电子级多晶硅的生产工艺

电子级多晶硅生产精馏方案2014年复产后，对除低沸精馏塔T108&T104/105塔操作参数进行降压优化操作，目前从T105F取样和产品TCS储罐取样分析结果看，B含量绝大部分达到1ppbw以下，而T108和T103/104/106三级精馏塔操作参数控制较稳定。

为了进一步降低产品TCS中的B含量，稳定产出电子级多晶硅产品，精馏工艺需作调整。

一、参数优化1、精馏原理精馏原理是利用混合物各组分的挥发度不同实现物料的分离，操作中，物料间的相对挥发度越大越容易分离，相对挥发度越小越难分离，当相对挥发度等于1时，不能用普通的精馏分离。

图一为BCl3、PCl3与TCS在不同温度时的蒸汽压之比趋势图（理想状态时可视为相对挥发度）：图一BCl3、PCl3与TCS在不同温度下的蒸汽压之比趋势图从图一可看出，BCl3、PCl3和TCS的相对挥发度随温度的升高而降低。

在液态氯硅烷中，沸点比TCS高的物质主要有金属氯化物、大部分P化合物和少量的B 化合物，因无相对挥发度的数据，以其标准状况下的沸点作为参考，考虑其在精馏各塔中的分布。

表一为氯硅烷中各种B/P及金属氯化物的沸点统计表：表一此外，还有三种化合物在表一中未体现：PH3，沸点-84℃；BHCl2，沸点-17.5℃；B2H6，沸点-93℃。

从表一看出，沸点比TCS低的硼化物有3种，磷化物有3种，最接近的是沸点25℃的（CH3）2PH；沸点比TCS高的硼化物有3种，磷化物有10种，最接近的是沸点为37.8℃的（CH3）3P；沸点介于TCS/STC间的有4种。

值得注意的是，PH3和B2H6的沸点与HCl（-85℃）较为接近，在CDI系统中HCl采用氯硅烷吸收，而PH3和B2H6有可能混在回收氢中；CH3BCl2和BCl3的沸点与DCS沸点非常接近，且在各种模拟文献中，氯硅烷中B的主要存在形式是BCl3，因此控制系统中的DCS含量也比较关键。

P+H2→PH3PCl 3+H2→PH3+HCl在精馏塔操作中，回流比的大小对精馏有较大影响，回流比越大对产品质量较好，但增加操作费用，且对于固定精馏塔回流量超过运行负荷会导致液泛，而回流比太小产品质量不合格，操作中需选择适宜的回流比。

