資源簡介

(共24張PPT)
多晶硅的生產工藝
芯片缺貨
華為近日將會公布兩款芯片，分別叫做麒麟9010和麒麟9020。麒麟9010是基于5nm+制程工藝制造，這是一款5nm加強版的芯片，相較5nm的工藝能提升5%左右的性能，同時功耗降低10%。芯片的主要材料由多晶硅制作，硅的純度高達 99.9999999%以上。工業上利用焦炭還原得到的 粗 硅 純 度 為 98% 到 99%，故 需 要 對 粗 硅 進 行提純。
粗硅的制備：
SiO2 + 2C ====== Si + 2CO↑
1050℃
Si
雜質為：SiO2 和 C
Si
雜質為：SiO2 和 C
如何對硅進行提純？
沸點：2900℃
沸點：2230℃
沸點：4827℃
物理方法
化學方法
多晶硅的提純生產工藝
西門子法
流化床法
硅烷法
改良西門子法
改良西門子法
Si
SiHCl3
Si
改良西門子法
任務一、如何將Si轉化為SiHCl3
任務二、如何提純SiHCl3
任務三、如何將SiHCl3轉化為Si
任務四、如何處理尾氣
任務一、如何將Si轉化為SiHCl3
Si
SiHCl3
Si +3HCl ==== SiHCl3 +H2
300℃
HCl
任務二、如何提純SiHCl3
Si +3HCl ==== SiHCl3 +H2
300℃
SiHCl3
雜質為：H2 和 HCl
沸點：-85℃
沸點：31.5℃
沸點：-252.77℃
任務二、如何提純SiHCl3
SiHCl3
狀態為液態時容易發生歧化反應
任務二、如何提純SiHCl3
蒸餾
分餾
精餾塔
SiHCl3 、SiCl4
SiH4 、SiH3Cl、SiH2Cl2
任務二、如何提純SiHCl3
精餾塔
任務二、如何提純SiHCl3
SiCl4
SiH4 、SiH3Cl、SiH2Cl2
SiHCl3
H2
Cl2
SiCl4 + H2 ==== SiHCl3 +HCl
任務三、如何將SiHCl3轉化為Si
SiHCl3
Si
+4
0
常用還原劑：C、CO、H2
任務三、如何將SiHCl3轉化為Si
SiHCl3
Si
+4
0
SiHCl3 +H2 ==== Si +3HCl
1100℃
工業流程圖設計的方法導引
Si
SiHCl3
Si
反應①
1050℃
反應②
300℃
降溫
31.5℃
精餾塔
反應⑤
1100℃
反應③
反應④
硅
SiHCl3
SiHCl3
SiHCl3
反應①
1050℃
反應②
300℃
石英砂
焦炭
HCl
石英砂/
焦炭
降溫
31.5℃
HCl
H2
精餾塔
反應⑤
1100℃
反應③
Cl2
HCl
反應④
H2
H2
硅
SiCl4
SiH4 、SiH3Cl
SiH2Cl2
SiHCl3
SiHCl3
SiHCl3
HCl
HCl
任務四、如何處理尾氣
反應①
1050℃
反應②
300℃
石英砂
焦炭
HCl
石英砂/
焦炭
降溫
31.5℃
HCl
H2
精餾塔
反應⑤
1100℃
反應③
Cl2
HCl
反應④
H2
H2
硅
SiCl4
SiH4 、SiH3Cl
SiH2Cl2
SiHCl3
SiHCl3
SiHCl3
HCl
HCl
多晶硅的生產工藝流程圖
反應①
1050℃
反應②
300℃
石英砂
焦炭
HCl
石英砂/
焦炭
降溫
31.5℃
HCl
H2
精餾塔
反應⑤
1100℃
反應③
Cl2
HCl
反應④
H2
H2
硅
SiCl4
SiH4 、SiH3Cl
SiH2Cl2
SiHCl3
SiHCl3
SiHCl3
HCl
HCl
Thanks
謝謝您的傾聽！
多晶硅的生產工藝流程圖
反應①
1050℃
反應②
300℃
石英砂
焦炭
HCl
石英砂/
焦炭
降溫
31.5℃
HCl
H2
精餾塔
反應⑤
1100℃
反應③
Cl2
HCl
反應④
H2
H2
硅
SiCl4
SiH4 、SiH3Cl
SiH2Cl2
SiHCl3
SiHCl3
SiHCl3
HCl
HCl
反應①
1050℃
反應②
300℃
降溫
31.5℃
精餾塔
反應⑤
1100℃
反應③
反應④
硅
SiHCl3
、 、 。
SiHCl3
SiHCl3
、、
石英砂
焦炭
石英砂/
焦炭
HCl
HCl
HCl
HCl
Cl2
H2
H2
H2
SiH4 、SiH3Cl、SiH2Cl2
SiCl4
HCl

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