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多晶硅制造技术综述:SiHCl3法为主流技术

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:世界上多晶硅制造工艺主要有改良西门子法、铸锭法、硅烷法、流化床反应炉法、气液沉积法。SiHCl3法是生产多晶硅的主流技术,其纯度可达n型2000Ω·cm,安全性相对好,硅纯度完全满足直拉和区熔的要求。

多晶硅制造技术综述:SiHCl3法为主流技术

世界上多晶硅制造工艺主要有改良西门子法(闭环三氯氢硅氢还原法,SiHCl3法)、铸锭法、硅烷法(硅烷热分解法)、流化床反应炉法、气液沉积法。

1.改良西门子法 SiHCl3法是用氯气和氢气合成氯化氢;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淀(CVD)反应,生产高纯多晶硅。SiHCl3法是生产多晶硅的主流技术,其纯度可达n型2000Ω·cm,安全性相对好,硅纯度完全满足直拉和区熔的要求。

所谓改良西门子法,其改良主要有三个方面:采用大型现代还原炉、回收尾气中的全部物质、采用SiCl4氢化。

2.铸锭法 将硅料高温熔融后,通过特殊工艺由下而上冷凝结晶,形成正方形的硅锭。

3.硅烷法 由硅烷的制备、硅烷的提纯和硅烷热分解三个步骤制成多晶硅,制造成本较高。(www.xing528.com)

4.流化床反应炉法 以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料,在流化床(沸腾炉)高温、高压下生成三氢氢硅;将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应,生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气;将制得的硅烷气通入加有小颗粒的流化床反应炉内,进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。

流化床反应炉法生产效率高,电耗低、成本低;但安全性差、危险性大,产品纯度不高。

5.气液沉积法 将反应器中的石墨管温度升高至1500℃,流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入,在石墨管的内壁1500℃高温处反应生成液体状硅;然后滴入底部,温度降低,变成固体粒状的太阳能级多晶硅。

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