单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺

单晶硅生产工艺主要包括以下几个步骤:

1、硅材料准备:选用高纯度的硅材料作为原料,经过粉碎、

筛分、洗涤等处理,制备成粒度合适的硅粉;

2、熔炼:将硅粉放入熔炼炉中,加热到一定温度,使其熔融

成液态;

3、晶化:将熔融的硅液放入晶化器中,在恒定的温度、恒定

的速度和恒定的时间内晶化,以形成单晶硅;

4、热处理:单晶硅经过热处理,使其结构稳定,提高其特性;

5、分晶:将单晶硅分晶,分离出不同尺寸的单晶硅,以满足

不同的应用。

单晶硅工艺流程图

单晶硅工艺流程图 单晶硅是目前最常用的半导体材料,广泛应用于集成电路、太阳能电池等领域。下面是一幅简化的单晶硅工艺流程图,以便更好地了解单晶硅的生产过程。 第一步:原料准备 原料通常为高纯度的二氧化硅(SiO2)。首先将原料粉碎成 较小的颗粒并进行筛分,以得到精细的粉末。接下来,将粉末与一定比例的还原剂(如石煤)混合,以便在高温下还原。 第二步:气相法制备单晶硅 将经过还原处理的粉末置于石英坩埚中,将坩埚放入高温炉中。通过高温炉中的加热源(如电炉)提供热能,使粉末在适当的温度下融化。在炉中引入气体流,使气体通过石英坩埚并与粉末反应。反应产物是硅烷(SiH4),通过引入氢气(H2), 使硅烷沿着一定的路径扩散并沉积在高温炉中的石英坩埚内壁上。在此过程中,硅烷会发生化学反应以生成单晶硅。 第三步:生长单晶硅 将生长的单晶硅棒置于单晶硅生长炉中,棒内壁为活性炭涂层,通过外加热源提供热能。加热棒中心温度上升,熔融的硅逐渐凝固成为单晶硅。生长的单晶硅棒沿着纵向方向生长,直至达到所需长度。在单晶硅棒的生长过程中,需要定期添加掺杂剂(如磷、硼等),以调节单晶硅的导电性质。 第四步:切割硅锭 将生长的单晶硅棒切割成所需的硅锭。切割主要通过研磨和切

割机器完成,将单晶硅棒分割成合适长度的硅锭。切割出的硅锭表面需要经过打磨和抛光等处理,以获得平整的表面。 第五步:切割片材 将硅锭进一步切割成更薄的硅片材料。切割过程主要使用刀片或线锯,依靠机械力将硅锭切割成薄片。切割出的硅片需要进行清洗和抛光等后续处理,以获得平整、干净的硅片。 第六步:高温退火与清洗 将切割好的硅片通过高温退火炉进行热处理。退火过程中,硅片经过一定的温度和时间,以消除内部应力和杂质,提高硅片的电学性能。之后,将硅片进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。 第七步:环接触涂覆 为了与其他材料进行粘附和封装,硅片表面需要涂覆一层环接触剂。这一层涂覆能够提供良好的粘接性能,并且能够防止硅片表面的氧化和污染。 综上所述,单晶硅的制备工艺是一个复杂而精细的过程。从原料准备到最后的加工和封装,每一步骤都需要严格控制和操作,以确保最终产品的质量和性能。这些步骤包括原料准备、气相法制备单晶硅、单晶硅生长、硅锭切割、硅片切割、高温退火和清洗、环接触涂覆等。通过以上工艺流程,可以获得高质量的单晶硅材料,为半导体行业和太阳能电池等领域提供可靠的材料基础。

单晶硅生产工艺[资料]

单晶硅生产工艺[资料] 单晶硅生产工艺 单晶硅生产工艺一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法 或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝 固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶 面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料,随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加,单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶硅圆片按其直径分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸(300 毫米)及 18 英寸(450 毫米)等。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8 英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电 视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6 英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。在 IC 工业中所用的材料主要是 CZ 抛光片和外延片。存储器电路通常使用 CZ 抛光片,因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在 IC 制造中有更好的适用性并具有消除 Latch,up 的能力。

