文档介绍：多晶硅生产工艺学
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多晶硅生产工艺学
绪论
一、硅材料的发展概况
半导体材料是电子技术的基础，早在十九世纪末，人们就发现了半导体材料,而真正实用还是从二十世纪四十年代开始的，五十年代以后锗为主，由于锗晶体管大量生产、应用，促进了半导体工业的出现，到了六十年代,硅成为主要应用的半导体材料,到七十年代随着激光、发光、微波、红外技术的发展，一些化合物半导体和混晶半导体材料：如***化镓、硫化镉、碳化硅、镓铝***(如萘、蒽、以及金属衍生物等)在一定范围内也有其半导休特性,也开始得到了应用.
半导休材料硅的生产历史是比较年青的，～，日本、西德、捷克斯洛伐克，丹麦等国家的生产量也相当可观的.
从多晶硅产量来看，就7９年来说,美国产量1６２０～167０吨。日本４２０~~800吨。预计到85年美国的产量将达到2７０0吨、日本１０４0吨、西德瓦克化学电子有限公司的产量将达到3000吨。
我国多晶硅生产比较分散，真正生产由58年有色金属研究院开始研究，,到七七年产量仅达７０～8０吨，预计到8５年达到 300吨左右．
二、硅的应用
半导体材料之所以被广泛利用的原因是：耐高压、硅器件体积小,效率高,寿命长，及可靠性好等优点,为此硅材料越来越多地应用在半导体器件上。硅的用途:
１、作电子整流器和可控硅整流器,用于电气铁道机床,电解食盐，有色金属电解、各种机床的控制部分、汽车等整流设备上，用以代替直流发电机组,水银整流器等设备.
2、硅二极管，用于电气测定仪器,电子计算机装置，微波通讯装置等.
3、晶体管及集成电路,用于各种无线电装置,自动电话交换台，自动控制系统,电视摄相机的接收机，计测仪器髟来代替真空管，在各种无线电设备作为放大器和振荡器.
4、太阳能电池，以单晶硅做成的太阳能电池,可以直接将太阳能转变为电能。
三、提高多晶硅质量的措施和途径：
为了满足器件的要求，硅材料的质量好坏，直接关系到晶体管的合格率与电学性能,随着大规模集成电路和ＭOＳ集成电路的发展而获得电路的高可靠性，.
1、提高多晶硅产品质量的措施:
在生产过程中,主要矛盾是如何稳定产品的质量问题，搞好工艺卫生是一项最重要的操作技术，在生产实践中要树立“超纯”观念，养成严格的工艺卫生操作****惯,注意操作者，操作环境及设备材料等方面夺产品的污染和影响,操作环境最好有洁净室。
洁净室一般分为三级,它是以０。５Ｕ以上和5Ｕ以下的粒子在单位容积中的个数来分级的。
ａ、１0０级，平均每单位体积（立方英尺)(1英尺=3０。48㎝）,不超过１00个,5U以上的粒子全部没有.
ｂ、10０0０级:平均单位体积（立方英尺）中，,５U以上的粒子在6５个以小。
c 、1０0000级：平均单位体积中０。５U以上的大小粒子不超过10000０个，5U以上的粒子在７00个以小。
２、提高原料纯度：
决定产品质量的因素很多，其中原料，中间化合物如硅铁、液***、氢气、三***氢硅等的杂质的存在，对产品的质量好坏是起决定性的因素。(原料纯度越高,在制备过程中尽量减少沾污，就能制得高质量的多品硅.）因此，在制备过程中尽量减少杂质的沾污，提高原料有纯度。
3、强化精馏效果:
在工业生产中,原料的提纯几乎成为提高产品纯度的唯一手段。精馏法是化学提纯领域的重点，如何提高精馏效果和改进精馏设备，乃是精馏提纯的中心课题，近年来发展了加压精馏，固体吸附等化学提纯方法.
采用加压精馏右明显降低三***氢硅中磷的含量、络合提纯效果明显,鉴于络合剂的提纯及经济效果尚未很好的解决，因此至今未能投入大规模生产之中。
在改进精馏设备方面，国内外也作了相当研究,为了强化汽、液传热、传质的效果，采用高效率的塔板结构如浮动塔板，柱孔式塔板的精馏塔等。为了减少设备材质对产品的沾污,采用含钼低磷不锈钢塔内壁喷涂或内衬Ｆ４~6及***塑料材质，最近我国以采用了耐腐蚀性能更好的镍基合金，来提高产品质量.
４、氢还原过程的改进及发展趋势:
在三***氢硅氢还原中,用优质多晶硅细棒作沉积硅的载体，这对提高多晶硅的质量有很重要的作用.
采用钯管或钯膜净化器获得高纯氢,除去其中的水和其它有害杂质，降低多晶硅中氧含量