工业生产化 工 设 计 通 讯Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications·172·第45卷第4期2019年4月多晶硅是人类高科技产品的重要原材料，直接影响电子产品二极管、电路级的功能。

近年来太阳能技术的高度发展，太阳能电池对于多晶硅也产生了较大的需求。

所以，对于多晶硅的提出，以及电子级多晶硅的生产技术，近年来得到了广泛的探讨，其中越发凸显出提纯效率、环境污染、成本等方面的问题。

所以，本文以电子级多晶硅在全球实践和研究领域的发展，对电子级多晶硅关键生产技术进行探讨。

1 国内外相关领域技术发展水平和趋势目前工业实践领域对于电子级多晶硅的生产方式，主要为三类：一是改良西门子法。

该方法主要是借助HCI 与硅粉进行结合，形成SiHCl 3，然后再将SiHCl 3进行提纯，从而获得高纯度的电子级多晶硅。

该方法的主要优势在于成本低、效率高，提纯效果相对较好，而且对环境的污染相对较低。

不过，其劣势同样明显，那就是改良西门子法所生产的电子级多晶硅，在产品质量上一直不尽如人意；二是硅烷法，该方法实质上是指以多种硅烷结合方式进行提纯的方法类别，其中包括硅化镁法、歧化法等。

从应用来看，目前生产领域主要采取三种方法，分别是NaALH 4、Mg 2Si 、4SiHCl 3，而从实践效果来看，该方式提纯的电子级多晶硅质量相对较为突出，环保方面虽然劣于改良西门子法，但是也符合国家标准。

但核心问题在于能源消耗较为严重；三是流化床冶金法，该方法在成本、能耗、生产效率、污染，甚至是投资建设成本上，都有着明显的优势。

但是，由于技术切线，流化床冶金法目前仅能够生产太阳能级多晶硅，所以应用局限性相对较大。

从上述三种工业生产领域主要采取的方法来看，以改良西门子法的应用最为广泛，硅烷法大多应用在需要生产更高纯度多晶硅时使用，而流化床冶金法则局限于产品的应用领域。

虽然光伏产业虽然发展迅速，但整体技术模式仍旧不够成熟，所以，流化床冶金法的应用较少。

而由此综合来看，对电子级多晶硅生产技术的改良和探讨，无疑是基于硅烷法更具有现实意义。

原因在于该方式的技术局限相对较低，也不会对环境等方面监管需求构成影响。

意味着仅需要通过相应技术的改良，降低硅烷法的成本即可。

反观改良西门子法和流化床冶金法，两者存在着先天的技术局限，而技术的突破带有较强的不可控性，无论是成本还是改良周期均更加难以掌控。

2 电子级多晶硅关键生产技术分析电子级多晶硅生产的关键技术主要是硅烷、氢气控制、无定形硅的产生、以及电流和电压的控制，只有做好这些方面的控制，才能够提高多晶硅产品的质量。

