多晶硅产业现状与发展趋势分析
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为十 亿 分 之 一 原 子 比 ） 即 Ｐ 型 电 阻 率 ５４０～ ， ０
收稿 日期 ：０ ６ １ ． ０ ２０ ． ２ ２
硅 为原料 ， 将粗硅 （ 金属硅） 粉与 Ｈ Ｉ Ｃ 在高温合成为
Ｓ Ｃ， ｉ １进行化学精制 （ 分水解 吸附、 Ｈ 部 淬取 、 络合 ） 提纯 ， 接着对 Ｓ Ｃ ｉ Ｉ进行多级精馏 ， Ｈ 使其纯度达到 ９
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总 第８ ９期
多 晶硅产 业现 状 与 发 展 趋 势分 析
杨 国鑫 ， 郑永孝
（ 潞安矿业集 团公 司， 山西 长 治 ０６ ０ ４ ２４）
摘
要 ： 过对多 晶硅 的基本定义 、 通 生产工艺技 术 、 内外 多 晶硅产业 现状 的各种相关 信息资料 的整理分 国
２ 多晶硅产 品的用途
多 晶硅 产 品的主要 用途 如下 ：
１ 多晶硅 的定义及产 品分类
１ １ 多晶硅 的定 义 ． 多 晶硅 的定 义 是 ：当熔 融 的单 质 硅凝 固 时 ， 硅 原子 以金刚石 晶格 排 列成 许 多 晶 核 ， 如果 这 些 晶 核 长成 晶面取 向不 同的 晶粒 ， 则形 成 多晶硅 。
２７０１ ｃ 施 主杂 质含 量为 ０ ０ ０４ｐｂ ， ０ ／ ｍ； ） ．５— ． ｐａ ｎ型
电阻率不小 于 ５０ ｃ 重 金属杂质含量 ， Ｆ 、 ０ ｍ； 即 ｅ Ｎ 、ｒＣ ｉ 、ｕ总和在晶体 内不超过 ｌ １ ｐａ在 晶体 Ｃ 一 ０ｐ ｂ ， 表面不超过 ２～ ０ｐｂ ； １ ｐａ 碱金属杂质含量在晶体内 应 ＜ ． ｐｂ ， 晶体表 面 应 ＜ ． ｐ ａ碳含量 １０ ｐ ａ 在 １５ｐｂ ； 为 ０ １ ０２ｐ ｍ （ｐ 为 百万分 之一 原子 比） ． ～ ． ｐ ａ ｐｍａ 。
析 ， 出了多晶硅产业 的发展趋势及相关注意事 项 ， 提 为对多 晶硅产业 感兴趣 的政 府 、 财团等投 资者提供参 考并提高其对多 晶硅产业的认识 。
关键词 ： 多晶硅 ； 产业 ； 现状 ； 发展趋势； 分析 中图分类号 ：５ ８９ Ｐ ７ ．４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ５ ２ ９ （０ ７ ０ － Ｏ４－ ３ １０ － ７ ８ ２０ ）３ ０４ ０
多 晶硅按纯 度分 类可 以分为 冶 金级 （ 属 硅 ） 金 、
太 阳能级 、 电子 级 。
１ 冶金 级 硅 （ ） ＭＧ） 是 硅 的 氧 化 物在 电弧 炉 ： 中被 碳 还 原 而 成 。一 般 含 Ｓ ｉ为 ９ ％ 左 右 ， 达 ５ 高
９ ． ％ 以上 。） 纯度介于冶金级硅与电子 级硅之 间 ， 今 未 有 明 确 界 定 。一 般 认 为 含 Ｓ 在 至 ｉ
１ ３ 多晶硅产 品 的品质 ．
多 晶硅 的纯 度要求 相 当之高 ， 也是 质量 的关 键 。
西门子法是 以 Ｈ Ｉ或 Ｃ Ｈ ） Ｃ（ Ｉ 和冶金级工业 、
引进美国世界一流技术生产的多晶硅产品其纯度达 到 １ 个 ９ 受 主 杂 质含 量 为 ０ ０ １ ， ．５～０ １ｐｂ （ ｐ ａ ． ｐａ ｐｂ
９ ９ ９ ９ ９． ９９ ９ ９ ９ ９％ 。
实际上在炉内各温区的反应顺序复杂得多。 ３２ 高纯多 晶硅的 生产 工艺 简介 ． 从冶金级硅生产半导体级多晶硅有两个主要的 方法 ： 用氯硅烷 （ 主要是 Ｓ Ｃ， 或用硅烷 （ｉ 。 ｉ Ｉ Ｈ ） Ｓ ） Ｈ
３ ２ １ 改 良西 门子 法 ． ．
９ ９９ ～９ ９ ９ ９％ 。 ９． ％ ９． ９
至少 比氧化硅中的杂质高出一个数量级 。它的总反 应式 ：
Ｓ Ｏ２＋２ ：Ｓ ＋２ ｉ Ｃ ｉ Ｃ０
３ 电 子 级 硅 （ Ｇ） 一 般 要 求 含 Ｓ ） Ｅ ： ｉ＞
