多晶硅生产综述
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多晶硅工艺生产技术概述摘要多晶硅是一种重要的材料,广泛用于半导体工业和太阳能电池等领域。
本文对多晶硅的工艺生产技术进行了概述,包括多晶硅材料的制备、熔炼和晶体生长等关键步骤。
同时介绍了多晶硅晶体的质量评估和后续加工工艺。
通过对多晶硅工艺生产技术的了解,可帮助读者更好地理解多晶硅的生产过程和相关技术。
引言多晶硅是由高纯度硅原料制备而成的硅单质,具有晶体结构的特点。
多晶硅作为一种重要的材料,在半导体工业和太阳能电池等领域有广泛应用。
多晶硅的制备过程包含多个关键步骤,包括材料制备、熔炼和晶体生长等。
多晶硅材料的制备多晶硅的制备主要通过化学气相沉积(CVD)法或者物理气相沉积(PVD)法来实现。
CVD法是指通过化学反应在基片表面沉积硅原子,形成多晶硅材料。
PVD 法则是指通过物理手段,如蒸发或溅射,将高纯度硅材料沉积在基片表面。
在材料制备的过程中,首先需要选择高纯度的硅原料。
通常使用的硅原料有气相、硅石和冶炼石英等。
其中气相硅原料的纯度最高,能够保证制备出高品质的多晶硅材料。
多晶硅的熔炼多晶硅的熔炼是制备多晶硅的关键步骤之一。
常用的熔炼方法有梯级熔炼法和等离子熔炼法。
梯级熔炼法是指将高纯度硅原料放入一系列熔炼炉中进行熔炼。
在炉中,硅原料逐渐熔化,并逐步减小杂质含量。
最后得到高纯度的多晶硅。
等离子熔炼法是指通过等离子体技术将硅原料加热至高温,使其熔化。
等离子熔炼法具有熔化速度快和杂质去除效果好的特点,是目前多晶硅熔炼的常用方法。
多晶硅的晶体生长多晶硅晶体生长是多晶硅制备的最后一步。
在晶体生长过程中,需要通过控制温度和各种气体流动来控制晶体的生长速率和晶格结构。
多晶硅晶体生长的方法有凝固生长法和气相损失生长法。
凝固生长法是指通过在熔融硅上方降温使其凝固成晶体。
气相损失生长法是指通过化学气相沉积法在晶体基片上沉积硅原子,形成多晶硅晶体。
多晶硅晶体的质量评估多晶硅晶体的质量评估是非常重要的。
常用的评估方法有晶体结构分析、杂质测量和电学性质测试等。
多晶硅生产工艺流程简述嘿,朋友们!今天咱来唠唠多晶硅生产工艺流程这档子事儿。
你想想看啊,多晶硅就像是我们盖房子的砖头,那可是构建各种高科技玩意儿的重要材料呢!生产多晶硅就好比一场奇妙的旅程。
首先呢,得有原材料硅石,这就像是做饭得有食材一样。
把硅石弄碎了,再进行一系列复杂的化学反应,就像厨师精心调配调料。
然后呢,经过各种处理,慢慢就有了初步的硅材料。
这就好比面团初步揉好了,还得继续加工呢。
接下来就是提纯啦!把那些杂质啥的都去掉,让硅变得纯纯的。
这感觉就像是把一颗宝石从石头堆里挑出来,得细心再细心。
再之后呢,就是一系列精细的操作,让多晶硅的品质越来越好。
就好像雕琢一件艺术品,每一刀都得恰到好处。
在这个过程中,工人们就像是神奇的魔法师,用他们的智慧和技术,把普通的硅石变成了闪闪发光的多晶硅。
你说这神奇不神奇?这可不是随随便便就能做到的,得有专业的设备,得有经验丰富的技术人员。
咱再打个比方,多晶硅生产就像是一场精彩的演出,每个环节都不能出错,不然这出戏可就演砸啦!每一道工序都得严谨认真,就像走钢丝一样,不能有丝毫马虎。
而且啊,这可不是一天两天就能学会的,得经过长时间的积累和实践。
就像学骑自行车,得摔几次跤才能真正掌握技巧呢。
多晶硅的用途可广泛啦,从太阳能电池到电子设备,到处都有它的身影。
想象一下,如果没有多晶硅,我们的生活得少多少便利和乐趣呀!所以说啊,多晶硅生产工艺流程真的太重要啦!它是科技发展的基石,是推动我们生活进步的重要力量。
我们可得好好珍惜这些来之不易的成果,也得感谢那些在背后默默付出的人们。
这就是多晶硅生产工艺流程的神奇之处,大家说是不是很有意思呢?。
多晶硅工艺生产技术姓名:葸国隆日期:2012年12月11日目录目录 (I)摘要 ......................................................................................................................................................................... I I 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 (2)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) (3)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 (4)一、发展历程 (4)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 (5)一、合成部分 (5)1、液氯汽化 (5)2、HCL合成 (6)3、三氯氢硅合成 (8)二、提纯部分 (11)三、氢化还原部分 (15)1、还原工序 (15)2、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 (47)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。
2024多晶硅产业回顾2024年对于中国多晶硅产业来说是一个充满挑战的年份。
全球经济衰退和欧洲主权债务危机导致了国际市场需求的下降,此外,国内产能过剩和环保要求的提高也给多晶硅产业带来了压力。
在这样的环境下,多晶硅产业经历了一系列的挑战和变革。
首先,全球市场需求的下降严重影响了多晶硅产业的发展。
由于国际市场需求下降,多家多晶硅企业面临订单减少和利润下降的情况。
许多企业被迫降低价格以争夺有限的市场份额,导致行业竞争加剧。
此外,全球金融市场的不稳定也使得企业难以融资,影响了其扩大产能和进行技术改进的计划。
其次,国内产能过剩是多晶硅产业的另一个主要问题。
由于多晶硅生产成本低,许多企业涌入该行业,导致供应过剩。
根据数据,中国多晶硅生产能力在2024年达到了30万吨,超过了国内和国际市场的需求。
这种过剩产能不仅导致价格下跌,还带来了环境污染和资源浪费的问题。
此外,环境保护要求的提高也给多晶硅产业带来了压力。
随着人们对环境保护意识的提高,政府对于多晶硅生产的环境要求也越来越高。
从2024年开始,多家多晶硅企业被要求进行环保设施改造,以达到国家和地方的排放标准。
这给企业增加了额外的成本,同时也加大了对技术升级和创新的需求。
然而,尽管面临诸多挑战,中国多晶硅产业在2024年依然取得了一些进展。
首先,多家企业开始加大对技术创新和研发的投入。
为了提高产品质量和竞争力,一些企业开始研发更高效的生产工艺和设备,以降低生产成本。
此外,一些企业还开始转型发展,加大在高端市场的布局,以寻求更好的利润空间。
此外,政府也出台了一系列支持政策来推动多晶硅产业的发展。
例如,在2024年,国家发改委发布了《太阳能光伏产业发展规划》,并对多晶硅等光伏材料的生产和利用给予了政策支持。
这些政策包括减免税收、提供财政补贴和优惠贷款等,为多晶硅产业提供了一定的扶持。
综上所述,2024年对于中国多晶硅产业来说是一个充满挑战的年份。
全球市场需求的下降、国内产能过剩和环保要求的提高给多晶硅产业带来了压力。
多晶硅生产综述范文多晶硅是一种重要的半导体材料,广泛应用于光伏、电子、光电和太阳能产业等领域。
多晶硅的生产过程复杂,需要经历原料准备、熔炼、晶体生长和切割等环节。
下面将对多晶硅生产的综述进行详细介绍。
一、原料准备多晶硅的主要原料是二氧化硅(SiO2),通常采用石英砂或石英粉作为原料。
为了确保原料质量和纯度,需要对原料进行粉碎、洗涤和筛分等处理。
同时,还需要添加一定量的还原剂,如冰晶石(Na2CO3)和硫酸铝(Al2(SO4)3),以促进硅的还原反应和破坏硅氧化物的结构。
二、熔炼熔炼是多晶硅生产的关键环节,主要包括硅炉、熔炼工艺和熔炼控制等方面。
常用的硅炉有炉控法和电炉法两种。
炉控法通过电石炉和真空炉的相互转换,经过氯化硅和还原剂的反应生成高纯度的多晶硅。
电炉法则通过电炉加热石英砂和还原剂的混合物,使其发生还原反应生成多晶硅。
三、晶体生长晶体生长是多晶硅生产过程中非常重要的一步,确定多晶硅的晶体结构和品质。
常见的晶体生长方法有气相法和溶液法。
气相法主要通过热解法或气相输运法,将硅的蒸汽在高温环境中沉积在基片上,逐步生长成多晶硅晶体。
溶液法则通过将硅的溶液慢慢晶化,使晶体从溶液中生长出来。
四、切割晶体生长后,需要将其切割成适当的尺寸和形状,以便应用到具体的产品中。
切割通常采用线锯和磨割两种方法。
线锯是一种常见的切割方法,通过钢丝锯片进行切割。
磨割则是通过砂轮进行切割,具有更高的精度和效率。
综上所述,多晶硅的生产过程主要包括原料准备、熔炼、晶体生长和切割等环节。
在整个生产过程中,需要严格控制工艺参数和原料质量,以确保多晶硅的纯度和品质。