单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及 99%以上的集成电路用硅。 二、硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。 日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步,但总体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部分为 2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上,于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅,标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 目前,全世界单晶硅的产能为 1 万吨/年,年消耗量约为 6000 吨,7000 吨。未来几年中,世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势。 单晶硅产品向 300mm 过渡,大直径化趋势明显: 随着半导体材料技术的发展,对硅片的规格和质量也提出更高的要求,适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前,硅片主流产品是 200mm,逐渐向 300mm 过渡,研制水平达到 400mm,450mm。据统计,200mm 硅片的全球用量占 60%左右,150mm 占 20%左右,其余占 20%左右。根据最新的《国际半导体技术指南(ITRS)》,300mm 硅片之后下一代产品的直径为450mm;450mm 硅片是未来 22 纳米线宽 64G 集成电路的衬底材料,将直接影响计算机的速度、成本,并决定计算机中央处理单元的集成度。 Gartner 发布的对硅片需求的 5 年预测表明,全球 300mm 硅片将从 2000 年的 1.3%增加到 2006 年的 21.1%。日、美、韩等国家都已经在 1999 年开始逐步扩大 300mm 硅片产量。据不完全统计,全球目前已建、在建和计划建的 300mm 硅器件生产线约有 40 余条,主要分布在美国和我国台湾等,仅我国台湾就有 20 多条生产线,其次是日、韩、新及欧洲。

单晶多晶硅片生产工艺流程详解

在【技术应用】单晶、多晶硅片生产工艺流程详解(上)中,笔者介绍了单晶和多晶硅片工艺流程的前半部分,概述了一些工艺流程和概念,以及术语的相关知识。而本文则是从切片工艺开始了解,到磨片和吸杂,看硅片如何蜕变。 切片 切片综述 当单晶硅棒送至硅片生产区域时,晶棒已经过了头尾切除、滚磨、参考面磨制的过程,直接粘上碳板,再与切块粘接就能进行切片加工了。 为了能切割下单个的硅片,晶棒必须以某种方式进行切割。切片过程有一些要求:能按晶体的一特定的方向进行切割;切割面尽可能平整;引入硅片的损伤尽可能的少;材料的损失尽量少。 碳板 当硅片从晶棒上切割下来时,需要有某样东西能防止硅片松散地掉落下来。有代表性的是用碳板与晶棒通过环氧粘合在一起从而使硅片从晶棒上切割下来后,仍粘在碳板上。 碳板不是粘接板的唯一选择,任何种类的粘接板和环氧结合剂都必须有以下几个特性:能支持硅片,防止其在切片过程中掉落并能容易地从粘板和环氧上剥离;还能保护硅片不受污染。其它粘板材料还有陶瓷和环氧。 石墨 是一种用来支撑硅片的坚硬材料,它被做成与晶棒粘接部位一致的形状。大多数情况下,碳板应严格地沿着晶棒的参考面粘接,这样碳板就能加工成矩形长条。当然,碳板也可以和晶棒的其它部位粘接,但同样应与该部位形状一致。碳板的形状很重要,因为它要求能在碳板和晶棒间使用尽可能少的环氧和尽量短的距离。这个距离要求尽量短,因为环氧是一种相当软的材料而碳板和晶棒是很硬的材料。当刀片从硬的材料切到软的材料再到硬的材料,可能会引起硅片碎裂。 这里有一些选择环氧类型参考:强度、移动性和污染程度。粘接碳板与晶棒的环氧应有足够强的粘度,才能支持硅片直到整根晶棒切割完成,因此,它必须能很容易地从硅片上移走,只有最小量的污染。 刀片 当从晶棒上切割下硅片时,期望切面平整、损伤小、沿特定方向切割并且损失的材料尽量小。有一个速度快、安全可靠、经济的切割方法是很值得的。 在半导体企业,两种通常被应用的方法是环型切割和线切割。环型切割通常是指内圆切割,是将晶棒切割为硅片的最广泛采用的方法。

