改良西門子法多晶硅生產(chǎn)的西門子工藝，其原理就是在1100℃左右的高純硅芯上用高純氫還原高純?nèi)葰涔?，生成多晶硅沉積在硅芯上。改良西門子工藝是在傳統(tǒng)的西門子工藝的基礎(chǔ)上，同時具備節(jié)能、降耗、回收利用生產(chǎn)過程中伴隨產(chǎn)生的大量H2、HCI、SiCI4等副產(chǎn)物以及大量副產(chǎn)熱能的配套工藝。世界上絕大部分廠家均采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅。
改良西門子法生產(chǎn)多晶硅是最為成熟、應(yīng)用最廣泛、擴展速度最快的技術(shù)。
多晶硅是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的一個非常重要的中間產(chǎn)品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的原材料。隨著全球信息技術(shù)的不斷進步，對于半導(dǎo)體硅的需求量日益增加，全世界半導(dǎo)體市場以每年20%以上的速度遞增。在金融危機出現(xiàn)之前，國內(nèi)及國際市場的多晶硅需求量急劇增加，國內(nèi)多晶硅更是嚴(yán)重短缺。多晶硅行業(yè)是個新興且具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。世界多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，絕大部分廠家都采用改良西門子法技術(shù)，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的閉路循環(huán)生產(chǎn)。
改良西門子法是用氯和氫合成氯化氫(或外購氯化氫)，氯化氫和工業(yè)硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進行CVD反應(yīng)生產(chǎn)高純多晶硅。其主要技術(shù)是：大直徑對棒節(jié)能型還原爐技術(shù)，導(dǎo)熱油循環(huán)冷卻還原爐技術(shù)，還原爐尾氣封閉式干法回收技術(shù)以及副產(chǎn)品SiCl4氫化生成SiHCl3技術(shù)。這種方法的優(yōu)點是節(jié)能降耗顯著、成本低、質(zhì)量好、采用綜合利用技術(shù)，對環(huán)境不產(chǎn)生污染，具有明顯的競爭優(yōu)勢。改良西門子工藝法生產(chǎn)多晶硅所用設(shè)備主要有：氯化氫合成爐，三氯氫硅沸騰床加壓合成爐，三氯氫硅水解凝膠處理系統(tǒng)，三氯氫硅粗餾、精餾塔提純系統(tǒng)，硅芯爐，節(jié)電還原爐，磷檢爐，硅棒切斷機，腐蝕、清洗、干燥、包裝系統(tǒng)裝置，還原尾氣干法回收裝置;其他包括分析、檢測儀器，控制儀表，熱能轉(zhuǎn)換站，壓縮空氣站，循環(huán)水站，變配電站，凈化廠房等。
(1)節(jié)能：由于改良西門子法采用多對棒、大直徑還原爐，可有效降低還原爐消耗的電能;(2)降低物耗：改良西門子法對還原尾氣進行了有效的回收。所謂還原尾氣：是指從還原爐中排放出來的，經(jīng)反應(yīng)后的混合氣體。改良西門子法將尾氣中的各種組分全部進行回收利用，這樣就可以大大低降低原料的消耗。(3)減少污染：由于改良西門子法是一個閉路循環(huán)系統(tǒng)，多晶硅生產(chǎn)中的各種物料得到充分的利用，排出的廢料極少，相對傳統(tǒng)西門子法而言，污染得到了控制，保護了環(huán)境。
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