多晶硅生产工艺流程多晶硅是一种用途广泛的工业材料，广泛应用于太阳能电池、集成电路、半导体等领域。

多晶硅的生产工艺流程主要包括原料制备、电炉熔炼、晶体生长、切片和加工等环节。

首先是原料制备环节。

多晶硅的主要原料是硅矿石，经过破碎、磨矿和洗选等工艺处理后，得到纯度较高的硅精矿。

然后将硅精矿与还原剂（通常为石油焦）按一定比例混合，经过球磨、混合搅拌、干燥等工艺，制备成混合料。

接下来是电炉熔炼环节。

混合料被装入电炉中，通过电阻加热进行熔炼。

电炉熔炼一般采用直流电弧炉，将石墨电极插入炉膛，通过电弧放电进行加热。

在炉内加热过程中，还原剂与硅矿石反应生成高纯度的硅气体，硅气体进一步沉积在电炉底部，形成多晶硅块。

然后是晶体生长环节。

多晶硅块被切割成合适大小的块状样品，放入石英坩埚中，加入适量的溶剂，并在真空条件下进行加热。

在加热的过程中，多晶硅块逐渐熔化，并逐渐结晶形成单晶硅棒。

晶体生长的过程需要严格控制温度、压力和气氛等参数，以确保晶体的纯度和质量。

然后是切片环节。

多晶硅棒经过冷却后，形成硬度较大的硅棒样品。

然后，硅棒样品被切割成薄片，常用的切割方法有线锯和切割盘。

切割得到的硅片需要进行表面处理，通常使用酸洗或化学机械抛光等方法，以去除表面的氧化物和杂质。

最后是加工环节。

切割得到的硅片经过清洗、干燥、检测等工艺处理后，可以按照需要进行加工。

常见的加工方法包括腐蚀、薄片择优、掺杂、扩散、光刻、薄膜沉积、金属化、封装等步骤，以制备出最终的多晶硅产品。

多晶硅的生产工艺流程复杂而精细，需要严格控制各个环节的参数和工艺条件，以确保产品的质量。

随着科技的不断发展，多晶硅的生产工艺也在不断改进和创新，以满足不同领域对多晶硅材料的需求。

电子级多晶硅生产技术浅谈摘要：在工业生产中，对于电子级多晶硅的需求量是非常大的，其质量对电子产品的电路级功能、二极管功能等有着重要的影响。

所以，想要保证工业生产中电子产品的质量，就需要确保电子级多晶硅产品的质量。

由此，论文先对电子级多晶硅生产工艺做了简要分析，进而深入研究与分析了现阶段电子级多晶硅的生产技术，以供借鉴。

关键词：电子级多晶硅；还原炉；生产技术；精馏；分析前言随着现代科学技术的快速发展，电子工业生产中对于电子级多晶硅的需求不断增大，但现阶段的电子级多晶硅生产技术还存在一定的缺陷问题，如提纯效率不高、污染大及生产成本高等。

为了更好地满足当前社会发展对于产品质量和数量等方面的实际需要，还需要进一步加大对电子级多晶硅生产技术的研究与探索，不断提升其生产技术水平，促进产品质量和效率的提升，从而更好地满足实际需要。

一、电子级多晶硅生产工艺就目前来看，许多制造企业在生产多晶硅时大多选用改良西门子法和流化床颗粒硅法实现的。

流化床颗粒硅法在实际生产过程中对于产品杂质的控制存在一定的难度，这与电子级多晶硅的生产不相符。

电子级多晶硅生产中所采用的改良西门子法主要包含了两种不同的工艺，一种是三氯氢硅生产工艺，一种是硅烷生产工艺。

其中前者主要以直拉单晶和区熔单晶作为高纯硅料实现生产的，其所生产的产品具有较高的纯度，也因此该生产工艺受到许多企业的青睐，尽管如此，但这种工艺在实际生产过程中会产生对环境污染较大的有害物质，且生产成本较高。

硅烷生产工艺则是以石英钟罩内的硅烷化学气相沉积来实现生产的，尽管这种工艺在生产过程中能耗较低，但存在其他额外的损耗，整体生产成本也比较高，再加上硅烷生产具有较高的危险性，也因此使得该工艺的应用受到一定的制约。

由上述可知，现阶段的电子级多晶硅生产工艺仍然存在一定的缺陷问题，所以，制造企业需要结合自身生产的实际需求和生产环境的实际情况，具有针对性的选择与之相符合的生产工艺，同时加以改进和优化，以确保电子级多晶硅的生产质量和效率。

电子级多晶硅的生产工艺目录摘要........................................................1. 1引言. (1)2 多晶硅技术的特殊性及我国的差距 (1)2.1 多晶硅技术的特殊性 (1)3 主要的多晶硅生产技术选择 (2)3.1 SiCl4法 (2)3.2 SiH2Cl2法 (3)3.3 SiH4法 (3)3.4 SiHCl3法 (4)4 电子级多晶硅流程 (5)4.1 第一代SiHCl3的生产流程 (5)4.2 第二代多晶硅的生产流程 (7)4.3 第三代多晶硅生产流程 (8)5 流床反应器和自由空间反应器 (10)6 结论 (11)7致谢 (11)参考文献 (12)电子级多晶硅的生产工艺摘要:就建设1000t电子级多晶硅厂的技术进行了探讨。

对三氯氢硅法、四氯化硅法、二氯二氢硅法和硅烷法生产的多晶硅质量、安全性、运输和存贮的可行性、有用沉积比、沉积速率、一次转换率、生长温度、电耗和价格进行了对比;对还原或热分解使用的反应器即钟罩式反应器、流床反应器和自由空间反应器也进行了比较。

