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用于多晶硅生产提高还原沉积反应效率的方法(技术产业化)

  • 申请人:...工程科技有限责任公司
  • 发布时间:2023.05.11
  • 技术领域:新材料
  • 所属行业:无机非金属材料
  • 是否专利:有专利
  • 专利类型:发明
  • 专利号:CN2013...3112.4
  • 技术成熟度:可以量产
  • 是否产业:已产业
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  • 技术介绍
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  1. 用于多晶硅生产提高还原沉积反应效率的方法不仅能提高还原沉积反应的效率,而且有效控制沉积反应过程中不定型硅的产生,避免不定型硅堵塞下游装置的管道和设备,同时实现二氯二氢硅在多晶硅生产中密闭循环,避免了二氯二氢硅与四氯化硅反歧化装置的设置。在实际生产中,传统的三氯氢硅氢还原法无法克服反应初期的沉积反应效率低, 硅棒生长缓慢,沉积反应器内温度低的缺点。同时,在反应后期由于反应器内温度较高,副 产二氯二氢硅会迅速分解,产生大量不定型硅,附着在反应器内壁,影响还原沉积反应器的 正常工作。同时,为了避免不定型硅堵塞下游装置的管道和设备,现有装置还需加装硅粉过 滤装置来处理在沉积反应过程中所产生的不定型硅。

    目前,公知的多晶硅生产方法为经提纯的三氯氢硅和净化的氢气按一定摩尔比例 供给到多晶硅还原沉积反应器中,在1080?1KKTC温度下进行化学沉积反应,生成的硅沉 积在反应器内的硅棒表面,随着反应的进行,在硅棒表面沉积越多,硅棒的直径越大,直到 达到规定的多晶硅成品要求尺寸,停止还原沉积反应器的运行,从反应器内移出多晶硅成 品。
    还原沉积反应效率包括两方面的内容:沉积反应的速率和不定型娃的产生量。沉 积反应速率越高,不定型硅的产生量越小,表明沉积反应效率越高;反之效率越低。由反应式可见,三氯氢硅和氢气为多晶硅还原沉积反应的原料,生成多晶硅的同 时会生成SiCl 4、SiH2Cl2和HC1。由于过程中二氯二氢硅的产生,导致多晶硅整个生产流程 中二氯二氢硅不断的累积;如果让二氯二氢硅混合在三氯氢硅中,不分阶段控制二氯二氢 硅的含量进行还原沉积反应,就会产生不定型硅,影响还原沉积反应的效率。因此大规模的 多晶硅生产厂家采用二氯二氢硅与四氯化硅进行反歧化的方法来处理系统累积的二氯二 氢硅。