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問答社區(qū)

請(qǐng)告訴我詳細(xì)的單晶硅生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)

連qwerty 2012-05-05 23:03:53 412  瀏覽
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參與評(píng)論

全部評(píng)論(1條)

  • 潤(rùn)曼 2012-05-06 00:00:00
    單晶硅材料制造要經(jīng)過如下過程:石英砂一冶金級(jí)硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。 硅主要以SiO2形式存在于石英和砂子中。它的制備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。該過程能量消耗很高,約為14kwh/kg,因此硅的生產(chǎn)通常在水電過剩的地方(挪威,加拿大等地)進(jìn)行。這樣被還原出來的硅的純度約98%一99%,稱為冶金級(jí)硅(MG一Si)。大部分冶金級(jí)硅用于制鐵和制鋁工業(yè)。目前全世界冶金級(jí)硅的產(chǎn)量約為50萬噸/年。半導(dǎo)體工業(yè)用硅占硅總量的很小一部分,而且必須進(jìn)行高度提純。電子級(jí)硅的雜質(zhì)含量約10-10%以下。 典型的半導(dǎo)體級(jí)硅的制備過程:粉碎的冶金級(jí)硅在硫化床反應(yīng)器中與HCI氣體混合并反應(yīng)生成三氯氫硅和氫氣,Si+3HCI→SiHC13+H2。由于SiHC13在30℃以下是液體,因此很容易與氫氣分離。接著,通過精餾使 SiHC13與其它氯化物分離,經(jīng)過精餾的SiHCl3,其雜質(zhì)水平可低于10-10%的電子級(jí)硅要求。提純后的SiHC13通過CVD原理制備出多晶硅錠。 拉制單晶有CZ法(柑禍拉制)和區(qū)熔法兩種。CZ法因使用石英柑蝸而不可避免地引入一定量的氧,對(duì)大多數(shù)半導(dǎo)體器件來說影響不大,但對(duì)GX太陽電池,氧沉淀物是復(fù)合ZX,從而降低材料少子壽命。區(qū)熔法可以獲得高純無缺陷單晶。常規(guī)采用內(nèi)圓切割(ID)法將硅錠切成硅片,該過程有50%的硅材料損耗,成本昂貴?,F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出多線切割法,可以切出很?。ā?00Pm)的硅片,切割損失?。ā?0%),硅片表面切割損傷輕,有利于提高電池效率,切割成本低。

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