走自己的路 发展我国高纯多晶硅产业

《走自己的路 发展我国高纯多晶硅产业》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、走自己的路发展我国高纯多晶硅产业一、前言人类社会的发展，是人类不断探索大自然并从大自然蕴藏的资源中开发出为人类所用的各种物资，包括工具、材料、能源等等，把人类社会不断推向前进的过程。自从人类发现了半导体即开始了半导体的应用研究。在元素半导体中，由于硅的电学性能好，热稳定性好，能在较高和较低的温度下稳定工作，储量丰富（占构成地球物质的25.8%）等很快就确立了在半导体材料中的统领地位。为了提高硅的性能，人们在硅的提纯方面下了相当大工夫，使硅的纯度达到了极高的程度，正常硅中的硼的含量可以≤0.03Ppba，磷的含量≤0.3Ppba，碳含量≤0.17

2、Ppba，可以说目前在电子工业中使用的高纯多晶硅是人工提纯物质中最纯的一种。随着半导体材料硅的广泛应用，使人类进入了一个全新的时代——信息时代，网络文明时代。作为电子工业的基础材料高纯多晶硅，在美国、日本、德国等发达国家，都有专门的工厂生产，2005年世界多晶硅产量约29100吨，2006年年产量约32500吨。这些多晶硅大约有50%用于制作集成电路等电子元器件，50%是用于制作太阳能电池。我国高纯多晶硅的生产十分薄弱，甚至可以说十分落后，在技术上，工艺上乃至装备上仍在80年代水平上。不论在数量上还是质量上都远不能与日益增长和日益提高的要求相适

3、应。目前国内消耗的高纯度多晶硅几乎完全依赖进口（国内虽然能提供一些，也仅有百分之几）。这种情况并不能在短期内扭转，一旦国际上出现对高纯多晶硅实行禁运或限量供应，那么我国目前将近1200台单晶炉将面临无米之炊的状态，甚至瘫痪，我国的电子工业将会出现不可想象的局面。按上述单晶炉计算，我国的硅单晶生产能力应在5000吨左右，每年消耗的高纯多晶硅应在8000吨左右，如果与2006年高纯度多晶硅世界估计产量相比，约占世界产量的25%。这个市场毕竟是一个太大的市场，对多晶硅供应商来说毕竟具有极大的吸引力。但由于我国半导体材料大规模发展还是近几年的事，国内的

4、企业绝大多数都没有和国外的多晶硅生产企业建立直接的供需关系，所需的多晶硅大都是通过几道转手才进入中国，价格已近天文数字，虽然可以搞到一些多晶硅，因价格过高，制造成本也无法承受。为了稳定地发展我国的电子工业，必须花大力气发展我国的具有独立的知识产权的高纯多晶硅生产技术和具有相当规模的高纯多晶硅生产企业。二、高纯多晶硅的发展目标建立我国自己的高纯多晶硅产业，许多有识之士在不同场合（包括各种会议）发言中，不同的文章中，大声疾呼，必须发展我国的高纯多晶硅产业，必须把高纯多晶硅作为战略物资来考虑。目前国内有不少地区在考虑发展高纯度多晶硅，有的在小规模生产

5、，比如峨嵋半导体材料厂——这是我国高纯多晶生产上马比较早且一直坚持到今天的唯一家企业，目前的规模为100吨。预计2006年可以达到设计能力。洛阳中硅设计能力为200吨，2005年投入生产，预计2007可以达到设计能力。现在正在建设的四川新光是国家发改委批准建设的项目，2003年开工建设，设计能力1260吨，预计2007年可以投入生产。估计到2008年，上述三家企业的总产量将会超过1000吨。另外，还有不少省市、地区在筹划或申报高纯度多晶硅项目，风声很大，但真正实施的尚未可知。高纯多晶硅之所以又热起来，追其原因主要是2002年以来，针对世界能源的

6、紧张状态，从长远考虑，美国、日本、欧洲等发达国家和地区都制定了优惠政策，支持发展光伏太阳能产业，有的国家甚至制定了相关法律，致使光伏太阳能产业迅速发展。我国生产光伏太阳能用硅单晶的厂家也雨后春笋般的发展起来。在这样一种情势下，高纯多晶硅骤然紧张起来。在这种情况下，一些涉足半导体硅材料生产不深的企业或人士误以为太阳能硅单晶是属于低档单晶，因此用料的质量要求也会更低。于是大声疾呼要发展太阳能级多晶硅。市场上也不断有人推销6N的多晶硅。半导体材料的优良性能是和其纯度密切相关的，也就是半导体的优良性能是以纯度为基础的。在多晶生产过程中企图单独去除某种杂

7、质或企图单独保留某种杂质，已被实践证明是不可能的。另外还必须注意到的是，即使是电性杂质，也希望保证杂质的单一性。事实上高性能的太阳电池都是制作在Fz(B)衬底上，其道理就在于悬浮区熔过程中不但可以避免直拉过程中坩埚等带来的沾污而且还有提纯作用，从而更好地保证了杂质的单一性。从另一角度说，现在太阳能用硅单晶的电阻大都是0.5-3.0Ω.cm，3.0-6.0Ω.cm，按照最低电阻率0.5Ω.cm考虑其相应的P型杂质浓度为3.21X1016atom/cm3，如果按掺杂比10：1考虑，那么反型杂质浓度（N型杂质浓度）应为3.21X1015atom/cm

8、3，这个数字除以硅的原子浓度，即得出对于反型杂质而言的硅材料纯度为0.642X107，这个数字大于7N。这仅是就电性杂质而论，其实硅中杂质不仅仅是电性