2013二建建筑实务课件.ppt

文档介绍：1
化学法制取单晶硅
2
化学法制取单晶硅
生产过程
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在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,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
原料→多晶硅→单晶硅
3
化学法制取单晶硅
一、多晶硅
多晶硅产品分类:
多晶硅按纯度分类可以分为冶金级(工业硅)、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Si为90-95%以上,%以上。
4
化学法制取单晶硅
2、太阳级硅(SG):纯度介于冶金级硅与电子级硅之间,至今未有明确界定。%–%(4~6个9)。
3、电子级硅(EG):一般要求含Si>%以上,%~%(9~11个9)。其导电性介于10-4–1010欧厘米。
5
多晶硅生产技术主要有:
改良西门子法
硅烷法
流化床法。
正在研发的还有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料法等制造低成本多晶硅的新工艺。
6
7
西门子法(三氯氢硅还原法)
(一)、西门子法(三氯氢硅还原法)
西门子法(三氯氢硅还原法)是以HCL(或Cl2、H2)和冶金级工业硅为原料,将粗硅(工业硅)粉与HCL在高温下合成为SiHCl3,然后对SiHCl3进行化学精制提纯,接着对SiHCL3进行多级精馏,使其纯度达到9个9以上,,最后在还原炉中1050℃的硅芯上用超高纯的氢气对SiHCL3进行还原而长成高纯多晶硅棒。
8
9
西门子法(三氯氢硅还原法)
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
生产流程
(1)石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑
10
西门子法(三氯氢硅还原法)
(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,НCL,SiНСL3,SiCL4,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