多晶硅的生产工艺流程及有关设备有哪些?

作者&投稿:尔宙 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
多晶硅生产工艺流程~

多晶硅生产工艺流程如下: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SiO_+C→Si+CO_↑。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(SiHCl_)。其化学反应Si+HCl→SiHCl_+H_↑,反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н_,НСl,SiНСl_,SiCl_,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SiНСl_,SiCl_,而气态Н_,НСl返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНСl_,SiCl_,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H_气氛中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl_+H_→Si+HCl。

多晶硅,是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
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↑。
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,НСl,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SiНСl₃,SiCl₄,而气态Н₂,НСl返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНСl₃,SiCl₄,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,НСl,SiНСl₃,SiCl₄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的成本和该工艺的竞争力。


用途
多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。
在化学活性方面,两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。

多晶硅的生产工艺流程及有关设备有:

1、多晶硅生产主要关键设备(在改良西门子法中):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。 

2、西门子改良法生产多晶硅工艺如下: 

(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↑ 

(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。

参考资料:

http://wenku.baidu.com/link?url=JirSbY4VNqKF4TeGdWQmirQBX7IiuEf2DZwmF-rNRn_PRCE7ymiGEtIqyfPoPdBkeTsiOI_brzTLO-wjSfUX1u4HY29id6VzG8bZ2tDP00q



(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↑
(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+3HCl。
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的成本和该3工艺的竞争力。

不晓得你们厂子采用的是什么工艺,不过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)
涉及的东西太多,简单的几句话没法说完,建议你去海川化工论坛去看看,那里面有一个多晶硅技术专区

多晶硅生产工艺流程如下:(1)粗硅粉碎的目的是___.分离SiHCl3(l)和S...
答:充分反应;SiHCl3(l)和SiCl4(l)是互溶的液体,采用蒸馏的方法分离;故答案为:增大接触面积,加快反应速率,充分反应;蒸馏;(2)因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=c3(HCl)c(SiHCl)×c(H2);

多晶硅生产流程是什么?
答:4. 净化后的三氯氢硅在高温下通过还原工艺,以高纯的SiHCl₃在H₂气氛中还原沉积,从而生成多晶硅。该反应SiHCl₃+H₂→Si+HCl中,反应容器为密封的,使用电加热硅池中的硅棒(直径5-10毫米,长度1.5-2米,数量80根)在1050-1100度下生长多晶硅,直径可达到150-200毫米。

多晶硅生产工艺流程是什么?
答:多晶硅生产工艺流程是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↑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)。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...

多晶硅生产工艺(从石英矿到太阳能电池的制造)
答:多晶硅的制备包括多晶硅的熔化、晶体生长、切片等步骤。多晶硅的熔化是将多晶硅加热至熔点,然后通过晶体生长制备多晶硅晶体。晶体生长过程中需要控制温度、压力等参数,以保证多晶硅晶体的质量。最后,将多晶硅晶体切片成薄片,用于太阳能电池的制造。太阳能电池的制造 太阳能电池的制造包括将多晶硅薄片制成太阳能...

多晶硅生产工艺流程
答:多晶硅生产工艺流程如下: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SiO_+C→Si+CO_↑。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(SiHCl_)。其化学反应Si+HCl→SiHCl_+H_↑,反应温度为...

多晶硅生产工艺流程是什么?
答:多晶硅生产工艺流程主要包括以下步骤:石英砂提纯、氯化氢合成、三氯氢硅合成、三氯氢硅精馏、还原炉制备、多晶硅还原以及尾气回收。首先,从自然界中获取的石英砂经过一系列提纯工艺,去除其中的杂质,得到高纯度的硅原料。这一步骤对于后续生产流程至关重要,因为它直接决定了最终多晶硅产品的质量。接下来,...

单晶硅,多晶硅生产流程。
答:用10%石灰乳液中和、沉清后,经过压滤机过滤,滤渣(主要为CaF2)送水泥厂生产水泥。沉清液和滤液主要为硝酸钙溶液,经蒸发、浓缩后,做副产品外售。蒸发冷凝液回用配置碱液。冶金法生产多晶硅:单晶硅生产工艺流程高纯多晶硅→直拉法或悬浮区熔法→棒状单晶硅→切、磨、抛和洁净封装工艺→单晶硅片....

多晶硅制造方法及步骤?
答:主要工艺是:将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃,流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注进,在石墨管内壁1500℃高温处反应天生液体状硅,然后滴进底部,温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。3)重掺硅废物提纯法生产太阳能级多晶硅 据美国Crystal Systems资料报导[1],美国通过对重掺单晶硅生产过程...

硅的生产工艺流程有哪些?
答:硅的生产工艺流程主要包括以下几个步骤:1. 加料熔化:将多晶硅原料和根据所需电阻类型添加的杂质(如硼、磷、锑、砷)放入石英坩埚中。然后在石英坩埚内抽真空并注入高纯氩气,以维持一定的压力范围。接着开启石墨加热器电源,将温度升至熔化温度(约1420℃),使多晶硅原料熔化。2. 缩颈生长:在硅熔体...

多晶硅的工业生产
答:改良西门子法和硅烷法主要生产电子级晶体硅,也可以生产太阳能级多晶硅。 硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗粒的流化床中,是硅烷裂解并在晶种上沉积,从而得到颗粒状多晶硅。因硅烷制备方法不同,有日本Komatsu发明的硅化镁法,其具体流程如图2所示、美国Union Carbide发明的歧化法、美国MEMC采用的...