介绍了用三氯氢硅钟罩式反应器法生产多晶硅三代流程。

第三代多晶硅流程适于1000t/a级的电子级多晶硅生产。

关键词多晶硅;三氯氢硅法;硅烷法;流程;生产1.引言：根据电子级多晶硅的需求,世界及中国电子级多晶硅的生产能力,市场竞争形势,多晶硅的体纯度和表面纯度以及生产成本。

提出了占领市场必须具备的质量标准,能源消耗和材料消耗指标以及最终生产成本。

本文将进一步讨论目前电子级多晶硅的各种关键技术和这些技术对比,从而提出在建设我国1000t电子级多晶硅工厂的技术建议。

2 多晶硅技术的特殊性及我国的差距2.1 多晶硅技术的特殊性电子级多晶硅的发展经历了将近50年的历程。

各国都在十分保密的情况下发展各自的技术。

国外有人说参观一个多晶硅工厂甚至比参观一个核工厂还要难,可见其保密性之严。

多晶硅生产工艺多晶硅是一种高纯度的硅材料，广泛应用于电子、光电和太阳能等领域。

多晶硅的制备工艺主要包括净化硅材料、化学气相沉积和熔融法等。

本文将从多晶硅生产的三个关键步骤入手，详细介绍多晶硅的生产工艺。

一、净化硅材料多晶硅的生产基础是高纯度硅材料，一般采用电石法或硅锭法生产。

在电石法中，石油焦、白炭黑等原料经高温炉处理生成硅单质，再通过进一步的加热处理和气相冷却得到高纯度的硅粉末。

硅锭法是利用单晶硅作为原料，通过高温熔化并在特殊条件下生长出大型晶体锭。

这两种方法都需要对产生的硅材料进行净化处理，以获得较高的纯度。

在净化过程中，首先需要通过化学方法除去硅杂质，例如氧化物、碳和氮等。

一般采用氢氧化钠或氢氧化铝作为碱性还原剂，使硅材料与还原剂反应生成挥发性化合物的气体，通过气体与净化剂的反应使杂质得到去除。

其次，通过热处理和气相冷却等方法去除非金属杂质，例如碳、氧、氮、铁、铝等。

最后，通过电石法或硅锭法制备出较高纯度的硅粉或硅锭，成为制备多晶硅的基础原料。

二、化学气相沉积法化学气相沉积法是多晶硅生产的主要方法之一。

其基本原理是利用硅化合物热分解生成硅单质并在沉积基底上生长晶体。

一般采用氯硅烷、氯化硅、三氯硅烷等硅化合物作为原料气体，通过加热至高温（1000-1400℃）使硅化合物分解，生成氯离子和硅单质原子。

硅单质原子进一步在沉积基底上生长成为多晶硅晶体。

在化学气相沉积法中，氯化氢和二氧化硅等气体通入反应器内，使反应器内维持一定的反应压力（约5-10kPa），并保证反应器内气氛处于还原条件下。

在材料沉积过程中，需要控制反应器的温度、反应气压和气体流量等参数，以使沉积层的粗细、取向和晶界质量达到理想状态。

三、熔融法熔融法是多晶硅生产的另一种常用方法。

其主要流程是将高纯度硅材料加热至熔化状态，然后在特定条件下进行成型和冷却。

其中的关键步骤包括炼铝电池法、湖式法和化学熔融法等。

炼铝电池法是将硅粉末加入熔融的铝中，在高温高压下反应生成硅铝合金，然后通过冷却、破碎等过程，得到晶粒尺寸较小的多晶硅。

第1篇一、引言多晶硅是光伏产业和半导体产业的重要原材料，广泛应用于太阳能电池、太阳能热利用、半导体器件等领域。

随着新能源产业的快速发展，对多晶硅的需求量日益增加。

本文将详细介绍多晶硅的生产工艺流程，旨在为相关企业和研究人员提供参考。

二、多晶硅生产工艺流程概述多晶硅的生产工艺流程主要包括以下几个阶段：原料处理、还原反应、熔融提纯、铸造、切割、清洗、包装等。

三、多晶硅生产工艺流程详解1. 原料处理多晶硅的生产原料主要是冶金级硅（Si），其含量在98%以上。

