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才

用做半导体的原料，是制做单晶硅的主要原料，可作各种晶体管、整流二极管、可控硅、太阳能电池、
集成电路、电子计算机芯片以及红外探测器等。

   多晶硅是制备单晶硅的唯一原料和生产太阳能电池的原料。随着近几年我国单晶硅产量以年均

26%

 

的速度增长，多晶硅的需求量与日俱增，目前供应日趋紧张。我 国 2000 年产单晶硅 459 吨，

2003 年增加到 1191 吨，预计 2005 年产量将达 1700 吨，消耗多晶硅 2720 吨。从单晶硅产品结构看，

 

太阳电池用 单晶硅产量增长最快，2000 年产量 207 吨，2003 年为 696 吨。预计 2005 年将达到 1000 吨，
约需多晶硅 1590 吨，而国内 2004

 

年仅生产多 晶硅 57.7 吨，绝大部分需要进口。

我国主要的太阳能电池厂有 5~6 家，最大的无锡尚德太阳能电力有限公司 2004 年产量约为

50MW，2005 年计划生产 100MW，如果完成计划，则约需多晶硅 1300 吨以上。仅此一家企业，就要
2 家千吨级多晶硅厂为其供货，才能满足生产需要。

从国际市场看，国际市场多晶硅需求量在以每年 10－12%的速度增长，按此增长速度预测 ，

2005 年全球多晶硅需求量将达 27000 吨，2010 年将达 60000 吨，缺口很大。亚太地区特别是日本、台

 

湾、新加坡、韩国等地，都是多晶硅的主要需求地。

多晶硅生产技术：
多晶硅生产技术主要有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。正在研发的还有冶金法、气液沉积法、

重掺硅废料法等制造低成本多晶硅的新工艺。

世界上 85％的多晶硅是采用改良西门子法生产的，其余方法生产的多晶硅仅占 15％。以下仅介

绍改良西门子法生产工艺。

 

　 　西门子法（三氯氢硅还原法）是以 HCl（或 Cl2、H2）和冶金级工业硅为原料，将粗硅（工

业硅）粉与 HCl 在高温下合成为 SiHCl3

 

，然后对 SiHCl3 进行化学精制提纯，接着对 SiHCL3 进行多

级精馏，使其纯度达到 9 个 9 以上，其中金属杂质总含量应降到 0.1ppba

 

以下，最后在还原炉中 在

1050℃的硅芯上用超高纯的氢气对 SiHCL3 进行还原而长成高纯多晶硅棒。

多晶硅副产品：

 

多晶硅生产过程中将有大量的废 水、废液排出，如：生产 1000 吨多晶硅将有三氯氢硅 3500 吨、

四氯化硅 4500

 

吨废液产生，未经处理回收的三氯氢硅和四氯化硅是一种有毒有害液体。对 多晶硅副

产物三氯氢硅、四氯化硅经过多级精馏提纯等化学处理，可生成白炭黑、氯化钙以及用于光纤预制棒
的高纯（6N）四氯化硅。

 

四、硅锭的拉制 ，目前主要有以下几种方法：
*

 

直拉法

即切克老斯基法（Czochralski: Cz), 直拉法是用的最多的一种晶体生长技术。直拉法基本原理和基

本过程如下：

1.引晶：通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，将籽晶

浸入熔体，然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体；

2.缩颈：生长一定长度的缩小的细长颈的晶体，以防止籽晶中的位错延伸到晶体中；
放肩：将晶体控制到所需直径；
3.等径生长：根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长到所需长度；
4.收尾：直径逐渐缩小，离开熔体；
5.降温：降级温度，取出晶体，待后续加工
6.最大生长速度：晶体生长最大速度与晶体中的纵向温度梯度、晶体的热导率、晶体密度等有关。

 

提高晶体中的温度梯度，可以提高晶体生长速度；但温度梯度太大，将在晶体中产生较大的热应力 ，

 

会导致位错等晶体缺陷的形成，甚至会使晶体产生裂纹。为了降 低位错密度，晶体实际生长速度往