多晶硅車間工藝培訓(xùn)-wenkub
2022-08-15 11:50:06 本頁(yè)面
【正文】 氫還原反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，因此升高溫度使平衡向吸熱一方移動(dòng)，有利于硅的沉積，也會(huì)使硅的結(jié)晶性能好，而且表面具有光亮的灰色金屬光澤。經(jīng)過約 150 小時(shí)反應(yīng)沉積過程，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。Ω 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。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 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≤。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)氣管噴頭噴入還原爐內(nèi)。 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。但實(shí)際上反應(yīng)溫度不能太高，因?yàn)椋? （一）硅和其它半導(dǎo)體材料一樣，自氣相往固態(tài)載體上沉積時(shí)，都有一個(gè)最高溫度，當(dāng)反應(yīng)超過這個(gè)溫度，隨著溫度的升高，沉積速度反而下降。 因此，在生產(chǎn)中采用 1080℃ ~1100℃左右進(jìn)行三氯氫硅氫還原反應(yīng)。因此，氫氣必須比化學(xué)當(dāng)量值過量，有利于提高實(shí)收率，而且產(chǎn)品結(jié)晶質(zhì)量也較好。 因此，選擇合適得配比，使之即有利于提高硅得轉(zhuǎn)化率，又有利于抑制 B、P 的析出。這將有效地消除灼熱載體表面的氣體邊界層，其結(jié)果將增加還原反應(yīng)速度，使 硅的實(shí)收率得到提高，但反應(yīng)氣體流量不能增的太大，否則造成反應(yīng)氣體在爐內(nèi)停留時(shí)間太短，轉(zhuǎn)化率相對(duì)降低，同時(shí)增大了干法回收崗位的工作量。隨著反應(yīng)周期延長(zhǎng)，沉積硅棒越來(lái)越粗，載體表面越來(lái)越大，則沉積速率不斷增大 ，反應(yīng)氣體對(duì)沉積面碰撞機(jī)會(huì)也越多，因而產(chǎn)量就越高。 第四節(jié) 三氯氫硅氫還原工藝質(zhì)量要求 一、 原料的質(zhì)量要求 三氯氫硅氫還原崗位所需的原料有：氫氣、三氯氫硅、硅芯、石墨等 。 二、 多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量的要求 項(xiàng) 目 多 晶 硅 等 級(jí) 一級(jí)品 二級(jí)品 三級(jí)品 N 型電阻率（ Ω多晶硅夾層一般分為氧化夾層和溫度夾層（也叫無(wú)定形硅夾層）兩種。 應(yīng)注意保證進(jìn)入還原爐內(nèi)氫氣的純度，使氧含量和水份降至規(guī)定值以下，開爐前一定要對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的檢查，防止有漏水、漏 料 現(xiàn)象。應(yīng)注意：?jiǎn)?dòng)完成進(jìn)料時(shí)，要保持反應(yīng)溫度，緩慢通入混合氣，蒸發(fā)器的蒸發(fā)量要均勻，在正常反應(yīng)過程中緩慢升電流，使反應(yīng)速度穩(wěn)定，不能忽高忽低。另一路（側(cè)路氫）用于氫化爐視鏡冷卻。 爐內(nèi)的反應(yīng)壓力為 6bar，化學(xué)反應(yīng)方程式為： S i C lC lC lC l 1 1 5 0 ~ 1 2 5 0 度 S i C lHC lC l HC lHH轉(zhuǎn)化率 約為 20% 出氫
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