区熔单晶硅和直拉单晶硅

区熔单晶硅和直拉单晶硅 区熔单晶硅和直拉单晶硅是两种常用的单晶硅生产工艺。单晶硅是一种高纯度的硅材料,广泛应用于半导体行业。在制备单晶硅时,区熔和直拉是两种常见的工艺路线。本文将对这两种工艺进行比较和介绍。 一、区熔单晶硅 区熔单晶硅是一种传统的生产工艺,也是最早被应用的工艺之一。它的主要步骤包括:选材、熔炼、晶化、切割和修整等。 1. 选材:区熔单晶硅的选材是非常关键的一步。选材要求硅原料的纯度高,杂质含量低,以确保生产出的单晶硅具有良好的电学性能。 2. 熔炼:在区熔工艺中,硅原料被放入石英坩埚中,在高温下进行熔炼。通过控制熔炼条件和熔炼时间,使硅原料逐渐熔化并形成单晶硅。 3. 晶化:熔融的硅原料在逐渐冷却的过程中,通过特定的方法来形成单晶硅。晶化过程需要严格控制温度和冷却速率,以保证单晶硅的晶体结构完整性和纯度。 4. 切割:晶化后的硅块需要经过切割处理,使其成为适合半导体器件制造的单晶硅片。切割时要保证切割面的光洁度和平整度,以提高单晶硅片的质量。

5. 修整:切割后的单晶硅片需要进行修整处理,以去除切割过程中产生的缺陷和杂质。修整过程通常包括化学腐蚀、机械研磨和抛光等步骤。 区熔单晶硅工艺的优点是工艺成熟、可控性好,生产成本相对较低。但是,由于区熔工艺存在晶体生长速度慢、晶体纯度不易控制等问题,生产出的单晶硅片质量相对较差。 二、直拉单晶硅 直拉单晶硅是一种相对较新的生产工艺,也是目前主流的单晶硅生产工艺之一。它的主要步骤包括:选材、熔炼、晶化、拉丝和修整等。 1. 选材:直拉单晶硅的选材要求与区熔工艺相似,同样需要高纯度的硅原料。选材的关键是减少杂质的含量,以确保生产出高质量的单晶硅。 2. 熔炼:直拉工艺中的熔炼过程与区熔工艺类似,硅原料被放入石英坩埚中,在高温下进行熔炼。熔炼后的硅液通过特定的方法形成一根硅棒。 3. 晶化:在直拉工艺中,硅棒从熔液中被拉出,并在拉伸过程中逐渐冷却和凝固。通过控制拉伸速度和温度等参数,使硅棒逐渐凝固并形成单晶硅。

单晶硅片制作工艺流程

单晶硅电磁片生产工艺流程【1】 •1、硅片切割,材料准备: •工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒, 原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(掺硼)。 •2、去除损伤层: •硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量 较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。 • • 3、制绒: •制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变 得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。 • 4、扩散制结: •扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的 温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 • 5、边缘刻蚀、清洗: •扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极 形成短路环,必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,以至成为废品。目前,工业化生产用等离子干法腐蚀,在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用,去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 • 6、沉积减反射层:

单晶硅片制作流程

单晶硅片制作流程 生产工艺流程具体介绍如下: 固定:将单晶硅棒固定在加工台上。 切片:将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。 退火:双工位热氧化炉经氮气吹扫后,用红外加热至300~500℃,硅片表面和氧气发生反应,使硅片表面形成二氧化硅保护层。 倒角:将退火的硅片进行修整成圆弧形,防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。 分档检测:为保证硅片的规格和质量,对其进行检测。此处会产生废品。研磨:用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。此过程产生废磨片剂。 清洗:通过有机溶剂的溶解作用,结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。此工序产生有机废气和废有机溶剂。 RCA清洗:通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。 SPM清洗:用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液,SPM 溶液具有很强的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。此工序会产生硫酸雾和废硫酸。

DHF清洗:用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜,而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中,同时DHF抑制了氧化膜的形成。此过程产生氟化氢和废氢氟酸。 APM清洗: APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成,硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6nm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。此处产生氨气和废氨水。 HPM清洗:由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例组成的HPM,用于去除硅表面的钠、铁、镁和锌等金属污染物。此工序产生氯化氢和废盐酸。 DHF清洗:去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。 磨片检测:检测经过研磨、RCA清洗后的硅片的质量,不符合要求的则从新进行研磨和RCA清洗。 腐蚀A/B:经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。腐蚀A是酸性腐蚀,用混酸溶液去除损伤层,产生氟化氢、NOX和废混酸;腐蚀B是碱性腐蚀,用氢氧化钠溶液去除损伤层,产生废碱液。本项目一部分硅片采用腐蚀A,一部分采用腐蚀B。 分档监测:对硅片进行损伤检测,存在损伤的硅片重新进行腐蚀。