９ ．９ ％ 以 上 ， 高 纯 达 到 ９ ．９ ９ ％ ～ ９９９９ 超 ９９９９９９
再加上 从 电子级 多 晶硅企 业提 供 的太 阳级多 晶硅 的 产量 如 表 ３ 总共 构 成 太 阳 能级 多 晶硅 原料 的总 供 ，
应量 。
表 ３ 太 阳能用多晶硅 材料 从电子级硅 料来源分析 ｔ
氢气对 Ｓ Ｃ ｉ １进行还原而长成高纯多晶硅棒 。 Ｈ
１２ 多晶硅产 品 的分类 ．
①可做成太阳能电池， 将辐射能转变为电能； ② 高纯的晶体硅是重要的半导体材料 ； ③金属陶瓷、 宇
宙航行的重要材料 ； ④光导纤维通信 ， 最新的现代通 信手段 ； ⑤性能优异的硅有机化合物。
３ 多 晶硅产品的生产工艺
３ １ 冶金 级硅 的生产 工艺 简介 ． 在 当前世界 应 用最 多 的传 统 的 电弧 炉过 程 中 ， 块状 的硅石 与作 为还 原 剂 的碳 （ 可 以是煤 、 炭 、 它 焦 或活性 炭 ） 化 学 反 应 ， 些 还 原 剂 中杂 质 的含 量 起 这
作者简介 ： 国鑫 （９４ ）男 ， 杨 １６ 一 ， 河南平顶山人 ， 工程师 ， 从事技术管理工作 。
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２０ ０７年 ３月
杨国鑫等 ： 多晶硅产 业现状 与发展趋 势分 析
第 １ 第３期 ６卷
个 ９以上 ， 中金属 杂 质 总含 量 应 降 到 ０ １ｐａ以 其 ． ｐｂ 下 ， 后在 还原 炉 中 １０ ０ｏ 最 ５ Ｃ的硅 芯 上 用 超 高 纯 的
多晶硅是半导体工业 、 电子信息产业、 阳能光 太 伏电池产业的最主要、 最基础的功能性材料 ， 多晶硅
太 阳能电池生产需要多晶硅材料 ， 集成电路用硅单 晶生产同样需要多晶硅 ， 其重要性不言而喻。因此 ， 对 多 晶硅 的基本 定 义 、 生产 工艺 技术 、 国内外 多 晶硅 产业现状的充分 了解 和和相关信 息的掌握 ， 对多晶 硅产业感兴趣的政府、 财团等投资者是致关重要亦 是极其 必要 的。
收稿 日期 ：０ ６ １ ． ０ ２０ ． ２ ２
硅 为原料 ， 将粗硅 （ 金属硅） 粉与 Ｈ Ｉ Ｃ 在高温合成为
Ｓ Ｃ， ｉ １进行化学精制 （ 分水解 吸附、 Ｈ 部 淬取 、 络合 ） 提纯 ， 接着对 Ｓ Ｃ ｉ Ｉ进行多级精馏 ， Ｈ 使其纯度达到 ９
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总 第８ ９期
多 晶硅产 业现 状 与 发 展 趋 势分 析
杨 国鑫 ， 郑永孝
（ 潞安矿业集 团公 司， 山西 长 治 ０６ ０ ４ ２４）
摘
要 ： 过对多 晶硅 的基本定义 、 通 生产工艺技 术 、 内外 多 晶硅产业 现状 的各种相关 信息资料 的整理分 国
２ 多晶硅产 品的用途
多 晶硅 产 品的主要 用途 如下 ：
１ 多晶硅 的定义及产 品分类
１ １ 多晶硅 的定 义 ． 多 晶硅 的定 义 是 ：当熔 融 的单 质 硅凝 固 时 ， 硅 原子 以金刚石 晶格 排 列成 许 多 晶 核 ， 如果 这 些 晶 核 长成 晶面取 向不 同的 晶粒 ， 则形 成 多晶硅 。
２７０１ ｃ 施 主杂 质含 量为 ０ ０ ０４ｐｂ ， ０ ／ ｍ； ） ．５— ． ｐａ ｎ型
电阻率不小 于 ５０ ｃ 重 金属杂质含量 ， Ｆ 、 ０ ｍ； 即 ｅ Ｎ 、ｒＣ ｉ 、ｕ总和在晶体 内不超过 ｌ １ ｐａ在 晶体 Ｃ 一 ０ｐ ｂ ， 表面不超过 ２～ ０ｐｂ ； １ ｐａ 碱金属杂质含量在晶体内 应 ＜ ． ｐｂ ， 晶体表 面 应 ＜ ． ｐ ａ碳含量 １０ ｐ ａ 在 １５ｐｂ ； 为 ０ １ ０２ｐ ｍ （ｐ 为 百万分 之一 原子 比） ． ～ ． ｐ ａ ｐｍａ 。
析 ， 出了多晶硅产业 的发展趋势及相关注意事 项 ， 提 为对多 晶硅产业 感兴趣 的政 府 、 财团等投 资者提供参 考并提高其对多 晶硅产业的认识 。
