多晶硅生產(chǎn)工藝和反應(yīng)原理(參考版)
2025-06-19 01:52本頁面
【正文】 4. 最好為免洗料F、直拉頭尾料（IC料），最好為免洗料1. N型，電阻率大于10ohmom2. P型，電阻率大于 3. 塊狀大于30mm，4. 直拉頭尾料不能氣泡，更不能有不熔物26 / 26。cm B、破碎半導(dǎo)體級(jí)硅片技術(shù)要求：半導(dǎo)體級(jí)碎硅片片子形狀為圓弧形碎片硅片厚度=400um 型號(hào)為P型電阻率：ohm多晶硅高污染行業(yè),對(duì)于環(huán)境治理的投資非常大,對(duì)環(huán)境的后續(xù)影響是長(zhǎng)期的,這個(gè)成本是無法估量的.3. 投資巨大,對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)卻不大. 每一千噸多晶硅項(xiàng)目現(xiàn)在來說需要投資8個(gè)億人民幣,且很多需要進(jìn)口,帶動(dòng)的是短期的固定資產(chǎn)投資.1. 多晶硅的成本太高(包括生產(chǎn)成本,經(jīng)營(yíng)管理成本等). 試想一下,如果發(fā)一度電所需要的基本原料成本比買一度電還高,那還怎么長(zhǎng)久發(fā)展啊.(這還沒包括單晶和太陽能電池的制作成本,況且多晶硅材料隨著發(fā)電時(shí)間性能衰變,也就能用1020年時(shí)間).2. 環(huán)境成本巨大.2HF+Ca(OH)2=CaF2↓+H2O2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+H2O第五節(jié)多晶硅生產(chǎn)裝置表多晶硅生產(chǎn)裝置表裝置名稱作用主工藝HCL、TCS合成制備HCL和SiHCL3TCS精餾提純SiHCL3還原還原SiHCL3制得純硅轉(zhuǎn)化將還原爐尾氣中的SiCL4加氫轉(zhuǎn)化成SiHCL3回收回收還原爐、轉(zhuǎn)化爐的尾氣，將尾氣中的HHCL、SiHCL3和SiCL4提純并分離分別返回相應(yīng)工藝系統(tǒng)回用。2HF+Ca(OH)2=CaF2↓+H206N02+8 NH3=7 N2↓+12 H206 N0+4 NH3=5 N2↓+6 H20H2O↓+3HCl+H2NaOH+HCl=NaCl+H2O經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的處理，用泵從槽底抽出含SiONaCI的液體，送工藝廢料處理。H2O↓+4HClSiHCl3+3H2O=SiO2 (2)精餾殘液處理從氯硅烷分離提純工序中排除的殘液主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的液體以及裝置停車放凈的氯硅烷液體，加入Na0H溶液使氯硅烷水解并轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。H20↓+3HCl+H2HC1+NaOH=NaC1+H20廢氣經(jīng)液封罐放空。切料水洗腐蝕清洗烘干裝爐拉制出爐檢測(cè)腐蝕11廢氣及殘液處理(1)工藝廢氣處理用NaOH溶液洗滌，廢氣中的氯硅烷(以SiHCl3為例)和氯化氫與NaOH發(fā)生反應(yīng)而被去除。 (1)硅芯制備硅芯制備過程中，需要用氫氟酸和硝酸對(duì)硅芯進(jìn)行腐蝕處理，再用超純水洗凈硅芯，然后對(duì)硅芯進(jìn)行干燥。氫化氣干法分離的原理和流程與三氯氫硅合成氣干法分離工序類似。 四氯化硅送入氫化反應(yīng)爐內(nèi)，在400～500℃溫度、～，SiCl4轉(zhuǎn)化反應(yīng)。