单晶硅生产工艺流程

单晶硅生产工艺流程 单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。 单晶硅生产工艺流程: 1、石头加工 开始是石头,(石头都含硅),把石头加热,变成液态,在加热变成气态,把气体通过一个密封的大箱子,箱子里有N多的子晶加热,两头用石墨夹住的,气体通过这个箱子,子晶会把气体中的一种吸符到子晶上,子晶慢慢就变粗了,因为是气体变固体,所以很慢,一个月左右,箱子里有就很多长长的原生多晶硅。 2、酸洗 当然,还有很多的废气啊什么的,(四氯化硅)就是生产过程中产生的吧,好像现在还不能很好处理这东西,废话不多说,原生多晶有了,就开始酸洗,氢氟酸啊硝酸啊,乙酸啊什么的把原生多晶外面的东西洗干净了,就过烘房烘干,无尘检查打包。

3、拉晶 送到拉晶,拉晶就是用拉晶炉把多晶硅加热融化,在用子晶向上拉引,工人先把多晶硅放进石英锅里,(厂里为了减少成本,也会用一些洗好的电池片,碎硅片一起融)关上炉子加热,石英锅的融点是1700度,硅的融点才1410度左右,融化了硅以后石英锅慢慢转起来,子晶从上面下降,点到锅的中心液面点,也慢慢反方向转,锅下面同时在电加热,液面上加冷,子晶点到液面上就会出现一个光点,慢慢旋转,向上拉引,放肩,转肩,正常拉棒,收尾,一天半左右,一个单晶棒就出来了。 4、切方 单晶棒有了就切方,单晶棒一般是做6英寸的,P型,电阻率0。5-6欧姆(一英寸等于2。4厘米左右)切掉棒子四边,做成有倒角的正方形,在切片,0。22毫米一片吧。

单晶硅电池生产工艺

单晶硅电池生产工艺 单晶硅电池是一种常见的太阳能电池,它由纯度很高的单晶硅制成。单晶硅电池的生产工艺可以分为以下几个主要步骤: 1. 制备硅单晶体:首先需要制备高纯度的硅单晶体。通常采用Czochralski法来制备纯度达到99.9999%以上的硅单晶体。该方法是将高纯度的硅原料加热到液态,并通过旋转和拉升的过程,使硅单晶体逐渐形成。形成的硅单晶体被称为硅锭。 2. 切割硅锭:硅锭经过一段时间的冷却和稳定后,可以进行切割。切割硅锭的方法通常使用的是磨锯法,将硅锭切割成很薄的硅片,即硅片。 3. 清洗硅片:硅片切割完毕后,通常会在清洗液中进行清洗,去除表面的杂质和污渍。清洗液一般使用酸性溶液,例如盐酸或硝酸等。 4. 表面处理:清洗过后的硅片进行表面处理,以去除可能对电池效率有影响的氧化层。常用的表面处理方法有酸洗、碱洗和氢氟酸腐蚀等。 5. 去除硅片边角:硅片的边角较为尖锐,不利于后续的加工和组装。因此需要通过切割或高温烧结的方法去除硅片的边角,使其变得光滑。 6. 电池片制备:经过上述步骤的硅片可以进行电池片的制备。在电池片制备的过程中,需要在硅片上涂覆抗反射膜,以提高

光吸收效率。然后将导电网格层和金属背电极层刻蚀在硅片的正面和背面,以便收集和传导电流。 7. 检测和测试:制备完成的单晶硅电池需要进行各种测试和检测,以确保其质量和性能达到要求。常用的测试参数包括开路电压、短路电流、填充因子和转换效率等。 8. 封装和组装:最后一步是将单晶硅电池进行封装和组装,以便将其用于太阳能电池板或其他应用中。封装和组装的过程包括将电池片与透明材料和支撑材料粘合在一起,以保护电池片,并确保其正常工作。 以上是单晶硅电池的主要生产工艺。随着技术的不断发展和改进,制备单晶硅电池的工艺也在不断优化,以提高电池的效率和质量。