随着技术的不断进步,多晶硅的生产工艺也在不断发展,提高产能和生产效率,以满足不同领域的需求。
多晶硅作为一种重要的半导体材料,将继续在光伏、电子等领域发挥重要作用。
第1篇一、前言201X年,在我国光伏产业快速发展的背景下,我厂紧紧围绕“创新、绿色、高效”的发展理念,充分发挥自身优势,积极推进技术创新和产业升级,圆满完成了年度各项工作任务。
现将201X年度工作总结如下:二、主要工作及成果1. 技术创新与研发201X年,我厂加大了技术研发投入,成功研发了多项新型多晶硅生产技术,提高了生产效率和产品质量。
同时,与国内外知名科研机构合作,引进先进技术,提升了企业核心竞争力。
2. 生产管理在生产管理方面,我厂严格执行生产计划,确保了生产任务的顺利完成。
通过优化生产流程,降低了生产成本,提高了产品合格率。
此外,我们还加强了设备维护保养,确保了生产设备的稳定运行。
3. 质量控制201X年,我厂高度重视产品质量,加强质量管理体系建设,严格执行质量检验标准。
通过加强原材料采购、生产过程监控、产品检测等环节的管理,确保了产品质量达到国家标准,提高了客户满意度。
4. 安全生产201X年,我厂牢固树立“安全第一”的思想,加大安全生产投入,加强安全生产培训,严格执行安全生产规章制度。
通过强化现场安全管理,实现了全年安全生产零事故的目标。
5. 市场拓展201X年,我厂积极拓展国内外市场,与多家知名光伏企业建立了长期合作关系。
同时,参加国内外行业展会,提升了企业知名度和市场竞争力。
三、存在的问题与不足1. 技术创新能力有待提高。
虽然我厂在技术研发方面取得了一定成果,但与国内外先进企业相比,仍存在一定差距。
2. 生产成本较高。
在原材料价格波动和市场竞争加剧的背景下,我厂生产成本较高,影响了企业盈利能力。
3. 人才队伍建设有待加强。
随着企业规模的扩大,对专业技术人才的需求日益增加,但我厂在人才引进和培养方面仍存在不足。
四、今后工作计划1. 加大技术研发投入,提升企业核心竞争力。
2. 优化生产流程,降低生产成本,提高产品性价比。
3. 加强人才队伍建设,培养一支高素质的专业技术人才队伍。
4. 拓展国内外市场,提高企业市场份额。
117太阳能多晶硅的制备生产工艺综述何丽雯(陕西延长石油(集团)管道运输公司,陕西延安 716000)摘要:太阳能用多晶硅来自石英矿或者硅石矿,进行冶炼得到金属硅,然后将金属硅提纯到太阳能多晶硅。
太阳能多晶硅是制备太阳能电池的重要原料。
依照自然界中硅石到太阳能多晶硅的生产过程为线索,介绍当前国内外光伏行业生产太阳能多晶硅的工艺现状,并对各工艺详情作一个综述。
关键词:太阳能;金属硅;多晶硅;产工艺引言目前,全球能源行业正面临着一次能源的枯竭与环境保护的双重压力。
积极发展可再生能源已成为世界共识,尤其是目前处于金融危机的经济背景下,以“低碳”为特征的“绿色新政”思想已经成为促进经济复苏的共识,对太阳能产业的重视和太阳能的开发利用已成为必然趋势。
必然导致作为将太阳能转换为电能的基本材料⎯⎯太阳能级硅的需求量急剧增加,同时也导致了太阳能级硅的生产工艺的变革,即由以传统的化学法(西门子改进西门子法)逐渐到物理冶金法,生产技术朝着绿色环保(无氯)、低能耗的方向发展[1-7]。
作者从金属硅的冶炼入手综述太阳能级硅生产工艺和精炼常用方法,以便为我国多晶硅产业提供一些参考。
1 太阳能多晶硅的生产工艺金属硅,是采用石英矿与碳在高温下进行还原得到的。
石英矿,也称为硅石矿,主要成分是二氧化硅。
碳是作为还原剂将硅从二氧化硅中还原出来的,通常可选用焦碳、木炭、精煤和石油焦等。
将石英矿石破碎到合适的大小,与碳还原剂按大约3:1的比例均匀混合放入矿热炉内,通电产生电弧,将硅石熔化,使之在高温下与碳进行还原反应:SiO2 + 2C → Si + CO多晶硅的生产是较为复杂的,并不是一个简单的物理化学过程,而是多种冶金方法串联在一起才能得到最终产品。
多晶硅主要技术特征有以下两点:(1)多种生产工艺路线并存,产业化技术封锁、垄断局面不会改变。
总的来说,目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有:改良西门子法、硅烷法和流化床法。
其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能约占世界总产能的80%,短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。
多晶硅生产综述一、多晶硅简介多晶硅:polycrystalline silicon。
