Получение металлургического и электронного кремния

<12 3 4 5 6 7 >

Исходным сырьем для большинства изделий микроэлектронной промышленности служит электронный кремний. Первым этапом его получения является изготовление сырья, называемого металлургическим кремнием.

Этот технологический этап реализуется с помощью дуговой печи с погруженным в нее электродом. Печь загружается кварцитом SiO₂ и углеродом в виде угля, щепок и кокса. Температура реакции Т=1800°С, энергоемкость W = 13 кВт/час.

Результирующая реакция может быть представлена в виде:

SiC_тв+ SiO₂_тв Si_тв+ SiO₂_газ+ CO_газ

Металлургический кремний со степенью чистоты 98% измельчают и помещают в гидрометаллургическую установку для получения трихлорсилана. Температура реакции Т=300°C.

Si_тв+3HCl_газ SiHCl₃_газ+ H₂_газ+ Q

Производство электронного кремния проходит в несколько этапов:

1. Сначала в дуговой печи с погружаемым электродом получают металлургический кремний

SiC_тв+ SiO₂Si_тв+ SiO_газ + CO_газ

кварцит(SiO₂) + углерод в виде угля, щепок и кокса
температура реакции 1800 °С
энергоемкость 13 кВт/ч

2. Металлургический кремний измельчают в порошок. Вступая в реакцию с безводным хлористым водородом, кремний переходит в трихлорсилан

SiHCl₃ Si_тв+ 3HCl_газSiHCl₃_газ+ H₂_газ+ теплота

температура реакции 300 °C
проходит в присутствии катализаторов

3. Электронный кремний получают из очищенного трихлорсилана путем осаждения из парогазовой смеси (ПГС). Трихлорсилан при температуре Т = 32 °С становится жидкостью. Химическая реакция представляет собой реакцию водородного восстановления кремния из трихлорсилана:

2SiHCl₃_газ+ 3H₂_газ2Si_тв+ 6HCl_газ

Зародышем будущего слитка служит резистивно нагреваемый кремниевый стержень. Полный цикл осаждения длится много часов. В результате получается стержень поликристаллического по структуре электронного кремния диаметром до 20 см и длиной несколько метров.

Этот процесс используют также для производства поликристаллических кремниевых труб, применяемых в качестве держателей и подставок, необходимых при осуществлении высокотемпературных обработок.

<12 3 4 5 6 7 >

Дата добавления: 2020-11-18; просмотров: 273;