多晶硅产品的用途和生产工艺详细介绍.docVIP

多晶硅产品 用途与生产工艺详介 多晶硅产品的用途与生产工艺介绍 讲课提纲： 多晶硅产品的用途 国内外多晶硅生产情况与市场分析 多晶硅生产方法 多晶硅生产的主要特点 多晶硅生产的主要工艺过程 讲课想要达到的目的： 通过介绍，希望达到以下几点目的： 了解半导体多晶硅有关基本概念与有关名词，为今后进一步学习、交流与提高打下基础； 了解多晶硅的主要用途与国内外多晶硅的生产和市场情况，热爱多晶硅事业与行业； 3，了解多晶硅生产方法和多晶硅生产的主要特点，加深对多晶硅生产工艺流程的初步认识； 4，了解公司3000吨/年多晶硅项目的主要工艺过程、工厂的概况、规模、车间工序的相互关联，有利于今后工作的开展。 多晶硅产品的用途 在讲多晶硅的用途前，我们先讲一讲半导体多晶硅的有关概念和有关名词。 1，什么是多晶硅？ 我们所说的多晶硅是半导体级多晶硅，或太阳能级多晶硅，它主要是用工业硅或称冶金硅（纯度98-99%）经氯化合成生产硅氯化物，将硅氯化物精制提纯后得到纯三氯氢硅，再将三氯氢硅用氢进行还原生成有金属光泽的、银灰色的、具有半导体特性产品，称为半导体级多晶硅。 2，什么是半导体？ 所谓半导体是界于导体与绝缘体性质之间的一类物质，导体、半导体与绝缘体的大概分别是以电阻率来划分的，见表1。 表1 导体、半导体与绝缘体的划分 名 称 电 阻 率（Ω.Cm） 备 注 导体 ＜10-4 ＜0.0001 Cu, Ag, AL等 半导体 10-4~109 0.0001~1000000000 Si, Ge, GaAs等 绝缘体 ＞109 ＞1000000000 塑料，石英，玻璃，橡胶等 3，纯度表示法 半导体的纯度表示与一般产品的纯度表示是不一样的，一般产品的纯度是以主体物质的含量多少来表示，半导体的纯度是以杂质含量与主体物质含量之比来表示的。见表2。 表2 纯度表示法 1% 1/100 10-2 2N 百分之一（减量法，扣除主要杂质的量后） 1PPm 1/1000000 10-6 6N 百万分之一 0。000001 1PPb 1/1000000000 10-9 9N 十亿分之一 0。000000001 1PPt 1/1000000000000 10-12 12N 万亿分之一 0。000000000001 PPma 原子比 PPmw 重量比 PPba 原子比 PPbw 重量比 PPta 原子比 PPtw 重量比 1），外购的工业硅纯度 外购的工业硅纯度是百分比，1个九，“1N”，98%， 两个九，“2N”，99%，是指扣除测定的杂质元素重量后，其余作为硅的含量（纯度）。如工业硅中Fe≤0.4%,AL≤0.3%,Ca≤0.3%,共≤1%, 则工业硅的纯度是：（100-1）X100%=99% 。 2),半导体纯度 工业硅中的B含量是0.002%(W)，则工业硅纯度对硼来说被视为99.998%，即4N（对B来说）。 半导体硅中的B含量，如P型电阻率是3000Ω.Cm时，查曲线图得B的原子数为4.3X1012原子/Cm3，则半导体的纯度是：4.3X1012 /4.99X1022=0.86X10-10=8.6X10-11(~11N，0.086PPba),或(4.3X1012 X10.81) /(4.99X1022X28)=0.33X10-10=0.033PPbw=3.3X10-11(~11N)。 对B来说，从工业硅的4N提高到11N，纯度提高7个数量级千万倍）即B杂质含量要降低6个数量级（1000000，百万倍），因此生产半导体级多晶硅是比较困难的。 3),集成电路的元件数 集成电路的元件数的比较，列于表3。集成电路的集成度越高，则对硅材料纯度的要求越高。 表3 集成电路的元件数比较 晶体管 分立元件 1个分立元件 指二极管、三极管 IC 集成电路 100-1000个元件 LSI 大规模集成电路 1000-10万个元件 VLSI 超大规模集成电路 ＞10万个元件 ULSI 超超大规模集成电路 ＞1亿个元件 据报导：日本在6.1X5.8 mm2的硅芯片上制出的VLSI有15万6千多个元件 4),硅片（单晶硅）发展迅速 硅片（单晶硅）发展迅速，见表4。 表4 硅片（单晶硅）发展迅速 1960年 Φ25mm 1” 1990年 Φ200mm 8” 1965年 Φ50mm 2” 1995年 Φ300mm 12” 1970年 Φ75mm 3” 2000年 Φ400mm 16”批量 1974年 Φ100mm 4” 2005年 Φ450mm 18”研发中 1978