是单质硅的一种形态,当熔融的单质硅在过冷条件下凝固时硅原子以金刚石晶格形态排列形成许多晶核,这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,这些晶粒结合起来就形成了多晶硅。
1、多晶硅的性质多晶硅的分子式为Si,分子量为28.08g/mol,熔点1410℃,沸点2355℃。
具有灰色的金属光泽,密度介于2.32和2.34kg/m3之间,硬度介于锗和石英之间,室温下质脆易碎。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、盐酸和硝酸。
常温下不活波,高温下能与氧、氮、硫等反应。
在熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎所有材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但是微量的杂质即可大大的影响其导电性。
2、多晶硅产品的分类多晶硅按纯度分类可以分为冶金级(金属硅)、太阳能级、电子级。
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Si为95%左右,高达99.8%以上。
太阳能级硅(SG):纯度介于冶金级硅与电子级硅之间,至今未有明确界定。
一般认为含Si在99.99~99.999 9%电子级硅(EG):一般要求含Si在99.999 9%以上,超高纯达到99.999 999 9%~99.999 999 999%。
3、多晶硅的用途⑴可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能自1954年美国贝尔实验室成功研制第一块单晶硅太阳能电池以来,太阳能逐渐成为各国越来越关注的“绿色”能源。
1998年全世界多晶硅太阳电池的产量首次超过了单晶硅太阳电池的产量, 2001 年多晶硅太阳电池的市场占有份额为52% ,远远超出单晶硅太阳电池35%的市场占有量[1], 到2010年, 全球10GW 的太阳电池产量中, 多晶硅约占9000MW。
当前,晶体硅材料是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳电池的主流材料[2]。
⑵高纯的晶体硅是重要的半导体材料在IT产业中,多晶硅用于生产单晶硅。
单晶硅即硅半导体,是多晶硅的衍生产品,它是制造集成电路和电子元件的优质材料。
全世界半导体器件中有95%使用硅材料制成的,其中85%的集成电路是由硅材料制成的[3]。
由于硅半导体耐高电压、耐高温、晶带宽度大,比其它半导体材料有体积小、效率高、寿命长、可靠性强等优点,因此被广泛用于电子工业集成电路的生产中硅材料是信息产业的重要基础材料[5] [6]。
⑶高纯多晶硅是最重要的电子信息基础材料,被视为“微电子大厦的基石”。
还广泛用于金属陶瓷、宇宙航行的重要材料等等。
二、多晶硅的生产工艺目前,世界上生产制造多晶硅的工艺技术主要有:改良西门子法、硅烷(SiH4)法、流化床法以及专门生产太阳能及多晶硅硅的新工艺。
下面主要对改良西门子法生产工艺做下介绍:⑴氢气制备与净化工序在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。
电解制得的氢气经过冷却、分离液体后,进入除氧器,在催化剂的作用下,氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。
除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。
净化干燥后的氢气送入氢气贮罐,然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。
电解制得的氧气经冷却、分离液体后,送入氧气贮罐。
出氧气贮罐的氧气送去装瓶。
气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放,均供货商回收再利用。
⑵氯化氢合成工序从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。
出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。