5SiHCl3+H2→2Si+2SiCl4+5HCl+ SiH2Cl2H2 SiHCl3 揮發(fā)器 還原爐 尾氣 干法回收多晶硅 淋洗塔（放空 還原爐簡(jiǎn)圖還原爐內(nèi)生產(chǎn)出的硅棒7還原尾氣干法分離還原尾氣干法分離的原理和流程與三氧氫硅合成氣干法分離工序類似。精餾塔吊裝6 SiHCl3氫還原在原始硅芯棒上沉積多晶硅。5氯硅烷分離、提純氯硅烷的分離和提純是根據(jù)加壓精餾的原理，通過采用合理節(jié)能工藝來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)沸騰爐溫度升至?xí)r，加入HCl同時(shí)切斷加熱電源，轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制，生產(chǎn)的SiHCl3氣體中的剩余少量硅粉，經(jīng)旋風(fēng)除塵器和布袋過濾器除去，SiHCl3氣體經(jīng)水冷卻器和鹽水冷凝，得到SiHCl3液體，流入計(jì)量罐，其余尾氣經(jīng)淋洗塔排出。、三氯氫硅合成工藝流程。⑶ 沸騰層內(nèi)部得傳熱。從動(dòng)力學(xué)得角度來看，對(duì)強(qiáng)化反應(yīng)十分有利，使設(shè)備得生產(chǎn)能力增加，其熱交換情況分為三種： ⑴ 物料顆粒（硅粉）與流化介質(zhì)（HCl和SiHCl3混合氣體）之間得熱交換。、 沸騰床的傳熱沸騰層內(nèi)的傳熱及傳質(zhì)直接影響設(shè)備的生產(chǎn)能力，而且對(duì)該設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)之一。第二階段為流化床階段：繼續(xù)增大流體的空管速度，床層開始膨脹變松，床層的高度開始不斷增加，每一顆粒將為流體所浮起，而離開原來位置做一定程度的移動(dòng)，這時(shí)便進(jìn)入流化床階段，繼續(xù)增加流體速度，使流化床體積繼續(xù)增大，固體顆粒的運(yùn)動(dòng)加劇，固體顆粒上下翻動(dòng)，如同流體在沸點(diǎn)時(shí)的沸騰現(xiàn)象，這就是“流化床”名稱的由來，因此壓強(qiáng)降保持不變，此階段為流化床階段。如圖為流化管示意圖：圖中流化管 ① 的下部，設(shè)有多孔的流體分布板， ② 在其上堆放固體硅粉，HCl流體從底部的入口，③進(jìn)入，并由頂部出口④流出，流化管上下裝有壓差計(jì)⑤，以測(cè)量流體經(jīng)過床層的壓強(qiáng)降ΔP，當(dāng)流體流過床層時(shí)，隨著流體流速的增加，可分為三個(gè)基本階段：第一階段為固定床階段：當(dāng)流通速度很小時(shí)，則空管速度為零。、沸騰床、合成爐的流體力學(xué)原理及其各組成部分的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求、 沸騰床的形成及流體動(dòng)力學(xué)原理流體在流動(dòng)時(shí)的基本矛盾是流體動(dòng)力和阻力的矛盾。隨著溫度增高，SiCl4的生成量不斷變大，當(dāng)溫度超過或大于350℃后，生成大量的SiCl4， ＞350℃Si ＋ 4HCl SiCl4 ＋ 2 H2 ＋ Kcal/mol若溫度控制不當(dāng)，有時(shí)產(chǎn)生的SiCl4甚至高達(dá)50% 以上，此反應(yīng)還產(chǎn)生各種氯硅烷，F(xiàn)e、C、P、B等的聚鹵化合物，CaClAgCl、MnClAlClZnClTiClCrClPbClFeClNiClBClCClCuClPClInCl3等。γ ＝ ２Cl*活化的Cl*與H2分子生成HCl分子和活化的H*原子Cl* ＋Ｈ2 = HCl ＋ Ｈ*Ｈ*再與CL2分子反應(yīng)生成HCL分子和活化的CL*原子Ｈ* ＋ Cl2 = HCl ＋
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