多晶硅产品的用途与生产工艺简介

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1、多晶硅产品的用途与生产工艺简介2黎展荣编写2008-03-1524多晶硅产品的用途与生产工艺简介讲课提纲：一、多晶硅产品的用途二、国内外多晶硅生产情况与市场分析三、多晶硅生产方法四、多晶硅生产的主要特点五、多晶硅生产的主要工艺过程讲课想要达到的目的：通过介绍，希望达到以下几点目的：1，了解半导体多晶硅有关基本概念与有关名词，为今后进一步学习、交流与提高打下基础；2，了解多晶硅的主要用途与国内外多晶硅的生产和市场情况，热爱多晶硅事业与行业；3，了解多晶硅生产方法和多晶硅生产的主要特点，加深对多晶硅生产工艺流程

2、的初步认识；4，了解公司3000吨/年多晶硅项目的主要工艺过程、工厂的概况、规模、车间工序的相互关联，有利于今后工作的开展。24一、多晶硅产品的用途在讲多晶硅的用途前，我们先讲一讲半导体多晶硅的有关概念和有关名词。1，什么是多晶硅？我们所说的多晶硅是半导体级多晶硅，或太阳能级多晶硅，它主要是用工业硅或称冶金硅（纯度98-99%）经氯化合成生产硅氯化物，将硅氯化物精制提纯后得到纯三氯氢硅，再将三氯氢硅用氢进行还原生成有金属光泽的、银灰色的、具有半导体特性产品，称为半导体级多晶硅。2，什么是半导体？所谓半导体是

3、界于导体与绝缘体性质之间的一类物质，导体、半导体与绝缘体的大概分别是以电阻率来划分的，见表1。表1导体、半导体与绝缘体的划分名称电阻率（Ω.Cm）备注导体＜10-4＜0.0001Cu,Ag,AL等半导体10-4~1090.0001~1000000000Si,Ge,GaAs等绝缘体＞109＞1000000000塑料，石英，玻璃，橡胶等3，纯度表示法半导体的纯度表示与一般产品的纯度表示是不一样的，一般产品的纯度是以主体物质的含量多少来表示，半导体的纯度是以杂质含量与主体物质含量之比来表示的。见表2。表2纯度表示

4、法1%1/10010-22N百分之一（减量法，扣除主要杂质的量后）1PPm1/100000010-66N百万分之一1PPb1/100000000010-99N十亿分之一1PPt1/100000000000010-1212N万亿分之一PPma原子比PPmw重量比PPba原子比PPbw重量比PPta原子比PPtw重量比1），外购的工业硅纯度外购的工业硅纯度是百分比，1个九，“1N”，98%，两个九，“2N”，99%，是指扣除测定的杂质元素重量后，其余作为硅的含量（纯度）。如工业硅中Fe≤0.4%,AL≤0.3%

5、,Ca≤0.3%,共≤1%,则工业硅的纯度是：（100-1）X100%=99%。2),半导体纯度工业硅中的B含量是0.002%(W)，则工业硅纯度对硼来说被视为99.998%，即4N（对B来说）。半导体硅中的B含量，如P型电阻率是3000Ω.Cm时，查曲线图得B的原子数为4.3X1012原子/Cm3，则半导体的纯度是：4.3X1012/4.99X1022=0.86X10-10=8.6X10-11(~11N，0.086PPba),或(4.3X101224X10.81)/(4.99X1022X28)=0.33X

6、10-10=0.033PPbw=3.3X10-11(~11N)。对B来说，从工业硅的4N提高到11N，纯度提高7个数量级（10000000，千万倍）即B杂质含量要降低6个数量级（1000000，百万倍），因此生产半导体级多晶硅是比较困难的。3),集成电路的元件数集成电路的元件数的比较，列于表3。集成电路的集成度越高，则对硅材料纯度的要求越高。表3集成电路的元件数比较晶体管分立元件1个分立元件指二极管、三极管IC集成电路100-1000个元件LSI大规模集成电路1000-10万个元件VLSI超大规模集成电路＞

7、10万个元件ULSI超超大规模集成电路＞1亿个元件据报导：日本在6.1X5.8mm2的硅芯片上制出的VLSI有15万6千多个元件4),硅片（单晶硅）发展迅速硅片（单晶硅）发展迅速，见表4。表4硅片（单晶硅）发展迅速1960年Φ25mm1”1990年Φ200mm8”1965年Φ50mm2”1995年Φ300mm12”1970年Φ75mm3”2000年Φ400mm16”批量1974年Φ100mm4”2005年Φ450mm18”研发中1978年Φ150mm6”大规模生产中多晶硅直径一般公认为是120-150mm比

8、较合适，也研发过200-250mm。5),多晶硅、单晶硅、硅片与硅外延片多晶硅：内部硅原子的排列是不规则的杂乱无章的。单晶硅：内部硅原子的排列是有规则的（生产用原料是多晶硅）。硅片：单晶硅经滚磨、定向后切成硅片，分磨片与抛光片。硅外延片：抛光片经清洗处理后用CVD方法在其上再生长一层具有需求电阻率的单晶硅层，目前超大规模集成电路正趋向于采用硅外延片来生产。4,多晶硅产品的用途半导体多晶硅本身用途并不大，必须要将多