关键词 ： 多晶硅 ； 产业 ； 现状 ； 发展趋势； 分析 中图分类号 ：５ ８９ Ｐ ７ ．４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ５ ２ ９ （０ ７ ０ － Ｏ４－ ３ １０ － ７ ８ ２０ ）３ ０４ ０
多 晶硅按纯 度分 类可 以分为 冶 金级 （ 属 硅 ） 金 、
太 阳能级 、 电子 级 。
１ 冶金 级 硅 （ ） ＭＧ） 是 硅 的 氧 化 物在 电弧 炉 ： 中被 碳 还 原 而 成 。一 般 含 Ｓ ｉ为 ９ ％ 左 右 ， 达 ５ 高
９ ． ％ 以上 。） 纯度介于冶金级硅与电子 级硅之 间 ， 今 未 有 明 确 界 定 。一 般 认 为 含 Ｓ 在 至 ｉ
１ ３ 多晶硅产 品 的品质 ．
多 晶硅 的纯 度要求 相 当之高 ， 也是 质量 的关 键 。
西门子法是 以 Ｈ Ｉ或 Ｃ Ｈ ） Ｃ（ Ｉ 和冶金级工业 、
引进美国世界一流技术生产的多晶硅产品其纯度达 到 １ 个 ９ 受 主 杂 质含 量 为 ０ ０ １ ， ．５～０ １ｐｂ （ ｐ ａ ． ｐａ ｐｂ
９ ９ ９ ９ ９． ９９ ９ ９ ９ ９％ 。
实际上在炉内各温区的反应顺序复杂得多。 ３２ 高纯多 晶硅的 生产 工艺 简介 ． 从冶金级硅生产半导体级多晶硅有两个主要的 方法 ： 用氯硅烷 （ 主要是 Ｓ Ｃ， 或用硅烷 （ｉ 。 ｉ Ｉ Ｈ ） Ｓ ） Ｈ
３ ２ １ 改 良西 门子 法 ． ．
９ ９９ ～９ ９ ９ ９％ 。 ９． ％ ９． ９
至少 比氧化硅中的杂质高出一个数量级 。它的总反 应式 ：
Ｓ Ｏ２＋２ ：Ｓ ＋２ ｉ Ｃ ｉ Ｃ０
３ 电 子 级 硅 （ Ｇ） 一 般 要 求 含 Ｓ ） Ｅ ： ｉ＞
９ ．９ ％ 以 上 ， 高 纯 达 到 ９ ．９ ９ ％ ～ ９９９９ 超 ９９９９９９
再加上 从 电子级 多 晶硅企 业提 供 的太 阳级多 晶硅 的 产量 如 表 ３ 总共 构 成 太 阳 能级 多 晶硅 原料 的总 供 ，
应量 。
表 ３ 太 阳能用多晶硅 材料 从电子级硅 料来源分析 ｔ
氢气对 Ｓ Ｃ ｉ １进行还原而长成高纯多晶硅棒 。 Ｈ
１２ 多晶硅产 品 的分类 ．
①可做成太阳能电池， 将辐射能转变为电能； ② 高纯的晶体硅是重要的半导体材料 ； ③金属陶瓷、 宇
宙航行的重要材料 ； ④光导纤维通信 ， 最新的现代通 信手段 ； ⑤性能优异的硅有机化合物。
３ 多 晶硅产品的生产工艺
３ １ 冶金 级硅 的生产 工艺 简介 ． 在 当前世界 应 用最 多 的传 统 的 电弧 炉过 程 中 ， 块状 的硅石 与作 为还 原 剂 的碳 （ 可 以是煤 、 炭 、 它 焦 或活性 炭 ） 化 学 反 应 ， 些 还 原 剂 中杂 质 的含 量 起 这
作者简介 ： 国鑫 （９４ ）男 ， 杨 １６ 一 ， 河南平顶山人 ， 工程师 ， 从事技术管理工作 。
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２０ ０７年 ３月
杨国鑫等 ： 多晶硅产 业现状 与发展趋 势分 析
第 １ 第３期 ６卷
个 ９以上 ， 中金属 杂 质 总含 量 应 降 到 ０ １ｐａ以 其 ． ｐｂ 下 ， 后在 还原 炉 中 １０ ０ｏ 最 ５ Ｃ的硅 芯 上 用 超 高 纯 的
多晶硅是半导体工业 、 电子信息产业、 阳能光 太 伏电池产业的最主要、 最基础的功能性材料 ， 多晶硅
太 阳能电池生产需要多晶硅材料 ， 集成电路用硅单 晶生产同样需要多晶硅 ， 其重要性不言而喻。因此 ， 对 多 晶硅 的基本 定 义 、 生产 工艺 技术 、 国内外 多 晶硅 产业现状的充分 了解 和和相关信 息的掌握 ， 对多晶 硅产业感兴趣的政府、 财团等投资者是致关重要亦 是极其 必要 的。
