浅谈多晶硅原料处理过程中质量控制的几点措施

 　【摘 要】多晶硅质量受多方面因素影响，本文结合生产实际，分别从提高原料纯度，加强分析手段、控制生产过程中的温度、合理选择混合气配比、保持设备洁净、强化精馏效果、提高质检工作人员业务素质和质量意识等方面进行了分析，以逐步提高多晶硅质量。 
　　【关键词】多晶硅；生产工艺流程；质量控制 
　　随着新能源及光伏产业的迅速发展，多晶硅产业也得以高速发展。多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料，被称为“微电子大厦的基石”。目前国际上主要采用传统工艺改良西门子法生产多晶硅，现结合公司生产实际，总结一下改良西门子工艺中多晶硅原料处理过程中质量控制措施。 
　　一、多晶硅生产工艺流程简介 
　　多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，目前国际上多晶硅生产主要采用改良西门子法、硅烷法和流化床法等方法，改良西门子法是最主要的方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85%。这种方法节能降耗作用显著、成本低、质量好，对环境不产生污染，因而具有明显的竞争优势。多晶硅生产工艺流程如下：（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅。（2）进一步提纯，把工业硅粉碎并用无水氯化氢与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅，同时形成气态混合物（H2，HCl，SiHCl3，SiCl4，Si）。（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解：过滤硅粉，冷凝SiHCl3，SiC14，而气态H2，HCl返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiHCl3，SiCl4，净化三氯氢硅（多级精馏）。（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。 
　　二、多晶硅原料处理过程中质量控制措施 
　　（一）提高原料纯度，加强分析手段，提高分析灵敏度 
　　决定产品质量的因素很多，其中原料，中间化合物如硅铁、液氯、氢气、三氯氢硅等的杂质的存在，对产品的质量起决定性作用。因此，在制备过程中应尽量减少杂质的玷污，提高原料的纯度，加强化学、物理的分析检测，一般采用光普、极普、质普和气相色普等分析手段检测。太阳能级多晶硅应重点加强其对原料三氯氢硅、氢气等的质量控制，控制三氯氢硅质量的主要措施有控制粗馏三氯氢硅≥98.5%、B