电子级多晶硅生产关键工艺技术.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 16 日 作者简介:徐德运(1989),男,汉族,吉林吉林人,大专,中级工程师,江苏中能硅业科技发展有限公司,研究方向为多晶硅生产技术。-175-电子级多晶硅生产关键工艺技术 徐德运 江苏中能硅业科技发展有限公司,江苏 徐州 221000 摘要:摘要:电子级多晶硅生产阶段,影响晶硅效果的主要因素是高晶体质量与纯度。因此为能有效解决电子级多晶硅生产存在这种问题,满足半导体工业生产具体要求。本文对电子级多晶硅生产关键工艺技术进行分析,采用改良西门子法、硅烷法与还原技术等多种生产工艺方法进行电子级多晶硅生产。研究表明,电子级多晶硅生产环
2、节,选择针对性的生产技术能制备出纯度高、晶体质量好的多晶硅材料。关键词:关键词:电子级多晶硅;生产技术;关键工艺 中图分类号:中图分类号:TQ127.2;TN304 0 引言 最近几年随着我国工业产业的不断扩大,在电子级多晶硅生产的阶段中技术水平也得到了提升。对于电子级多晶硅生产而言,注重生产技术的研究明确技术的应用方式,可以全面提高电子及多晶硅生产的工艺水平对提高生产效率有着重要帮助。1 电子级多晶硅制备技术 1.1 改良西门子法 该方法主要是通过 HCI 和硅粉结合形成,然后成为 SiHCl3,再经过后续的精馏等处理,实现纯度的提升,然后将提纯之后的 SiHCl3 以及尾气回收车间产生的氢
3、气共同进入到下一工序内生产出硅。经过长期的沉积处理,形成符合要求的多晶态硅棒,再经过酸洗、水洗、包装等工序形成符合人们使用需要的产品。1.2 硅烷法 该方法从本质上来说就是应用先进的提纯方式实现多晶硅产品质量的全面提升,该方法具体应用的环节提纯效果全面提升,电子多晶硅产品的质量水平不断提高,并且在硅烷内包含 90%的含硅量,快速完成分解,能够达到 99%以上的分解效率,且能够降低反应温度,生产效率全面提升,产生的多晶硅产品质量符合要求。此外,该方式应用的环节会产生大量的氢气,且没有给环境造成任何污染影响。硅烷工艺在生产制造的环节提纯出高精度的硅烷,作为生产原料形成的多晶硅具备较高的纯度,完全能
4、够满足人们使用的要求。1.3 还原技术 该技术在电子多晶硅生产的环节属于基础性的工序,其主要应用还原炉实现,并且提高产品生产的质量和性能,确保电子多晶硅生产有序进行,也能确保各个工序顺利的完成。电子多晶硅生产模式相对较多,在之前较长时间之内一般都是应用 24 和 36 对棒还原炉开展生产,导致生产环节付出较多的成本,电能消耗量比较大,再加上生产环节技术参数控制难度较高,极大地影响电子多晶硅产品质量,所以必须进行工艺优化改进才能实现生产效果的提升。对于这种情况来说,很多生产企业根据生产的实际情况投入大量的人力、物力、财力研发出 12 对棒还原炉,进行流场以及温场的优化改进,不仅能够提高电子多晶硅
5、的生产效率和质量,还能降低能耗,实现各生产工艺的优化改进。此外,该类型的还原炉以银钢复合板作为制作材料,各项生产技术调整的环节更加顺畅,生产效率得到全面提升,避免给电子多晶硅产品的质量造成任何的危害和影响1。1.4 提纯技术 目前电子级多晶硅生产的环节精馏工艺是应用最为广泛的提纯工艺,但是应用的环节因为检测技术存在较多的限制,无法实现对三氯氢硅原材料杂质的检测,精度相对较差,只能利用检验炉生产硅棒的方法试验检测,所以导致数据检测精确性不足,对后续的生产环节造成较大的影响。从电子级多晶硅生产实际情况出发,在生产以及检验的环节应用合理的提纯技中国科技期刊数据库 工业 A-176-术,促进生产工艺水
6、平的提升,保证整个系统运行的稳定性,确保生产作业顺利完成,电子级多晶硅产品的质量也会得到全面的提升。从提纯技术应用方面来说,目前很多生产企业都会优先应用多级精馏和吸附融合的方法,应用符合要求的吸附剂,吸附效果得到全面提升,满足电子级多晶硅生产纯度的标准。与此同时,在吸附的环节企业通过使用活化的树脂作为吸附剂,规避原材料变化产生的影响,促进产品质量的提高。1.5 耦合生产技术 电子级多晶硅生产的环节很多企业会选择使用热氢化装置达到净化的要求,但该装置在应用的环节无法达到闭合循环的效果,且需要生产人员及时加入原材料,所以导致生产的速度减慢,也会造成成本升高、能耗增加,对后续的生产作业顺利开展造成一
7、定的影响。对于该问题来说,很多企业根据当前生产工艺的要求全面研发应用耦合生产工艺,生产的过程中把电子级多晶硅和光伏级多晶硅全面融合起来,把电子级多晶硅生产环节所形成的氯化氢产物及时传输给光伏级多晶硅生产系统之内,进而将生产环节存在的杂质全面清除出去,也能给生产环节提供足够的热量,较高的能量可以使用,有效的降低能源损耗。此外,耦合技术在应用的环节电子级多晶硅生产的阶段形成的三氯氢硅直接传输到电子级多晶硅生产系统之内,提供充足的原材料,也能构建形成闭合循环系统,生产成本有效的降低,生产效率不断提高。此外,该系统应用的环节硅粉和氢气的补充及时,由设备自动补充,实现生产环节的循环利用,避免出现严重的环
8、境污染危害,真正的实现绿色、环保生产2。1.6 清洁生产技术 耦合生产技术能保证电子级多晶硅生产环节避免产生大量的污染物,但是也需要对后续的工序以及设备生产环节做出优化改进才能满足当前清洁化生产的要求,进而保证生态环境的改善,对于电子级多晶硅生产效果提高产生积极意义,也符合我国可持续发展的要求。在以往电子级多晶硅生产的环节后处理工艺阶段极易造成杂质引入到生产工序内,导致产品的质量无法达到要求,所以需要更新改造处理系统,设计自动化处理工序,同时建设拆棒系统和自动库存管理系统,保证处理效果全面提升。利用自动化的设备在多晶硅生产的环节实现硅棒酸洗、脉冲破碎等作业顺利进行,并实现系统的自动化控制,随时
9、检测生产环节的各项技术参数,及时做出调整,实现洁净作业的效果,也能达到清洁生产的目标,对产品质量的提升也能产生积极的意义。除此之外,电子级多晶硅生产的阶段还要充分利用设备、管道等营造出清洁作业的环境,以实现清洁生产效果的全面提升。以往电子级多晶硅生产的阶段,换热器、管道、储罐等装置大范围的应用,多个工序都会造成杂质的形成,无法满足当前产品生产的需要。因此,企业结合当前实际情况建设良好的生产环境,营造出清洁的生产工序才能保证电子级多晶硅生产达到清洁的标准,也能避免出现严重的杂质问题。2 电子级多晶硅关键生产技术分析 2.1 生产原辅料(1)备件。进入到生产工序内的各种备件监督检测,将杂质含量控制
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