单晶硅治炼多晶硅期货

六、单晶硅治炼工艺单晶硅呈现的单一晶面生长形态还需要在作为棒状硅的基底进一步的单晶硅生产工艺-拉晶，根据晶体生长方式的不同，可分为区熔单晶硅和直拉单晶硅。直拉单晶硅是利用切氏法制备单晶硅，称为CZ单晶硅。直拉单晶硅的制造成本相对较低，机械强度较高，易制备大直径单晶，主要应用于微电子集成电路和太阳能电池方面，是单晶硅的主体。 6.1直拉法单晶硅生长原理直拉法硅单晶生长过程属于一个多晶硅熔液转变为单晶硅固体的固液相变过程。首先，将多晶硅原料装于石英坩埚内，坩埚上方有一可旋转和升降的籽晶杆，杆的下端有一夹头，其上捆上一根籽晶。原料被加热器熔化后，将籽晶插入到高温硅熔体表面，使得籽晶与硅熔液熔接，在合适的热场环境下，通过转动并缓慢向上提拉籽晶，并经过引晶、缩颈、放肩、转肩、等径生长和收尾等过程，从而完成单晶硅的生长。直拉法制备单晶硅需要采用直拉法生长炉及相关配套系统生长单晶硅。整个生长系统主要包括晶体旋转提拉系统、加热系统、坩埚旋转提拉系统、控制系统等。晶体生长过程是在一个封闭的热场条件下进行的，通常单品硅生长周期较长，尤其是大尺寸单晶硅。 6.2直拉法单晶硅工艺流程多晶硅主要由工业硅、氯气和氢气经一系列的物理、化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。多晶硅可融化冷却后制成多晶硅锭，也可通过直拉法或区熔法生成单晶硅。相比多晶硅，单晶硅由晶体取向相同的晶粒组成，因此具有更为优越的导电性与转换效率。多晶硅锭和单晶硅棒均可进一步切割加工为硅片、电池，进而成为光伏组件的关键部分，应用于光伏领域。除此之外，单晶硅片还可通过反复的打磨、抛光、外延、清洗等工艺形成硅晶圆片，作为半导体电子器件的衬底材料。 6.3新型直拉技术–一更适用未来N型硅片的特点主要原理：减少在晶棒溶解过程中减少引入更多的氧杂质，故而控制氧浓度达到纯净单晶硅，进而增加拉晶效率。(1)磁拉法(MCZ)原理：MCZ法是在常规的CZ法工艺中附加一个稳定的磁场，其原理为硅熔体内部的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，进而抑制熔体内的对流。优点：MCZ法可以明显降低单晶硅中氧含量，净化多晶硅：缺点：成本大大提升，在于磁场的加入需要耗费大量的电力资源，成本比传统的CZ法要提高一倍左右，因此仅建议在制备性能要求很高或者是应用于半导体领域的硅产品时使用(2)连续直拉单晶技术(CCZ)原理：CCZ法是一种可以在单晶生长中无需停炉即可添加硅原料的方法，通过特殊炉体设计，实现了进料熔料拉棒同步进行，节省了加料时间和熔料时间，两根硅棒生产之间无需等待，极大提升生产效率优点：与传统的CZ法对比，生产效率及自动化大大提升，成本显著降低：缺点：资金投入大、对制备企业要求相对较高。