舟山原生多晶
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具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下反应(氯化),再经冷凝、精馏、还原而得。
多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法。西门子法通过气相沉积的方式生产柱状多晶硅,为了提高原料利用率和环境友好,在前者的基础上采用了闭环式生产工艺即改良西门子法。该工艺将工业硅粉与HCl反应,加工成SiHCl3 ,再让SiHCl3在H2气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅。还原炉排出的尾气H2、SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2 和HCl经过分离后再循环利用。硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗粒的流化床中,使硅烷裂解并在晶种上沉积,从而得到颗粒状多晶硅。改良西门子法和硅烷法主要生产电子级晶体硅,也可以生产太阳能级多晶硅。
美国MEMC公司采用流化床技术实现了批量生产,其以NaAlH4 与SiF4 为原料制备硅烷,反应式如下:SiF4+NaAlH4=SiH4+NaAlF4。硅烷经纯化后在流化床式分解炉中进行分解,反应温度为730℃左右,制得尺寸为1000微米的粒状多晶硅。该法能耗低,粒状多晶硅生产分解电耗为12kW·h/kg左右,约为改良西门子法的1/10,且一次转化率高达98%,但是产物中存在大量微米尺度内的粉尘,且粒状多晶硅表面积大,易被污染,产品含氢量高,须进行脱氢处理。