(完整word版)单晶硅生产工艺及单晶硅片生产工艺

单晶硅生产工艺及单晶硅片生产工艺 单晶硅原子以三维空间模式周期形成的长程有序的晶体。多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的,不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体,才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。 加工工艺: 加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长(1)加料:将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内,杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼,磷,锑,砷。 (2)熔化:加完多晶硅原料于石英埚内后,长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内,然后打开石墨加热器电源,加热至熔化温度(1420℃)以上,将多晶硅原料熔化。 (3)缩颈生长:当硅熔体的温度稳定之后,将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力,会使籽晶产生位错,这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升,使长出的籽晶的直径缩小到一定大小(4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角,只要缩颈够长,位错便能长出晶体表面,产生零位错的晶体。 (4)放肩生长:长完细颈之后,须降低温度与拉速,使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。 (5)等径生长:长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间,这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。 (6)尾部生长:在长完等径部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生,必须将晶棒的直径慢慢缩小,直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。 单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片 加工流程: 单晶生长—→切断—→外径滚磨—→平边或V型槽处理—→切片 倒角—→研磨腐蚀—→抛光—→清洗—→包装

单晶硅与多晶硅的基础知识及生产工艺

单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 多晶硅的生产工艺主要由高纯石英(经高温焦碳还原)→工业硅(酸洗)→硅粉(加HCL)→SiHCL3(经过粗馏精馏)→高纯SiHCL3(和H2反应CVD工艺)→高纯多晶硅 国内的多晶硅单价主要看纯度,纯度在9个9的很少,价格应该在2500以上了!详细价格不定, 单晶硅生产工艺主要有两种,一种是直拉法,一种是区熔法。工艺的介绍也可以在网上找得到。 单晶硅片的单价是论片算,不会按吨算的,这里还要区分是太阳能级还是IC级,这里我只知道关于6寸太阳能级硅片,每片价格在53元左右 单晶硅的制造方法和设备 1、一种单晶硅压力传感器制造方法及其结构 2、单晶硅生产装置 3、制造单晶硅的设备 4、单晶硅直径测定法及其设备 5、单晶硅直径控制法及其设备 【单晶硅】 英文名: Monocrystalline silicon 分子式: Si 硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶硅主要用于制作半导体元件。 用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等 单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发

直拉单晶硅工艺技术

直拉单晶硅工艺技术 直拉单晶硅工艺技术是一种生产单晶硅材料的工艺方法,它能够高效地制备高纯度、高质量的单晶硅。在电子、光伏等领域有着广泛的应用。下面我将介绍一下直拉单晶硅工艺技术的基本原理和步骤。 直拉单晶硅工艺技术基本原理是利用熔融态下的硅液形成的“剪切层”和拉伸过程中形成的“湍流鞍点”来减小晶体发生成核的机会,实现快速生长大尺寸单晶硅。 直拉单晶硅工艺技术的步骤如下: 1、硅原料准备:选择高纯度的硅原料,通常采用电石炉法或氯气法制备。 2、硅液制备:将硅原料放入特殊的熔化炉中,在高温下将硅原料熔化成液态硅。 3、净化处理:通过添加掺杂剂和进行化学处理等方式,对硅液进行净化,去除杂质和不纯物质。 4、晶体成核:将净化后的硅液脱氧,并添加少量的晶种,形成晶体的初步成核。 5、晶体生长:将晶种固定在拉伸机上,通过控制温度和拉拔速度,使晶体逐渐生长。

6、晶体拉伸:在晶体生长过程中,通过拉伸机的拉拔和旋转,将晶体朝着一个方向上不断拉长,直到达到目标长度。 7、光洁处理:将拉伸后的晶体进行光洁处理,使其表面变得 光滑。 8、切割整理:将拉伸后的晶体切割成适当大小的小晶体,用 于制造半导体晶体管等器件。 直拉单晶硅工艺技术的优点在于能够生长大尺寸的单晶硅,提高了生产效率和晶体质量。同时,它还具有晶体控制性好、成本低等特点,为单晶硅领域的发展提供了重要的技术支持。 然而,直拉单晶硅工艺技术也存在一些问题。首先,大尺寸单晶的生产周期较长,需要耗费大量的能源和物资。其次,工艺要求严格,操作技术要求高,一旦出现操作失误,就会导致晶体质量下降。 总而言之,直拉单晶硅工艺技术是一种优质、高效的制备单晶硅材料的方法。通过不断的技术创新和工艺改进,相信直拉单晶硅工艺技术能够继续优化,提高生产效率和质量,为电子、光伏等领域的应用提供更好的支持。

