Процес Сіменса

Процес Сіменса (англ. Siemens process) є найпоширенішим методом виробництва полікремнію, особливо для електроніки^[1], станом на 2005 рік близько 75 % світового виробництва використовує цей процес^[2].

Процес перетворює Si металургійного класу з чистотою приблизно 98 % на SiHCl₃, а потім на кремній у реакторі, таким чином видаляючи домішки перехідного металу та допантів.^[1] Процес відносно дорогий і повільний.^[1]

Це тип процесу хімічного осадження з парової фази.^[3]

Загальний опис

Електронний кремній отримують із очищеного трихлорсилану SiHCl₃ (ТХС) шляхом осадження його із парогазової суміші (ПГС). Фізико-хімічні основи відновлення хлорсиланів воднем описують складною системою рівнянь, які в спрощеному вигляді можна записати: SiHCl₃ + Н₂ → Si + 3НСl;

4SiHCl₃ → Si + 3SiCl₄ + 2H₂.

Процес відновлення здійснюється в спеціальному реакторі установки осадження (рис. 1)^[4]. Температура початку утворення кремнію в процесі водневого відновлення трихлорсилану 1073…1173 К. Полікристалічний кремній осаджується на кремнієвий стрижень, розжарення якого відбувається шляхом пропускання електричного струму.

Робочу температуру стрижнів у реакторі підтримують близькою до 1300 К. Кремній осідає на поверхні стрижнів. Суміш тетрахлориду і водню, яка не прореагувала за час перебування в реакторі, безперервно відводиться із реактора. Цей процес виробництва полікремнію отримав назву Сіменс-процесу. Виробництво характеризується високою матеріало– та енергоємністю. В Сіменс-процесі частка сировини в собівартості продукції складає приблизно 35-40 %. До 30-35 % витрат припадає на енергоресурси — електроенергію та пару. Ще 8-10 % витрат — це водень, який отримують електролізом — достатньо енергоємним процесом^[5].

Примітки

↑ ^а ^б ^в Karl W. Boer (6 грудня 2012). Advances in Solar Energy: An Annual Review of Research and Development, Volume 1 · 1982. Springer Science & Business Media. с. 153–. ISBN 978-1-4684-8992-7.
↑ Vesselinka Petrova-Koch (2009). High-Efficient Low-Cost Photovoltaics: Recent Developments. Springer Science & Business Media. с. 47–. ISBN 978-3-540-79358-8.
↑ Polysilicon Production: Siemens Process. Bernreuter Research. 29 червня 2020. Процитовано 29 червня 2024.
↑ Новосядлий С. П., Кропивич В. В. Технологічні особливості осадження полікремнію, як основи сонячного і електронного монокремнію // Східно-Европейський журнал передових технологій. — 2010. — 3/7 (45). — С.26-31.
↑ Некоторые сведения по технико-экономическим показателям работы за-рубежных предприятий, производящих редкие металлы и полупроводниковые материалы. — М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1988. — 57 с.

[Boer2012-1] а ^б ^в Karl W. Boer (6 грудня 2012). Advances in Solar Energy: An Annual Review of Research and Development, Volume 1 · 1982. Springer Science & Business Media. с. 153–. ISBN 978-1-4684-8992-7.

[Petrova-Koch2009-2] Vesselinka Petrova-Koch (2009). High-Efficient Low-Cost Photovoltaics: Recent Developments. Springer Science & Business Media. с. 47–. ISBN 978-3-540-79358-8.

[p607-3] Polysilicon Production: Siemens Process. Bernreuter Research. 29 червня 2020. Процитовано 29 червня 2024.

[4] Новосядлий С. П., Кропивич В. В. Технологічні особливості осадження полікремнію, як основи сонячного і електронного монокремнію // Східно-Европейський журнал передових технологій. — 2010. — 3/7 (45). — С.26-31.

[5] Некоторые сведения по технико-экономическим показателям работы за-рубежных предприятий, производящих редкие металлы и полупроводниковые материалы. — М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1988. — 57 с.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

Процес Сіменса

Загальний опис

Примітки

Portal di Ensiklopedia Dunia