首先，将冶金级硅进行破碎、研磨等处理，使其达到一定的粒度要求。

2. 还原反应还原反应是多晶硅生产的关键环节，其主要目的是将冶金级硅中的杂质去除，得到高纯度的多晶硅。

还原反应分为以下几个步骤：（1）将处理后的冶金级硅加入还原炉中。

（2）在还原炉中通入还原剂，如碳、氢气等，与冶金级硅发生还原反应。

（3）在还原过程中，炉内温度保持在约1100℃左右，反应时间为几小时至几十小时。

（4）反应结束后，将还原炉内的物料进行冷却、破碎、研磨等处理。

3. 熔融提纯还原反应得到的粗多晶硅中仍含有一定的杂质，需要通过熔融提纯的方法进一步去除。

熔融提纯主要包括以下几个步骤：（1）将粗多晶硅加入熔融炉中。

（2）在熔融炉中通入提纯剂，如氢气、氯气等，与粗多晶硅发生反应，生成挥发性杂质。

（3）将挥发性杂质通过炉顶排气系统排出，实现提纯。

（4）提纯结束后，将熔融炉内的物料进行冷却、破碎、研磨等处理。

4. 铸造将提纯后的多晶硅熔体倒入铸造炉中，进行铸造。

铸造过程主要包括以下几个步骤：（1）将熔融的多晶硅倒入铸锭模具中。

（2）在铸锭模具中通入冷却水，使多晶硅迅速凝固。

（3）待多晶硅凝固后，将铸锭模具从熔融炉中取出，得到多晶硅铸锭。

5. 切割将多晶硅铸锭切割成所需尺寸的硅片。

切割过程主要包括以下几个步骤：（1）将多晶硅铸锭放置在切割机上。

（2）在切割机上安装切割刀片，将多晶硅铸锭切割成硅片。

多晶硅生产工艺多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子、光伏等领域。

它具有良好的导电性和光学性能，成为了现代科技领域的重要材料之一。

多晶硅的生产工艺是多段复杂的过程，下面将对其生产工艺进行详细介绍。

多晶硅的生产工艺可以分为熔炼、提纯和生长三个主要步骤。

首先是熔炼阶段，也被称为硅材料制备阶段。

在该阶段，将高纯度的硅原料与一定比例的草酸和氯化氢溶解在相应的溶剂中，经过混合、搅拌和过滤等工艺处理后，得到硅原料混合液。

然后将混合液加热至高温，使其熔融成为硅液。

硅液通过特殊的冷却方式，形成固态硅块，即硅锭。

接下来是提纯阶段。

硅锭虽然已经形成，但其中仍然包含着杂质元素，必须进行进一步的提纯。

提纯是为了降低杂质含量，提高硅材料的纯度。

提纯工艺主要包括气相法、液相法和固相法等。

其中，气相法是最常用的提纯方法。

在气相法中，通过将硅锭放入反应炉中，利用氢气将硅锭表面的氧化硅还原为气态氧化硅，然后再通过冷凝和净化等工艺，将气态氧化硅转化为高纯度的气态硅。

这样就可以获得高纯度的硅材料。

最后是生长阶段。

生长是将高纯度的硅材料制备成多晶硅晶体的过程。

生长工艺主要有Czochralski法和漂移法两种方法。

Czochralski法是较为常用的生长方法。

在Czochralski法中，通过将高纯度的硅材料放入石英坩埚中，加热后形成熔融的硅液。

然后将从石英坩埚中拉出的单晶硅丝与旋转的种子晶体接触，通过旋转与拉扯的方式，将硅液逐渐凝固成为多晶硅晶体。

漂移法则是通过控制熔融硅液中的温度梯度和控制气氛中的杂质浓度来实现多晶硅的生长。

综上所述，多晶硅的生产工艺是一个复杂而严谨的过程。

通过熔炼、提纯和生长三个主要步骤，将原材料转化为高纯度的多晶硅晶体。

这些高纯度的多晶硅晶体能够广泛应用于电子、光伏等领域，推动了现代科技的发展。

多晶硅的生产工艺在不断改进和创新，为提高多晶硅质量和产量起到了重要作用。

多晶硅生产工艺和反应原理多晶硅是一种用于制造太阳能电池板的关键材料。

