5.3.2多晶硅的生产工艺 课件-2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

多晶硅的生产工艺 1 芯片缺货 华为近日将会公布两款芯片，分别叫做麒麟9010和麒麟9020。麒麟9010是基于5nm+制程工艺制造，这是一款5nm加强版的芯片，相较5nm的工艺能提升5%左右的性能，同时功耗降低10%。芯片的主要材料由多晶硅制作，硅的纯度高达 99.9999999%以上。工业上利用焦炭还原得到的 粗 硅 纯 度 为 98% 到 99%，故 需 要 对 粗 硅 进 行提纯。 粗硅的制备： SiO2 + 2C ====== Si + 2CO↑ 1050℃ Si 杂质为：SiO2 和 C Si 杂质为：SiO2 和 C 如何对硅进行提纯？ 沸点：2900℃ 沸点：2230℃ 沸点：4827℃ 物理方法 化学方法 多晶硅的提纯生产工艺 西门子法 流化床法 硅烷法 改良西门子法 改良西门子法 Si SiHCl3 Si 改良西门子法 任务一、如何将Si转化为SiHCl3 任务二、如何提纯SiHCl3 任务三、如何将SiHCl3转化为Si 任务四、如何处理尾气 任务一、如何将Si转化为SiHCl3 Si SiHCl3 Si +3HCl ==== SiHCl3 +H2 300℃ HCl 任务二、如何提纯SiHCl3 Si +3HCl ==== SiHCl3 +H2 300℃ SiHCl3 杂质为：H2 和 HCl 沸点：-85℃ 沸点：31.5℃ 沸点：-252.77℃ 任务二、如何提纯SiHCl3 SiHCl3 状态为液态时容易发生歧化反应 任务二、如何提纯SiHCl3 蒸馏 分馏 精馏塔 SiHCl3 、SiCl4 SiH4 、SiH3Cl、SiH2Cl2 任务二、如何提纯SiHCl3 精馏塔 任务二、如何提纯SiHCl3 SiCl4 SiH4 、SiH3Cl、SiH2Cl2 SiHCl3 H2 Cl2 SiCl4 + H2 ==== SiHCl3 +HCl 任务三、如何将SiHCl3转化为Si SiHCl3 Si +4 0 常用还原剂：C、CO、H2 任务三、如何将SiHCl3转化为Si SiHCl3 Si +4 0 SiHCl3 +H2 ==== Si +3HCl 1100℃ 工业流程图设计的方法导引 Si SiHCl3 Si 反应① 1050℃ 反应② 300℃ 降温 31.5℃ 精馏塔 反应⑤ 1100℃ 反应③ 反应④ 硅 SiHCl3 SiHCl3 SiHCl3 反应① 1050℃ 反应② 300℃ 石英砂 焦炭 HCl 石英砂/ 焦炭 降温 31.5℃ HCl H2 精馏塔 反应⑤ 1100℃ 反应③ Cl2 HCl 反应④ H2 H2 硅 SiCl4 SiH4 、SiH3Cl SiH2Cl2 SiHCl3 SiHCl3 SiHCl3 HCl HCl 任务四、如何处理尾气 反应① 1050℃ 反应② 300℃ 石英砂 焦炭 HCl 石英砂/ 焦炭 降温 31.5℃ HCl H2 精馏塔 反应⑤ 1100℃ 反应③ Cl2 HCl 反应④ H2 H2 硅 SiCl4 SiH4 、SiH3Cl SiH2Cl2 SiHCl3 SiHCl3 SiHCl3 HCl HCl 多晶硅的生产工艺流程图 反应① 1050℃ 反应② 300℃ 石英砂 焦炭 HCl 石英砂/ 焦炭 降温 31.5℃ HCl H2 精馏塔 反应⑤ 1100℃ 反应③ Cl2 HCl 反应④ H2 H2 硅 SiCl4 SiH4 、SiH3Cl SiH2Cl2 SiHCl3 SiHCl3 SiHCl3 HCl HCl Thanks 谢谢您的倾听！ 多晶硅的生产工艺流程图 反应① 1050℃ 反应② 300℃ 石英砂 焦炭 HCl 石英砂/ 焦炭 降温 31.5℃ HCl H2 精馏塔 反应⑤ 1100℃ 反应③ Cl2 HCl 反应④ H2 H2 硅 SiCl4 SiH4 、SiH3Cl SiH2Cl2 SiHCl3 SiHCl3 SiHCl3 HCl HCl 反应① 1050℃ 反应② 300℃ 降温 31.5℃ 精馏塔 反应⑤ 1100℃ 反应③ 反应④ 硅 SiHCl3 ⑭ 、 、 。 SiHCl3 SiHCl3 、、⑮⑯⑰⑱⑲⑳ 石英砂 焦炭 石英砂/ 焦炭 HCl HCl HCl HCl Cl2 H2 H2 H2 SiH4 、SiH3Cl、SiH2Cl2 SiCl4 HCl $$