光伏单晶硅片的生产工艺流程

光伏单晶硅片的生产工艺流程 光伏单晶硅片是太阳能电池的核心组件之一,其生产工艺流程十分复杂。本文将详细介绍光伏单晶硅片的生产工艺流程,以及每个环节的具体步骤和关键技术。 光伏单晶硅片的生产工艺流程可以简单概括为:原料提取、硅棒制备、硅片锭制备、硅片切割、电池片制备和封装测试。 首先是原料提取。光伏单晶硅片的制作主要使用硅矿石作为原料,经过选矿、冶炼等工艺过程,提取出高纯度的硅。 其次是硅棒制备。将提取出的高纯度硅通过氧化、还原等化学反应得到多晶硅,再经过熔化和凝固过程,制备成硅棒。硅棒的直径和长度可以根据需要进行调整。 接下来是硅片锭制备。将硅棒通过切割机加工成一定长度的硅锭,硅锭通常为圆柱形。硅锭的直径和长度也可以根据需要进行调整,一般直径为150mm或200mm。 然后是硅片切割。将硅锭通过线切割机进行切割,将硅锭切割成一定厚度的硅片。硅片的厚度通常为180μm到240μm,也可以根据需要进行调整。 接着是电池片制备。将切割好的硅片经过去除表面缺陷、清洗等工艺处理,然后涂覆导电膜和抗反射膜,形成电池片的结构。导电膜

通常选用铝或银,抗反射膜则选用二氧化硅或氮化硅。 最后是封装测试。将制备好的电池片与背板、玻璃等材料进行封装,形成完整的太阳能电池组件。然后对电池组件进行严格的测试和检验,确保其性能和质量符合要求。 需要注意的是,光伏单晶硅片的生产过程中需要严格控制温度、湿度和其他环境条件,以确保产品的质量和稳定性。此外,生产工艺中的每个环节都有相应的关键技术和设备,如晶体生长设备、切割机、涂覆机等,这些技术和设备的性能和稳定性对产品的质量和产能有着重要影响。 光伏单晶硅片的生产工艺流程包括原料提取、硅棒制备、硅片锭制备、硅片切割、电池片制备和封装测试。每个环节都有其独特的步骤和关键技术,通过严格控制和优化每个环节,可以生产出高性能和高质量的光伏单晶硅片,为太阳能产业的发展做出贡献。

单晶产品生产工艺流程

单晶产品生产工艺流程 一、原材料准备阶段 单晶产品的生产工艺流程首先需要准备原材料。原材料通常是高纯度的硅单晶块,其纯度要求达到99.9999%以上。通过化学方法或物理方法,将原料中的杂质去除,以确保单晶的纯度和质量。 二、晶体生长阶段 1. 准备石英坩埚和硅源:将高纯度的硅原料放入石英坩埚中,并加入适量的添加剂,以调整晶体的性质和结构。 2. 晶体生长装置组装:将石英坩埚与晶体生长设备连接,确保密封性和安全性。 3. 加热和熔化:将装有硅源的石英坩埚放入炉中,逐渐升温,使硅原料熔化并形成熔体。 4. 晶体生长:通过控制温度和降温速度,使熔体逐渐凝固形成单晶体。这个过程需要精确的温度控制和晶体生长速度控制。 5. 晶体修整:将生长好的单晶体进行切割和修整,使其具有所需要的形状和尺寸。 三、晶体加工阶段 1. 清洗:将生长好的单晶体进行清洗,去除表面的污染物和杂质,以保证后续加工的质量。 2. 切割:根据产品的要求,使用钻孔机或切割机将单晶体切割成所需的尺寸和形状。