从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐,也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。
氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃,经燃烧反应生成氯化氢气体。
出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后,被送往三氯氢硅合成工序。
为保证安全,本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统,可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。
该系统保持连续运转,可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。
为保证安全,本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。
必要时,氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内,用氢氧化钠水溶液洗涤除去。
该废气处理系统保持连续运转,以保证可以随时接收并处理含氯气体。
⑶三氯氢硅合成工序原料硅粉经吊运,通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。
硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗,经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后,硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。
供应料斗内的硅粉用安装于料斗底部的星型供料机送入三氯氢硅合成炉进料管。
从氯化氢合成工序来的氯化氢气,与从循环氯化氢缓冲罐送来的循环氯化氢气混合后,引入三氯氢硅合成炉进料管,将从硅粉供应料斗供入管内的硅粉挟带并输送,从底部进入三氯氢硅合成炉。
在三氯氢硅合成炉内,硅粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应,生成三氯氢硅,同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物、聚氯硅烷、氢气等产物,此混合气体被称作三氯氢硅合成气。
反应大量放热。
合成炉外壁设置有水夹套,通过夹套内水带走热量维持炉壁的温度。
出合成炉顶部挟带有硅粉的合成气,经三级旋风除尘器组成的干法除尘系统除去部分硅粉后,送入湿法除尘系统,被四氯化硅液体洗涤,气体中的部分细小硅尘被洗下;洗涤同时,通入湿氢气与气体接触,气体所含部分金属氧化物发生水解而被除去。
除去了硅粉而被净化的混合气体送往合成气干法分离工序。
⑷合成气干法分离工序从三氯氢硅氢合成工序来的合成气在此工序被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体,分别循环回装置使用。
三氯氢硅合成气流经混合气缓冲罐,然后进入喷淋洗涤塔,被塔顶流下的低温氯硅烷液体洗涤。
气体中的大部份氯硅烷被冷凝并混入洗涤液中。
出塔底的氯硅烷用泵增压,大部分经冷冻降温后循环回塔顶用于气体的洗涤,多余部份的氯硅烷送入氯化氢解析塔。
出喷淋洗涤塔塔顶除去了大部分氯硅烷的气体,用混合气压缩机压缩并经冷冻降温后,送入氯化氢吸收塔,被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的氯硅烷液体洗涤,气体中绝大部分的氯化氢被氯硅烷吸收,气体中残留的大部分氯硅烷也被洗涤冷凝下来。
出塔顶的气体为含有微量氯化氢和氯硅烷的氢气,经一组变温变压吸附器进一步除去氯化氢和氯硅烷后,得到高纯度的氢气。
氢气流经氢气缓冲罐,然后返回氯化氢合成工序参与合成氯化氢的反应。
吸附器再生废气含有氢气、氯化氢和氯硅烷,送往废气处理工序进行处理。
出氯化氢吸收塔底溶解有氯化氢气体的氯硅烷经加热后,与从喷淋洗涤塔底来的多余的氯硅烷汇合,然后送入氯化氢解析塔中部,通过减压蒸馏操作,在塔顶得到提纯的氯化氢气体。
