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多晶硅提纯技术和工艺类型
来源:雷火竞技app官网入口   上传时间:2024-03-04 12:44:12

  从大的类别来讲,硅提纯技术能简单的划分为化学法和物理法,分别以改良西门子法和物理法为代表,还有别的的通过部分环节的改进、优化和调整产生的变异的提纯工艺。

  其中化学提纯方法主要有西门子法(气相沉淀反应法)、甲硅烷热分解法、流态化床法,而物理提纯方法主要有区域熔化提纯法(FZ)、直拉单晶法(CZ)、定向凝固多晶硅锭法(铸造法)。

  图1是西门子公司的代表在2008年12月份在上海举行的《2008国际太阳级多晶硅会议》上展示的。从这幅图片看出,无论是半导体还是光伏应用,现在世界上75%的多晶硅都是采用这种工艺生产的。如果考虑到循环流化床法其实也仅仅是西门子法的改进,而锌还原法和硅烷法都是西门子法的变种,那就能看到,在2005年,UMG的产量可以说为零,但到2010年,西门子法的份额从91%退到了75%,而物理法(MG-SOG),则从零增加到了11%的份额。

  改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。

  硅烷(SiH4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术,由于发生过严重的爆炸事故后,没有继续扩大生产。但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。

  以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温度高压力下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气。

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