2.1 硅烷、氢气在不同时间段的最佳流量和摩尔配比硅烷法主要采取化学原料为硅烷和H 2，硅烷一般为两种，分别是SiH 4和Si 2H 6。

由于原材料的特殊性，通常在使用硅烷和H 2时，多会调节投放的时间和用量，从而达到效率的最优化。

从目前应用来看，生产领域主要采用新型12对棒还原炉对两者进行调节。

该技术是指通过直流电的控制实现对于能耗的影响，同时还可以精准促进电子级多晶硅，实现质量的提升。

其主要原理则是通过对于硅棒的刺激，使其体积变大，在膨胀过程中刺激内部温度，继而实现形态的变化。

而在此过程中，新型12对棒还原炉进行持续有效的“刺激”。

不过，考虑到生产质量因素，该环节则采取硅烷和H 2的摩尔配比，继而确保生产效果。

2.2 控制无定形硅的发生和产出率在电子级多晶硅生产中，影响生产效率的主要因素便是无定形硅的产生。

由此也意味着，无定形硅并不符合电子级多晶硅的标准生产成果。

而在硅烷法技术应用时，解决无定形硅的主要方式便是温控。

从原理上来看，硅棒分解的基础温度是300℃，其中初期分级方式为表面气化反应，该阶段是制止无定形硅生产的关键。

所以，在该阶段需要进行温场设置，通过内置冷却夹套的方式，实现对于硅棒表面反应的抑制，继而确保其实现定性。

与此同时，低温场也涉及到多晶硅的生产效率和污染物产生。

所以，在具体生产过程中，结合硅棒纯度对低温场作用时间进行调节也尤为必要。

2.3 获取在不同时间段的电流和电压的最佳配合参数上文中提到，电能的应用是实现精准生产的重要因素，同时电能本身的控制，也决定了电子级多晶硅的生产成本。

硅棒的外层温度和内层温度不统一，以及表面的空气接触等因素，使得生产多晶硅需要对硅棒进行复杂的反应过程。

而在该过程中不断调节电流和电压。

也意味着对于生产进行最优化的调节，实现生产效率的提升，以及能源消耗的控制。

另外，高频率调节电流、电压可能造成气流返混现象。

对此，在生产过程中需要充分考虑气相和流场的分布，以避免出现新的的生产问题。

3 国内电子级多晶硅项目技术特点摘　要：电子级多晶硅是多晶硅经过高度提纯所获得的一种材料，广泛应用于高纯硅制品，是人类现代高科技所不可缺少的一种原材料。

而随着人类科学技术的发展，对于原材料质量和纯度的要求也不断提升，对此，也产生了对于电子级多晶硅生产技术的探讨。

以全球发展技术状况的阐述作为基础，充分探讨了当前能够获得高质量、高纯度电子级多晶硅的相应生产 技术。

关键词：电子级多晶硅；高纯硅制品；生产技术中图分类号：TQ127.2 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2019）04–0172–02Production Technology of ElectronicGrade Polycrystalline SiliconGou Hai-longAbstract ：Electronic grade polysilicon is a kind of material obtained by highly purified polysilicon ，which is widely used in high purity silicon products ，and is a raw material that can not be obtained by modern high-tech human beings.With the development of human science and technology ，the requirement of raw material quality and purity has been constantly improved ，which has also led to the discussion of the production technology of electronic grade polysilicon.Based on this background and the description of global development technology ，this paper fully explores the current production technology of electronic grade polysilicon with high quality and purity.Key words ：electronic grade polysilicon ；high purity silicon products ；production technology 电子级多晶硅生产技术苟海龙（新特能源股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830011）收稿日期：2019–02–12作者简介： 苟海龙（1988—），男，新疆奇台人，工程师，主要研究方向为化学工程与工艺。

工业生产化 工 设 计 通 讯Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications·173·第45卷第4期2019年4月当前，大部分多晶硅生产企业所用生产方法是经过数十年发展完善。

技术成熟度较高的改良西门子法，其主要技术原理是将纯度不高的原料硅粉与氯化氢反应转化为三氯氢硅，再将三氯氢硅通过精馏工序提纯，然后用氢气将三氯氢硅还原出硅，还原产生的硅则通过化学气相沉积（CVD ）的方法长成多晶态的硅棒，硅棒经破碎、酸洗、水洗和包装等后处理工序后得到超纯的电子级多晶硅产品。

我国的多晶硅生产经过多年的努力，产品质量等指标已经达到国际水平，相比其他国家具有独特点。

3.1 产品质量显著提高通过对技术的改良以及创新，我国的多晶硅产品的质量逐渐提高。

特别是多年来国家严格按照《多晶硅行业准入条件》进入行业的企业质量，严格按照相关要求对生产企业进行监督，多晶硅的产品质量稳步提升。

根据相关数据显示。

当前我国符合多晶硅资质的企业生产的产品多项检测指标都达到了（GBT 12963-2009 硅多晶）一级品的质量指标，甚至部分指标超过了国外先进的半导体级多晶硅生产企业的质量标准，在国际上处于领先水平。

产品在集成电路中的应用，经过实践证明，完全胜任，打破了国外生产企业对于多晶硅市场的垄断，也为我国多晶硅产业的快速发展奠定了良好的基础。

3.2 采用先进的低温四氯化硅转化技术在多晶硅的生产中，CVD 还原装置生产多晶硅和产生副产品四氯化硅的比例大概为1：17左右，但是以四氯化硅为原材料的产品市场不足，需要将四氯化硅转化为三氯氢硅才有较好的经济效益，但是这种转化技术一直很不理想，制约了多晶硅行业的发展。

采用先进低温四氯化硅转化技术能够使单程的转化率达到26%左右，耗电量也明显低于热氢化技术，能够节约大量的能源资源，同时，反应物中没有HCl 回收尾气也比较简单，造成的污染较小，有效的解决了环保问题，节约了生产成本。

3.3 精馏装置控制水平提高多晶硅生产中对质量影响较大的就是精馏装置，它直接关系到多晶硅产品的生产质量。

精馏装置控制水平的提高，有效的分离和去除了多晶硅中的微量杂质。

同时精馏装置还配置了评价炉，对于产品的质量进行检测，不符合标准的产品重新进行精馏，符合质量标准的进入生产的下一个环节。

为了加强质量控制，还通过实践不断调整评价炉的控制参数，力争评价的方法尽量精准，使产品的质量控制趋向稳定，也减少了排放杂质时硅烷等的排放量。

4 结语我国电子工业在进入21世纪后飞速发展，而电子级多晶硅作为电子工业的重要环节，也得到了更多的重视。

所以，本文在技术环节对该原材料进行了一定的探讨，期望能够对相关生产领域提供些许助力。

参考文献[1] 沈长丽，张戈，潘晓磊.电子级多晶硅生产技术探讨[J].化工管理，2018（11）.[2] 田新，吴锋，于跃.电子级多晶硅生产技术探讨[J].山东化工，2017（9）.[3] 胥五一，危胜.电子级多晶硅生产技术探讨[J].广州化工，2014（4）.（上接第159页）下，由于旋转件的不平衡质量易引起强烈振动，最好采用弹簧静止式结构。