多晶硅工艺生产技术

《多晶硅工艺生产技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、多晶硅工艺生产技术多晶硅工艺生产技术姓名：日期：2012年12月11日II多晶硅工艺生产技术目录目录I摘要II第一章多晶硅的认识和产品的用途1一、什么是多晶硅1二、什么是半导体1三、纯度表示法1四、多晶硅产品的用途1第二章多晶硅的生产方法2一、锌还原法（杜邦法）2二、四氯化硅氢还原法（贝尔法）2三、三氯氢硅热分解法（倍西内法）3四、三氯氢硅氢还原法（西门子法）3五、硅烷热分解法3六、改良西门子法3第三章改良西门子法工艺3一、发展历程3二、改良西门子法归纳起来有三大特点4三、工艺生产化学反应方程式4第四章多晶硅生产的工艺过程4

2、一、合成部分41、液氯汽化42、HCL合成63、三氯氢硅合成8二、提纯部分11三、氢化还原部分151、还原工序152、四氯化硅氢化18四、回收部分21五、公用辅助部分27第五章多晶硅工艺的主要控制27一、还原炉的自动和联锁控制27二、尾气回收吸附塔的顺序控制32第六章结束语48II多晶硅工艺生产技术摘要多晶硅是硅产业链中一个极为重要的中间产品，主要用作半导体原料、最终用途主要是生产集成电路和太阳能电池片等，多晶硅行业的大力发展对普及太阳能的利用和半导体的利用有着很大的推动作用。本文主要是对多晶硅的工艺生产介绍，首先通过对多晶

3、硅产品的认识和用途进行了初步的了解，再通过对多晶硅的发展历程和当前多晶硅生产的主流工艺进行介绍，进而通过对多晶硅生产过程各个工段的工艺和重点控制介绍的方法，详尽的阐述了多晶硅的生产工艺之生产的闭环性和控制的复杂和稳定性。通过这样的说明，使得大家最终了解多晶硅，认识多晶硅和多晶硅的生产工艺，从而了解多晶硅生产过程。关键字：多晶硅、改良西门子法、还原炉II多晶硅工艺生产技术第一章多晶硅的认识和产品的用途一、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

4、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。二、什么是半导体所谓半导体是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~Si,Ge,GaAs等绝缘体＞109＞塑料，石英，玻璃，橡胶等三、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

5、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纯度表示法1%1/10010-22N百分之一（减量法，扣除主要杂质的量后）1PPm1/10-66N百万分之一1PPb1/10-99N十亿分之一第48页共51页多晶硅工艺生产技术1PPt1/0010-1212N万亿分之一四、多晶硅产品的用途半导体多晶硅本身用途并不大，必须要将多晶硅培育成单晶硅，经切、磨、抛制成硅片（又称硅圆片），在硅片上制成电子元件（分立元件、太阳能能基片、集成电路或超大规模集成电路），才能有用。硅由于它的一些

6、良好的半导体性能和丰富的原料，自1953年硅作为整流二极管元件问世以来，随着工艺技术的改革，硅的纯度不断的提高，目前已发展成为电子工业中应用最广泛的一种半导体材料。在最初由于制造硅材料的技术问题，半导体多晶硅纯度不高，只能作晶体检波器(矿石收音机,相当于二极管).随着材料制造工艺技术的不断改进与完善，材料纯度不断提高，制造成功各种半导体器件，从晶体管、整流元件、太阳能电池片到集成电路到大规模集成电路和超大规模集成电路，才使硅材料得到广泛的用途。半导体多晶硅是单晶硅的关键原材料，制成单晶硅后通过切、磨、抛工序制成硅片，在硅片上

7、进行半导体器件的制造，（通过扩散、光刻、掺杂、离子注入------等许多工序）即集成电路（管芯或称为芯片、基片）。由于大规模集成电路和超大规模集成电路技术的突破，半导体器件得到飞速发展，在各行各业得到广泛的应用如军事、航天、航空、航海和信息技术上等等。第二章多晶硅的生产方法半导体多晶硅的生产的起步在20世纪40-50年代，但发现硅的一些半导体特性是比较早的（1930年），多晶硅生产工艺的发明与完善经历了慢长时间的探索。一、锌还原法（杜邦法）美国杜邦公司于1865年发明SiCL4+2Zn====Si+2ZnCL2900-100

8、0℃经过7-8年的探索，制得30-100Ω.cm电阻率的多晶硅样品。第48页共51页多晶硅工艺生产技术二、四氯化硅氢还原法（贝尔法）贝尔实验室于1930-1955年发明SiCL4+H2====Si+4HCL1100-1200℃在钼丝上沉积，然后将多晶硅剥下来拉制单晶硅，或在石英管内反应制得