【正文】 系統(tǒng)吹掃、置換方案的培訓(xùn) 內(nèi)容提綱 ?多晶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 ?硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 ?目前世界上幾種主要的多晶硅生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介 ?改良西門子法介紹 ?改良西門子法的工藝流程 ?改良西門子法中的核心技術(shù) ?多晶硅下游產(chǎn)品簡(jiǎn)介 多晶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 太陽能電池市場(chǎng)現(xiàn)狀 ? 煤炭 和 石油 是兩大不可再生能源 。 上個(gè)世紀(jì)發(fā)生的兩次石油危機(jī) ， 一方面是對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的極大沖擊 ，但同時(shí)也是一次機(jī)遇 ， 再加上保護(hù)環(huán)境 ， 開發(fā)綠色能源 、 替代能源 ， 已被人們預(yù)測(cè)為改變我們未來 10年生活的十大新科技之一 。 在未來 10年內(nèi) ， 風(fēng)力 、 陽光 、地?zé)?等替代能源可望供應(yīng)全世界所需能源的 30%。 ? 由于太陽能發(fā)電具有 充分的清潔性 、 絕對(duì)的安全性 、 資源的相對(duì)廣泛性和充足性 、 長壽命以及免維護(hù)性 等其它常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點(diǎn) ， 所以光伏能源被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最重要的新能源 。 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 一、硅的簡(jiǎn)介 硅， 1823年發(fā)現(xiàn)，為世界上第二最豐富的元素 ——占地殼四分之一，砂石中含有大量的 SiO2，也是玻璃和水泥的主要原料，純硅則用在電子元件上，譬如啟動(dòng)人造衛(wèi)星一切儀器的太陽能電池，便用得上它。 硅，由于它的一些良好性能和豐富的資源，自一九五三年作為整流二極管元件問世以來，隨著硅純度的不斷提高，目前已發(fā)展成為電子工業(yè)及太陽能產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料。 多晶硅的最終用途主要是用于生產(chǎn) 集成電路、分立器件 和 太陽能電池片 的原料。 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 ? 硅有晶態(tài)和無定形兩種同素異形體，晶態(tài)硅又分為單晶硅和多晶硅，它們均具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，具有半導(dǎo)體性質(zhì)，晶態(tài)硅的熔點(diǎn) 1416177。 4℃ ，沸點(diǎn) 3145℃ ，密度 g/cm3，莫氏硬度為 7。 ? 單晶硅和多晶硅的區(qū)別是，當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格排列為單一晶核，晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅，如果當(dāng)這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅，多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。 ? 一般的半導(dǎo)體器件要求硅的純度六個(gè) 9以上，大規(guī)模集成電路的要求更高，硅的純度必須達(dá)到九個(gè) 9。 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 硅在常溫下不活潑，其主要的化學(xué)性質(zhì)如下： ? 與非金屬作用 常溫下 Si只能與 F2反應(yīng)，在 F2中瞬間燃燒，生成 SiF4。 Si + 2F2 = SiF4 加熱時(shí)，能與其它鹵素反應(yīng)生成鹵化硅，與氧氣生成 SiO2。 Si + 2X2 = SiX4 （ X=Cl， Br， I） Si + O2 = SiO2 在高溫下，硅與碳、氮、硫等非金屬單質(zhì)化合，分別生成碳化硅 SiC，氮化硅 Si3N4，和硫化硅 SiS2等。 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 ? 與酸作用 硅在含氧酸中被鈍化，但與氫氟酸及其混合酸反應(yīng)，生成 SiF4或H2SiF6（偏硅酸）。 