关于多晶硅生产工艺流程的简单介绍

2020-12-30 13:54:04 来源：

多晶硅生产工艺流程,多晶硅最主要的工艺包括，三氯▽氢硅合成、四氯』化硅的热氢化（有的采用氯氢化），精馏，还原，尾气回收，还有∑一些小的主项，制氢、氯▓化氢合成、废气废液的处理、硅棒的整理等等。

主要反应包括：Si+HCl---SiHCl3+H2（三氯氢硅合成）;SiCl4+H2---SiHCl3+HCl（热氢化）;SiHCl3+H2---SiCl4+HCl+Si（还原）多晶硅是由硅纯度较低的↑冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不々尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标◥、用途、产品检☆测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，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。改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球◆总产量的85％。但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要◢硅料厂商手中。这些公司的★产品占全球多晶硅总产量的90%，它们形成的企业联盟实行技术封锁，严禁ξ技术转让。短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。

西门子改良法生产工艺如下：

这种方法的优点是节能降耗♂显著、成本低、质量好、采用综合利用技ζ　术，对环境不产生污染，具有明显的竞争Ψ优势。改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床▓加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯◥氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节←电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分╲析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空◢气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。

（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成◆工业硅，

其化ζ学反应SiO2+C→Si+CO2↑

（2）为了满足高纯度的需要，必※须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅』(SiHCl3)。

其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑

反应温度为300度，该反应是放↙热的。同时形成气态混合物(Н2,НС1,SiНС13,SiC14,Si)。

（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一「步提纯，需要分解:过滤硅粉，冷凝SiНС13,SiC14，而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНС13,SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。

（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶●硅。

其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。

多晶硅的反应容器为密封的，用电加热硅池硅∞棒（直径5-10毫米，长度1.5-2米，数量80根），在1050-1100度在棒上生长多晶硅，直径︾可达到150-200毫米。

这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应，并生成多晶硅。剩余部分同Н2,НС1,SiНС13,SiC14从反※应容器中分离。这些混合物进行低温分离，或再利用，或返▓回到整个反应中。气态混卐合物的分离是复杂的、耗能量大的，从某种程度上决定了多晶硅Ψ 的成本和该3工艺的竞争力。

来源：电子发烧友