3. 研磨和抛光:对切割好的单晶体进行研磨和抛光处理,以去除切割过程中产生的瑕疵和表面粗糙度,使其表面光滑。 4. 薄片加工:将单晶体进行薄片加工,通常是通过化学腐蚀或机械研磨的方法,使其达到所需的厚度和平整度。 5. 表面处理:对薄片的表面进行处理,例如进行氧化、镀膜等,以改变其光学性能或提高其耐蚀性能。 6. 检测和质量控制:对加工好的单晶产品进行检测,确保其符合质量要求。常用的检测方法包括光学显微镜观察、X射线衍射分析、电子显微镜观察等。 四、封装和测试阶段 1. 封装:将加工好的单晶产品进行封装,通常使用特殊的封装材料,确保产品的安全性和可靠性。 2. 测试:对封装好的单晶产品进行测试,以验证其性能和质量。常用的测试方法包括电性能测试、光学性能测试、热性能测试等。 五、成品检验和包装阶段 1. 成品检验:对生产好的单晶产品进行全面的检验,确保其符合相关的标准和要求。 2. 包装:将检验合格的单晶产品进行包装,通常使用防静电的包装材料,以防止产品在运输和存储过程中受到损坏。 3. 标识和记录:对每个单晶产品进行标识和记录,包括产品型号、生产批次、生产日期等信息,以便追溯和管理。

单晶硅棒生产工艺流程

单晶硅棒生产工艺流程 单晶硅棒生产工艺流程是指将高纯度的硅原料通过一系列的步骤制备成单晶硅棒的工艺过程。以下是一个典型的单晶硅棒生产工艺流程: 1. 原料准备:选择高纯度的硅石作为原料,并进行破碎、筛分、洗涤等处理,以去除杂质。 2. 炉体制备:准备用于炼制硅棒的炉体。通常采用电弧炉或电感炉,其内壁涂有耐高温材料,以保证炉体的耐火性能。 3. 炉内加热:将经过原料准备的硅石放入炉体中,通过电流或电磁感应等方式将炉体内的硅石进行加热熔融。 4. 拉出单晶硅棒:在炉内溶融的硅经过加热后,使用拉出机械将硅石慢慢拉出,拉出的硅石在炉体内形成直径较小、长度较长的单晶硅棒。 5. 棒体修整:拉出的单晶硅棒通常具有较大的直径和不规则的形状,需要进行修整。修整过程中,通常采用机械切割或化学腐蚀等方法,使硅棒的直径和形状得到控制。 6. 清洗处理:经过修整后的硅棒可能仍然含有一些杂质,需要进行清洗处理。这一步骤主要包括浸泡、超声波清洗等方法,以去除残留的杂质。 7. 光洁处理:为了提高硅棒的表面质量,经过清洗的硅棒需要

进行光洁处理。通常采用化学机械抛光(CMP)等方法,使硅棒表面光洁度达到要求。 8. 切割分装:将修整和光洁处理后的硅棒进行切割,并进行长度和直径的检测。接着,将切割后的单晶硅棒进行分装,以便后续使用。 9. 检测质量:对分装好的单晶硅棒进行质量检测,主要包括直径、长度、表面质量、杂质含量等指标的检测。 10. 包装储存:最后,对通过质量检测的单晶硅棒进行包装,并进行储存。包装通常采用防尘袋或密封罐等方式,以保证其质量和保存期限。 单晶硅棒生产工艺流程涉及多个步骤,需要高精度的控制和大量的处理。通过以上的生产工艺流程,可以制备出高质量的单晶硅棒,用于半导体材料、太阳能电池等领域的应用。

单晶硅的生产进程

单晶硅的生产进程 一、的制法一般是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,若是这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,那么这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 棒是生产单晶硅片的原材料,随着国内和国际市场对片需求量的快速增加,单晶硅棒的市场需求也呈快速增加的趋势。 圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方式的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅要紧用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可操纵在Φ3~8英寸。区熔法单晶要紧用于高压大功率可控整流器件领域,普遍用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可操纵在Φ3~6英寸。外延片要紧用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。在IC工业中所用的材料主若是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常利用CZ抛光片,因本钱较低。逻辑电路一样利用价钱较高的外延片,因其在IC制造中有更好的适用性并具有排除Latch-up的能力。 单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全世界超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。 二、硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。 日本、美国和德国是要紧的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步,但整体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部份为、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部份集成电路及其硅片仍然依托入口。但我国科技人员正迎头赶上,于1998年成功地制造出了12英寸,标志着我国单晶硅生产进入了新的进展时期。 目前,全世界单晶硅的产能为1万吨/年,年消耗量约为6000吨~7000吨。以后几年中,世界单晶硅材料进展将呈现以下进展趋势。 产品向300mm过渡,大直径化趋势明显:

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