Si + 4HF SiF4 + 2H2 Si + 4HNO3 + 6HF = H2SiF6 + 4NO2 + 4H2O ? 與堿作用 無定形硅能與堿猛烈反應(yīng)生成可溶性硅酸鹽，并放出氫氣。 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑ ? 與金屬作用 硅還能與鈣、鎂、銅、鐵、鉑、鉍等化合，生成相應(yīng)的金屬硅化物。 △ 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 二 、 硅的氯化物 硅的氯化物主要介紹 SiCl SiHCl3等 ， 它們和碳的鹵化物 CF4和 CCl4相似 ， 都是四面體的非極性分子 ， 共價(jià)化合物 ， 溶沸點(diǎn)都比較低 ， 揮發(fā)性也比較大 ， 易于用蒸餾的方法提純它們 。 在常溫下 ， 純凈的 SiCl SiHCl3是無色透明的易揮發(fā)液體 。 ? 在常溫下 ， 純凈的 SiCl SiHCl3是無色透明揮發(fā)性的液體 ， SiHCl3比 SiCl4具有更強(qiáng)的刺鼻氣味 。 ? SiCl4:沸點(diǎn)為 ℃ ， 分子量 170， 液體密度 g/cm3 ? SiHCl3 :沸點(diǎn)為 ℃ ， 分子量 ， 液體密度 g/cm3 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 、 潮解 ， 在空氣中強(qiáng)烈發(fā)煙 易水解 、 潮解： SiCl4 + (n+2)H2O → SiO2nH2O + 4HCl SiHCl3 + nH2O → SiO2nH2O + 3HCl 、 易汽化 、 易制備 、 易還原 。 c. SiHCl3易著火 ， 發(fā)火點(diǎn) 28℃ ， 燃燒時(shí)產(chǎn)生 HCl和 Cl2，著火點(diǎn)為 220℃ 。 ， 甚至對(duì)金屬鈉也不起反應(yīng) 。 ， 與無水醋酸及二氮乙烯的毒性程度極為相同 。 硅及其硅的氯化物的簡(jiǎn)介 SiHCl3 SiHCl3還原制備超純硅的方法 ， 在生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展 。 因?yàn)樗菀字频?， 解決了原料問題 ， 容易還原呈單質(zhì)硅 ， 沉積速度快 ， 解決了產(chǎn)量問題 ， 它的沸點(diǎn)低 ， 化學(xué)結(jié)構(gòu)的弱極性 ， 使得容易提純 ，產(chǎn)品質(zhì)量高 ， 利用它對(duì)金屬的穩(wěn)定性 ， 在生產(chǎn)中常用不銹鋼作為材質(zhì) 。 但有較大的爆炸危險(xiǎn) ， 因此在操作過程中應(yīng)保持設(shè)備的干燥和管道的密封性 ， 如果發(fā)現(xiàn)微量漏氣 ， 而不知道在什么地方時(shí) ， 可用浸有氨水的棉球接近待查處 ， 若有濃厚白色煙霧就可以斷定漏氣的地方 。 原理如下 : 2HCl + 2NH4OH → 2NH4Cl + H2O 多晶硅簡(jiǎn)介 ? 多晶硅 polycrystalline silicon ? 性質(zhì)：灰色金屬光澤。 密度： ～ 。 熔點(diǎn)： 1410℃ 。 沸點(diǎn)： 2355℃ 。 ? 溶于 氫氟酸 和 硝酸 的混酸中，不溶于水、硝酸和 鹽酸 。 ? 硬度介于 鍺 和 石英 之間，室溫下質(zhì)脆，切割時(shí)易碎裂。 ? 加熱至 800℃ 以上即有延性， 1300℃ 時(shí)顯出明顯變形。 ? 常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應(yīng)。高溫熔融狀態(tài)下，具有較大的化學(xué)活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有 半導(dǎo)體 性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導(dǎo)電性。 多晶硅簡(jiǎn)介 ? 電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機(jī)、錄音機(jī)、電冰箱、彩電、錄像機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等的基礎(chǔ)材料。 ? 由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經(jīng)冷凝、精餾、還原而得。 ? 多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料，是當(dāng)代 人工智能 、 自動(dòng)控制 、 信息處理 、 光電轉(zhuǎn)換 等半導(dǎo)體器件的電子信息基礎(chǔ)材料，被稱為“ 微電子大廈的基石”。 多晶硅簡(jiǎn)介 ? 多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成