其制备工艺涉及多个步骤和反应原理。

多晶硅的生产工艺可以概括为以下几个主要步骤：1. 原料准备：多晶硅的主要原料是冶炼硅、矽酸钠和氢氯酸等。

这些原料在制备过程中需要进行精确的配比，以确保最终产品的质量和效能。

2. 冶炼硅的制备：首先，将原料中的冶炼硅与氢氧化钠进行反应，生成硅酸钠溶液。

然后，在高温下将溶液与电解质反应，从中析出粗硅。

这个过程主要是通过液相冶炼和电解两个步骤来完成的。

3. 精炼多晶硅：将粗硅放入电炉中，并在控制温度和环境的条件下进行加热。

通过向炉内加入能与杂质反应的物质（如氯化氢），可以将杂质从硅中去除。

这个过程被称为精炼，其目的是提高多晶硅的纯度。

4. 抽拉和切割：经过精炼的多晶硅会以一定的比例被抽拉成圆柱形的晶棒。

这个晶棒通常被切割成薄片，用于制造太阳能电池板。

切割过程需要高精确度的设备和操作，以确保最终产品的品质。

在多晶硅生产过程中，存在多个反应原理的作用：1. 溶液反应：冶炼硅与氢氧化钠反应形成硅酸钠溶液，这个反应产生了大量的热量。

同时，在高温下进行的电解质反应中，硅酸钠溶液被分解为纯硅和氢氧化钠，从而促使多晶硅的形成。

2. 杂质去除反应：在精炼多晶硅的过程中，通过向电炉中加入氯化氢等物质，可以与多晶硅中的杂质发生反应。

这些杂质会以气体或液体的形式被移出，从而提高多晶硅的纯度。

3. 抽拉和切割反应：在多晶硅被抽拉和切割的过程中，需要使用高精确度的设备和工艺控制，以确保晶棒和切片的质量。

这个过程主要是机械物理反应，通过切割工具对多晶硅进行切割和加工。

总而言之，多晶硅的生产工艺涉及多个步骤和反应原理。

从原料准备、冶炼、精炼到抽拉和切割，每一步骤都是为了提高多晶硅的纯度和形状，以满足太阳能电池板制造的要求。

通过控制反应条件和使用精确的设备，可以实现高质量的多晶硅生产。

多晶硅是一种非常重要的材料，广泛应用于太阳能电池板的制造。

多晶硅生产工艺流程
多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于光伏行业以及电子、光电子等领域。

多晶硅的生产工艺流程一般包括原料准备、硅熔炼、凝固和切片等环节。

首先，原料准备是多晶硅生产工艺的第一步。

常用的原料是硅矿石，如二氧化硅。

硅矿石经过破碎、磨细等处理后，得到晶圆级的硅粉。

接下来，硅熔炼是多晶硅工艺流程的关键环节。

硅粉经过预处理后，放入高温的炉中进行熔炼。

炉内温度一般在1400℃至1500℃之间，同时加入一定比例的助熔剂，如磷酸、硼酸等。

这些助熔剂能够提高硅粉的熔点与熔液的流动性。

在炉内，硅粉与助熔剂充分混合熔化，形成融化状态的硅熔体。

凝固是多晶硅生产工艺的下一个步骤。

硅熔体经过一段时间的保温后，温度逐渐降低。

在降温过程中，硅熔体逐渐凝固成晶体。

为了保证晶体纯度，还需要将晶体与熔液进行分离。

分离时，利用晶体与熔液的密度差异，通过旋转晶体来使熔液远离晶体表面。

最后，切片是完成多晶硅生产工艺的最后一步。

凝固后的硅单晶块被分割成薄片，用于制备光伏电池。

切片一般采用钻石切割工具，切割时要注意控制厚度、保持平整度和提高利用率。

总的来说，多晶硅的生产工艺流程包括原料准备、硅熔炼、凝固和切片等环节。

这些环节相互配合，通过科学的工艺参数控
制，能够得到纯度高、结晶度良好的多晶硅材料。

多晶硅生产工艺的不断创新和提升，使得多晶硅的生产效率不断提高，成本逐渐降低，推动着光伏产业的发展。