多晶硅車(chē)間工藝培訓(xùn)(已修改)
2025-08-15 11:50 本頁(yè)面
【正文】 還原氫化工序工藝講義 第一節(jié) 工序劃分及主要設(shè)備 一、三氯氫硅還原的工序劃分 單元號(hào) 工序名稱(chēng) T1100/T1101 三氯氫硅 (TCS)蒸發(fā) T1200/T1201 四氯化硅 (STC)蒸發(fā) T100/T101 還原 T200/T201 氫化 T300 硅芯拉制 T400 硅芯腐蝕 T500 破碎、分級(jí) T600 超純水制取 T700 實(shí)驗(yàn)室 (分析檢測(cè)中心 ) T800/801 鐘罩清洗 T900 冷卻水 循環(huán)系統(tǒng) T1000 HF 洗滌 二 、主要原輔材料及質(zhì)量要求 物質(zhì) 純度 原料 三氯氫硅 TCS≥99%（ B≤。P≤） 四氯化硅 STC≥98% 氫氣 H2≥% 硅芯 Si≥%；電阻率 ≥50Ωcm(暫定 )； Φ5mm ；長(zhǎng) 2m 石墨電極 高純 輔料 硝酸 分析純 氫氟酸 優(yōu)純級(jí)或分析純 洗滌劑 氫氧化鈉 分析純或化學(xué)純 酸洗劑 氨基磺酸 化學(xué)純 超純水 電阻率＞ 18MΩ 三、主要設(shè)備 設(shè)備 個(gè)數(shù) 位號(hào) 三氯氫硅 (TCS)蒸發(fā)器 4 T1100AB001/002 T1201AB001/002 四氯化硅 (STC)蒸發(fā)器 4 T1200AB001/002 T1201AB001/002 還原爐及氫化爐的靜態(tài)混合器 2 AM100 還原爐 18 T100/T101AC001009 氫化爐 9 T200AC001005 T201AC001004 硅芯拉制爐 6 T300AC001006 區(qū)熔爐 1 T700AC001 冷卻水及冷卻去離子水緩沖罐 4 T900/T901AB001002 全自動(dòng)硅塊腐蝕清洗機(jī) 1 T400 HF 洗滌塔 1 T1000AK001A/B T1000AK002A/B 第二節(jié) 三氯氫硅氫還原工藝 一、還原工藝描述 S i H C l 3蒸 發(fā) 器混 合 器還 原 爐H 2尾 氣 回 收多 晶 硅 圖 1 三氯氫硅氫還原工藝流程簡(jiǎn)圖 經(jīng)提純的三氯氫硅原料，按還原工藝條件的要求，經(jīng)管道連續(xù)加入蒸發(fā)器中。向蒸發(fā)器夾套通入蒸汽使三氯氫硅鼓泡蒸發(fā)并達(dá)到 10bar，三氯氫硅的汽體和一路一定壓力的高純氫氣（包括 干法分離工序返回的循環(huán)氫氣 ）在混合器 AM100 中以 1： 3 的比例混合，經(jīng)三層套管換熱器加熱后經(jīng)進(jìn)氣管?chē)婎^噴入還原爐內(nèi)。另一路（側(cè)路氫）用于還原爐視鏡冷卻。 在 1080℃ ~1100℃的反應(yīng)溫度下， 在還原爐內(nèi)通電的熾熱硅芯硅棒的表面，三氯氫硅發(fā)生氫還原反應(yīng)，生成硅沉積下來(lái)，使硅芯硅棒的直徑逐漸變大。經(jīng)過(guò)約 150 小時(shí)反應(yīng)沉積過(guò)程，制得直徑為 120～ 150mm，長(zhǎng) 20xxmm 的多晶硅棒，即為高純多晶硅產(chǎn)品。 還原爐爐筒夾套通入熱水，以移除爐內(nèi)熾熱硅芯向爐筒內(nèi)壁輻射的熱量，維持爐筒內(nèi)壁的溫度。還原爐內(nèi)的石墨電極用去離子冷卻水冷卻 ，進(jìn)水口取樣測(cè)量去離子水的電導(dǎo)率 及純度，以防對(duì)還原爐電極造成損害 。 爐內(nèi)的反應(yīng)壓力為 6bar，化學(xué)反應(yīng)方程式為： S i C lHC lC l HH1 0 8 0 ~ 1 1 0 0 度S i 3 HC l（主反應(yīng)） 轉(zhuǎn)化率僅為 10%~15% 同時(shí)還發(fā)生一系列副反應(yīng)，例如 SiHCl3 和 HCl反應(yīng)產(chǎn)四氯化硅和氫氣： S i C lC lC l 1 0 8 0 ~ 1 1 0 0 度 S i C lC lC lHC lHC lHH（副反應(yīng)） 轉(zhuǎn)化率為 30%~35% 和 SiCl4 的還原反應(yīng) 1 0 8 0 ~ 1 1 0 0 度S iS i C lC lC lC l HC lHH 42（副反應(yīng)） 以及雜質(zhì)的還原反應(yīng)： HHBC lC l C l2 3 2 B 6HC l 及 HHPC lC l C l2 3 2 P 6HC l 氫還原反應(yīng)同時(shí) 生成二氯二氫硅、四氯化硅、氯化氫和氫氣，與未反應(yīng)的三氯氫硅和氫氣一起送出還原爐 ，出口設(shè)置取樣點(diǎn)檢測(cè)尾氣各成分含量，了解還原爐的工作是否正常 ， 尾氣 經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后，直接送往還原尾氣干法分離工序。 二、還原爐尾氣
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