出塔氯化氢气体流经氯化氢缓冲罐,然后送至设置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐;塔底除去了氯化氢而得到再生的氯硅烷液体,大部分经冷却、冷冻降温后,送回氯化氢吸收塔用作吸收剂,多余的氯硅烷液体(即从三氯氢硅合成气中分离出的氯硅烷),经冷却后送往氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽。
⑸氯硅烷分离提纯工序在三氯氢硅合成工序生成,经合成气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽;在三氯氢硅还原工序生成,经还原尾气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽;在四氯化硅氢化工序生成,经氢化气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的氢化氯硅烷贮槽。
原料氯硅烷液体、还原氯硅烷液体和氢化氯硅烷液体分别用泵抽出,送入氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔中。
⑹三氯氢硅氢还原工序经氯硅烷分离提纯工序精制的三氯氢硅,送入本工序的三氯氢硅汽化器,被热水加热汽化;从还原尾气干法分离工序返回的循环氢气流经氢气缓冲罐后,也通入汽化器内,与三氯氢硅蒸汽形成一定比例的混合气体。
从三氯氢硅汽化器来的三氯氢硅与氢气的混合气体,送入还原炉内。
在还原炉内通电的炽热硅芯/硅棒的表面,三氯氢硅发生氢还原反应,生成硅沉积下来,使硅芯/硅棒的直径逐渐变大,直至达到规定的尺寸。
氢还原反应同时生成二氯二氢硅、四氯化硅、氯化氢和氢气,与未反应的三氯氢硅和氢气一起送出还原炉,经还原尾气冷却器用循环冷却水冷却后,直接送往还原尾气干法分离工序。
还原炉炉筒夹套通入热水,以移除炉内炽热硅芯向炉筒内壁辐射的热量,维持炉筒内壁的温度。
出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序,经废热锅炉生产水蒸汽而降温后,循环回本工序各还原炉夹套使用。
还原炉在装好硅芯后,开车前先用水力射流式真空泵抽真空,再用氮气置换炉内空气,再用氢气置换炉内氮气(氮气排空),然后加热运行,因此开车阶段要向环境空气中排放氮气,和少量的真空泵用水(可作为清洁下水排放);在停炉开炉阶段(约5-7 天1 次),先用氢气将还原炉内含有氯硅烷、氯化氢、氢气的混合气体压入还原尾气干法回收系统进行回收,然后用氮气置换后排空,取出多晶硅产品、移出废石墨电极、视情况进行炉内超纯水洗涤,因此停炉阶段将产生氮气、废石墨和清洗废水。
氮气是无害气体,因此正常情况下还原炉开、停车阶段无有害气体排放。
废石墨由原生产厂回收,清洗废水送项目含氯化物酸碱废水处理系统处理。
⑺还原尾气干法分离工序从三氯氢硅氢还原工序来的还原尾气经此工序被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体,分别循环回装置使用。
还原尾气干法分离的原理和流程与三氯氢硅合成气干法分离工序十分类似。
从变温变压吸附器出口得到的高纯度的氢气,流经氢气缓冲罐后,大部分返回三氯氢硅氢还原工序参与制取多晶硅的反应,多余的氢气送往四氯化硅氢化工序参与四氯化硅的氢化反应;吸附器再生废气送往废气处理工序进行处理;从氯化氢解析塔顶部得到提纯的氯化氢气体,送往放置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐;从氯化氢解析塔底部引出的多余的氯硅烷液体(即从三氯氢硅氢还原尾气中分离出的氯硅烷),送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽。
⑻四氯化硅氢化工序经氯硅烷分离提纯工序精制的四氯化硅,送入本工序的四氯化硅汽化器,被热水加热汽化。
从氢气制备与净化工序送来的氢气和从还原尾气干法分离工序来的多余氢气在氢气缓冲罐混合后,也通入汽化器内,与四氯化硅蒸汽形成一定比例的混合气体。
从四氯化硅汽化器来的四氯化硅与氢气的混合气体,送入氢化炉内。
在氢化炉内通电的炽热电极表面附近,发生四氯化硅的氢化反应,生成三氯氢硅,同时生成氯化氢。
出氢化炉的含有三氯氢硅、氯化氢和未反应的四氯化硅、氢气的混合气体,送往氢化气干法分离工序。
氢化炉的炉筒夹套通入热水,以移除炉内炽热电极向炉筒内壁辐射的热量,维持炉筒内壁的温度。
出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序,经废热锅炉生产水蒸汽而降温后,循环回本工序各氢化炉夹套使用。