多晶硅产业化生产概述.doc

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1、多晶硅产业化生产概述编写：陆迪一2009年2月目录目录-1-第一章多晶硅概况-3-1.1多晶硅的基本概况-3-1.1.1多晶硅、单晶硅、非晶硅的概念-4-1.1.2多晶硅的物理化学性质-4-1.2纯度的概念及多晶硅的分类-5-1.3多晶硅产品的用途-5-1.4多晶硅制备的特点-7-第二章多晶硅生产工艺-7-2.1主要的多晶硅生产的工艺-8-2.1.1改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法-8-2.1.2硅烷法——硅烷热分解法-10-2.1.3流化床法-11-2.1.4太阳能级多晶硅新工艺技术-12-气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅-13-重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶

2、硅-13-2.2国外多晶硅生产技术发展的特点-13-2.3国内多晶硅技术发展状况-14-第三章改良西门子法-15-3.1氯化氢合成工序-16-3.1.1氢气的制备与净化-17-3.1.2液氯的气化-18-3.2三氯氢硅合成工序-23-3.3合成气干法分离工序-25-3.4氯硅烷分离提纯工序（氯硅烷的精馏）-26-3.4.1氯硅烷分离提纯工艺流程-26-3.4.2各级精馏塔的精馏过程：-26-3.5三氯氢硅氢还原工序-31-3.5.1三氯氢硅还原工艺-32-3.5.2三氯氢硅氢还原中的主要设备-33-3.6还原尾气干法分离工序-36-3.7四氯化硅氢化工序-37-3.8氢

3、化气干法分离工序-39-3.10沉积硅的载体—硅芯制备工序-40-3.11产品整理工序-42-3.12废气及残液处理工序-42-3.12.1、含氯化氢工艺废气净化-42-3.13废硅粉处理-43-3.14工艺废料处理工序-43-3.15各工序危险设别-44-3.15.1、氢气制备-44-3.15.2、三氯氢硅合成-44-3.15.3、合成气干法分离工序-44-3.15.4、氯硅烷分离提纯工序-45-3.15.5、三氯氢硅氢还原工序-45-3.15. 6、还原尾气干法分离工序-46-3.15.7、四氯化硅氢化工序-46-3.15.8、氢化气干法分离工序-47-3.15.9

4、、其他工序-47-第四章多晶硅主要生产企业-48-4.1世界主要多晶硅生产企业-48-4.1.1、美国DOWCORNING道-康宁-48-4.1.2、德国WACKER公司-49-4.1.3、美国MEMC公司-50-4.2国内主要多晶硅生产企业-52-4.3中国各省市多晶硅项目投资情况-52-第一章多晶硅概况1.1多晶硅的基本概况多晶硅是重要的半导体材料，是硅产品产业链中一个极其重要的中间产品。它可以直接制作成太阳能电池，也可以作为原料生产单晶硅。目前90%以上的半导体器件是使用硅材料制成的，也就是用多晶硅为原料生产的单晶硅制成的。在电子工业中少不了硅，特别是少不了多晶硅

5、，它被视为“微电子大厦的基石”。目前，硅是可获得的纯度最高的材料之一，其实验室纯度可达到12个9的本征级，工业化大生产中也能达到7到11个9的本征级。1.1.1多晶硅、单晶硅、非晶硅的概念多晶硅（p-Si）是单质硅的一种形态。是由许多硅原子及许多小的晶粒组合而成的硅晶体。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，这些晶粒结合起来，则形成多晶硅。单晶硅(c-Si)：8s2e6B3k;A以高纯度多晶硅为原料在单晶炉中被熔化为液态在单晶种（籽晶）上结晶而成,由于其晶体原子和分子以同一方向（晶向）周期性地整齐排列所以称为单晶硅。

6、非晶硅(a-Si)：熔融硅在过冷条件下凝固时，硅原子以无规则网络形态排列成许多晶核，这些晶粒结合起来，就结晶成非晶硅。单晶硅和多晶硅的区别是，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相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面，两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向

7、、导电类型和电阻率等多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求硅的纯度6个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必须达到9个9。目前，人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。1.1.2多晶硅的物理化学性质多晶硅是人工提取的高纯材料，其英文名为polysilicon，分子式Si，分子量28.08，熔点1410℃，沸点2355℃。多晶硅一般呈深银灰色，不透明，具有金属光泽，性脆。密度2.32~2.34。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中