多晶硅生產(chǎn)用石墨制品

硅半導(dǎo)體用的多晶硅生產(chǎn)用石墨制品。當(dāng)今，硅材料是以存儲(chǔ)器為核心的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所使用的主要原料。其生產(chǎn)制造過程中大量使用多晶硅生產(chǎn)用石墨制品。

多晶硅的生產(chǎn)工藝為，將純度較高的石英石（SiO2）混以焦炭、木炭等炭素材料，高溫下加熱還原，生成金屬硅（純度約為98％）；然后在反應(yīng)爐內(nèi)使金屬硅微粉和氯化氫氣體反應(yīng)合成硅烷氣體；通過反復(fù)精煉提高硅烷氣體的純度。

接下來的工序主要分為兩種方法。一種是將三氯硅烷（ SiHCl3）和氫氣的混合氣體通入溫度為1100℃的石英容器，使其蒸結(jié)在容器中聳立的多晶硅芯棒的表面，并使芯棒的直徑逐漸變粗至150~200mm的方法（CVD法，稱之為西門子法另一種是將硅粉末和單硅烷/氫的混合氣體通入流化床反應(yīng)容器內(nèi)，加熱到600℃，使硅烷分解，反應(yīng)后生成1mm左右的顆粒狀多晶硅的方法，稱之為流化床法。西門子法的模擬圖如圖2-13所示，其反應(yīng)容器的模擬圖如圖2-14所示。

作為上述制造工藝中所使用的多晶硅生產(chǎn)用石墨制品，首先是在硅烷氣體制造過程中使用的用超大型等靜壓石墨制成的1000mm的反應(yīng)容器。由于超過1000℃要與含硅或氫的周圍氣體接觸，必須具有高溫強(qiáng)度和耐化學(xué)反應(yīng)性。在接下的多晶硅CVD生產(chǎn)法中，使用高純石墨制成的部件有多晶硅芯棒的保持器兼作通電電極、氣體導(dǎo)入的通氣嘴和加熱器。另外，用流化床法生產(chǎn)顆粒狀多晶硅時(shí)，也使用1000mm的高純石墨反應(yīng)容器，但是為了防止硅烷氣體泄漏，在其表面要進(jìn)行SC涂層處理。

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