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1、多晶硅工业相关简介目前国内许多多晶硅生产企业都是采用改良西门子法，改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行化学气相沉积（CVD）反应生产高纯多晶硅。国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)
2、与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑反应温度为300度，该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н2,НС1,SiНС13,SiC14,Si)。（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解:过滤硅粉，冷凝SiНС13,SiC14，而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНС13,SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中
3、还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。一、多晶硅;polycrystallinesilicon 性质：灰色金属光泽。密度2.32~2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微
4、量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化,再经冷凝、精馏、还原而得。 多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显
5、；在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。二、多晶硅生产对相关配套设备的要求多晶硅生产对环境及设备的清洁要求十分高。生产工艺过程比较复杂。尤其是设备,对产品的质量影响极为重要。为了保证一次性开车顺利,保证产品质量,在设备的安装过程中,对设备及管路等重要设备的清洗工作十分严谨。在清洗过程中,使每个环节质量都达到标准。避免开车质量事故的发
6、生。最大限度地降低调试费用,必须做好工艺设备和工艺管道安装前的清洗处理。针对不同的工艺要求、不同的设备材质以及不同的设备类型,清洗处理要求和达到的基本标准（要求达到无油、无水与无尘的三无要求）。同时符合《脱脂工程施工及验收规范》和《工业设备化学清洗质量标准》并根据业主的具体要求可分为一般清洗和洁净清洗。多晶硅设备的清洗主要工艺为酸洗、脱脂、钝化、干燥等,其中最关键是脱脂工艺和干燥技术。油脂和水对多晶硅的产品有巨大影响。因此在多晶硅设备的清洗中,以脱脂工艺和干燥工艺为要点。主要清洗氢化炉、CDI设
7、备、还原炉、合成车间、还原氢化车间、精馏系统、中间罐、管道等主要设备。并且为了保证脱脂和干燥的质量,多晶硅设备清洗需要对单台设备进行单台清洗并验收后,再进行安装。三、设备中残余污垢对多晶硅的不得影响1、油脂：在多晶硅生产过程中,油分子对多晶硅的危害十分严重。实际证明,整个工艺系统几ppm的油含量就可能造成多晶硅反应速度减慢,产量降低,甚至硅反应停止。因此,多晶硅设备的脱脂工艺尤为重要。2、水分：水中含有大量的氯离子,氯离子对多晶硅的反应十分敏感。设备及系统干燥工艺很关键。3、氯离子残留：水和其他
8、溶液在设备表面残留的氯离子对多晶硅影响十分大。因此,在清洗后对设备进行纯水冲洗工艺十分重要。4、氧化物、灰尘其他杂质：其他污垢的存在,对多晶硅的生产影响也很大。因此,在设备清洗过程中,采用酸洗工艺对其他污垢进行清洗十分必要。四、多晶硅的生产工艺（改良西门子工艺）多晶硅工艺流程及产污分析1、氢气制备与净化工序在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。电解制得的氢气经过冷却、分离液体后,进入除氧器,在催化剂的作用下,氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。净化干燥后的
