太阳能级多晶硅制造技术

太阳能级多晶硅技术分为化学法与物理法两大类。化学法的多晶硅制程泛指硅在纯化过

程中，需要转换成硅化合物的中间产物，再利用裂解或氧化还原反应，将硅化合物转成高
纯度的多晶硅原料。

　　物理法制程又称为冶金法，是将冶金级硅在不改变硅的本质状况下，将杂质利用物理
或化学法移除，虽然还是有化学反应参与，但其反应对象是针对硼、磷等杂质，硅并未改变
其化性，以物理法纯化的纯度有其极限，由于成本低廉，被视为是取代高纯度多晶硅的明
日之星。

　　化学法制程可产出纯度较高的多晶硅，但由于中间牵涉到许多副产品的控制与处理，
技术难度较高，依照不同技术来源，成本各异，一般来说成本比物理法制程高。大部分化学
法都需利用冶金级硅

(metallurgical grade silicon;MG)来当作硅化合物的原料，少数是直接利

用二氧化硅来制备硅化合物。

　　化学法中，西门子法

(Siemens process)广为早期生产半导体级多晶硅的业者所采用，此

法技术成熟但成本较高。除西门子法外，尚有

ASiMi 法、流体床反应法与管状沉积法等。

　　

ASiMi 法是 Advanced Silicon Material (ASiMi)公司所研发，系利用硅甲烷(silane/ SiH4)

为原料的高纯度多晶硅制程技术。

2005 年 ASiMi 宣布退出多晶硅市场，大部分股权由挪威

REC (Renewable Energy Corp)收购，因此此项技术目前仍由 REC 在进行生产。

　　流体床反应法与

ASiMi 法同样以硅甲烷为原料，这种方法的反应温度较低，可减少近

30%的耗电量，且因硅晶种反应面积较大，反应炉内气流速度快，可解决 ASiMi 法沉积速
度慢的问题。流体床反应可为连续式的生产，也是流体床反应炉优于钟罩形西门子反应炉的
原因。

　　管状沉积法是

Joint Solar Silicon GmbH (JSSI)使用的多晶硅生产技术，所使用的原料与

原理和流体床反应法相同，皆为硅甲烷与氢气加热分解后产生的多晶硅。

JSSI 宣称此法所消

耗的电量为传统西门子法的

10 分之 1，转换率可达 95~98%，目前已有量产纪录。

　　物理法制程的冶金法太阳能多晶硅，于

2008 年开始被少量产出。冶金法纯化太阳能级

硅的技术同时还需要杂质较低的冶金级硅为原料，然后经过几道程序才能完成。

　　另外，亦有业者投入其它制程的量产技术，仍在研发阶段，例如钠还原法与热碳还原
法的纯化技术不需经过冶金级硅的途径，其原料如氟硅酸钠为肥料的副产品，而硅酸钠可
直接从二氧化硅的化学反应途径而得。