硅石|从硅石到金属硅再到高纯度硅的制作工艺( 二 )


Si+3HCl——→SiHCl3+H2↑
三氯氢硅(沸点31.8℃)在常温下为无色透明的液体。在反应过程中,含于金属硅中的杂质等变成氯化物(AlCl3 、FeCl3等)。一般来说,金属氯化物的饱和蒸气压比单体金属要高一个数量级左右,在利用式的反应合成三氯氢硅的同时,含于金属硅中的金属杂质变成氯化物而蒸发掉。
从上述三氯氢硅制取多晶硅的最典型方法是“氢还原法”。从广义上讲,这也属于化学气相沉积(CVD)的一种。将精制成高纯度的三氯氢硅与超高纯氢一起通入反应器(如石英玻璃钟罩)中,在通电加热的硅芯棒表面,三氯氢硅被氢还原会析出并生长多晶硅。所发生的反应为:
SiHCl3+H2——→Si+3HCl
【 硅石|从硅石到金属硅再到高纯度硅的制作工艺】上述反应要在1100℃的反应炉内进行,在此反应中,要控制芯棒的温度、气体的混合比及流量。在预先准备好的由电阻加热的多晶硅芯棒的表面,会连续生长出多晶硅,多晶硅锭逐渐变粗。多晶硅是由大量的单晶硅小颗粒集聚而成的,其纯度高达11个9,即99.999999999%,若与“纯金”的纯度99.99%相比,其纯度之高可想而知。