半導(dǎo)體：向光伏產(chǎn)業(yè)學(xué)習(xí)

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2024-10-23

我國(guó)工業(yè)硅生產(chǎn)相對(duì)分散，家工業(yè)硅企業(yè)產(chǎn)量占到全國(guó)產(chǎn)量的34%左右。從工業(yè)硅開(kāi)始，光伏與半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)慢慢產(chǎn)生了分歧。

多晶硅以工業(yè)硅為原料，光伏和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所用的多晶硅純度不同，通常將多晶硅分為電子級(jí)與太陽(yáng)能級(jí)。用于制備半導(dǎo)體單晶硅的電子級(jí)多晶硅，與制備光伏硅片的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的區(qū)別，主要就在于對(duì)純度的控制。

太陽(yáng)能能多晶硅純度要求為99.9999%，小數(shù)點(diǎn)后6個(gè)9，而電子級(jí)多晶硅純度要求至少小數(shù)點(diǎn)后9個(gè)9(9N)。在整個(gè)工藝流程里，電子級(jí)比太陽(yáng)能級(jí)在原料純度，管道清洗，提純塔，廠房潔凈度等要求都要高得多。

從技術(shù)路線來(lái)看，電子級(jí)多晶硅大多數(shù)企業(yè)選用改良西門子法和硅烷CVD法，這兩種方法相對(duì)成熟完善。以改良西門子法為例：該方法主要是借助HCI與硅粉進(jìn)行結(jié)合，形成SiHCl3，然后再將SiHCl3進(jìn)行提純，獲得高純度的電子級(jí)多晶硅。

該方法的主要優(yōu)勢(shì)在于成本低、效率高，提純效果相對(duì)較好，而且對(duì)環(huán)境的污染相對(duì)較低。不過(guò)，其劣勢(shì)同樣明顯，那就是改良西門子法所生產(chǎn)的電子級(jí)多晶硅，在產(chǎn)品質(zhì)量上一直不盡如人意。在生產(chǎn)時(shí)，通常要借助較大的還原爐，會(huì)帶來(lái)極高的工藝控制要求。

對(duì)于太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，TCS西門子法和硅烷流化床法是主流的技術(shù)。太陽(yáng)能多晶硅的改良西門子法的生產(chǎn)流程為：將硅粉和HCl兩種物質(zhì)投入到還原爐中，在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)，生成產(chǎn)物三氯氫硅(SiHCl3)。接著通過(guò)蒸餾的方式對(duì)SiHCl3進(jìn)行提純。對(duì)SiHCl3進(jìn)行還原，采用氣相沉積的方法，在密封環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，得到高純度的多晶硅。

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