfluencingthedownfa

4、llenofpolysiliconfilaments．Accordingtothesedifferentcauses，optimizingCVDreactorsystemandimprovinginstalllevelsalethesolutionstopreventdownfallenofpolysiliconfilaments．Keywords：polysilicon；CVDreactor；polysiliconfilaments；depositionprocess；downfallenofpolysiliconfilamentsEEACC：

5、25200引言多晶硅是制造集成电路衬底和各种半导体器件的单晶硅、太阳电池等产品的主要原料。多晶硅可以用于制备单晶硅，广泛用于半导体工业中，作为人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等器件的基础材料。同时，由于能源危机和环境保护的要求，全球正积极开发利用可再生能源。太阳能因其清洁、安全、资源丰富而引人关注。利用太阳能的一种主要方法就是通过光电压效应将太阳能转化为电能，硅太阳电池即是基于光电压效应的装置，由994半导体技术第35卷第10期于半导体工业和太阳电池的发展，高纯度多晶硅的需求不断增加。目前国际上多晶硅生产工艺主要有改良西门子法和硅烷法，其中

6、70％以上采用改良西门子法⋯。改良西门子法能兼容电子级和太阳能级多晶硅的生产，具有技术成熟、适合产业化生产等特点，是目前多晶硅生产普遍采用的首选工艺技术。西门子法通过气相沉积法生产棒状多晶硅。为提高原料利用率和保护环境，改良西门子法在西门子法的基础上采用了闭环式生产工艺，该工艺将工业硅合成SiHCl3，通过提纯SiHCl3去除杂质元素，2010年10月万方数据柯曾鹏等：多晶硅还原炉倒棒原因探讨再让SiHCI，在H2气氛下于还原炉中沉积得到高纯多晶硅，多晶硅还原炉排出的尾气H2，SiHCl3，Sill2C12，SICl4和HCl经过分离后可再循环利

7、用。国内多晶硅生产基本都实现了闭环工艺，生产多晶硅能耗和成本大幅度降低心J，加之太阳能电池产业化，使多晶硅产业迅速火爆发展起来。1多晶硅还原炉多晶硅还原炉是西门子法生产多晶硅的核心设备之一，其基本结构如图l所示。1．炉体夹套冷却出水管2．视镜3．夹套4．混合原料气体进气管5．还原尾气出【J管6．硅芯7．石墨夹头8．还原气体出口导管9．底盘冷却进水管10．底盘冷却出水管11．电极冷却出水管12．电极冷却进水管13．混合原料气体进气喷口14．底盘15．炉体夹套冷却进水管16．电极图1还原炉的结构图Fig．1SchematicdiagramoftheC

8、VDreactor多晶硅还原炉由底盘、混合气体进气管、混合尾气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、钟罩式双层炉体、电极、视镜孔、