中國粉體網(wǎng)訊 日前，工信部印發(fā)2023年第一批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和外文版項(xiàng)目計(jì)劃的通知，涉及《區(qū)熔用多晶硅材料》《電子級(jí)乙硅烷》《半導(dǎo)體材料摻雜用擴(kuò)散膜》等眾多新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。
2023年第一批新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃表-區(qū)熔用多晶硅材料
區(qū)熔用多晶硅材料
多晶硅可以分為太陽能級(jí)和電子級(jí)，太陽能級(jí)多晶硅是作為太陽能產(chǎn)業(yè)研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的原料，用來鑄錠或者拉單晶硅棒，生產(chǎn)成為太陽能的電池板。電子級(jí)多晶硅是制備集成電路的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，是發(fā)展國家集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略原材料，主要用于一些電子設(shè)備和芯片中。
區(qū)熔級(jí)多晶硅是電子級(jí)多晶硅的高端產(chǎn)品，是區(qū)熔用硅單晶片的核心原料，有”皇冠明珠“之美譽(yù)，具有氧含量低，且少子壽命高、電阻率高等特點(diǎn)，產(chǎn)品主要用于電子芯片、大功率整流器件和大功率晶體管等領(lǐng)域。
區(qū)熔多晶硅生產(chǎn)工藝技術(shù)
電子級(jí)多晶硅生產(chǎn)工藝主要包括硅烷法、流化床、改良西門子等工藝流程。其中流化床工藝法主要是對(duì)產(chǎn)品雜質(zhì)進(jìn)行全面控制，因此無法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的電子級(jí)多晶硅；改良西門子工藝采用的為三氯氫硅的生產(chǎn)模式，通過還原爐的化學(xué)氣相沉積實(shí)現(xiàn)多晶硅的生產(chǎn)，這也是我國多晶硅生產(chǎn)的主要工藝形式。
硅烷CVD法
硅烷法根據(jù)所用物料的不同可以分為5種工藝路線，分別是日本小松硅鎂合金法，美國UCC氫化鋰還原三氯氫硅法和氯硅烷歧化法，美國MEMC四氟化硅還原法，俄羅斯烷氧基硅烷歧化法。由于硅鎂合金法、四氟化硅還原法及烷氧基硅烷歧化法制備工藝復(fù)雜，制備過程中副產(chǎn)物較多，循環(huán)副產(chǎn)物較多，原料提純難度大，最終生產(chǎn)成本較高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化生產(chǎn)，目前主流以氯硅烷歧化法為代表。
硅烷CVD法工藝技術(shù)路線
改良西門子工藝
三氯氫硅氫還原法（改良西門子方法）和硅烷CVD熱分解法原料制備工藝都是采用硅粉與氯化氫合成制備三氯氫硅氣體作為主要反應(yīng)原料，不同的是改良西門子工藝直接將三氯氫硅作為原料進(jìn)行深度提純后通入到CVD還原爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，而硅烷法則是利用催化劑將三氯氫硅進(jìn)一步歧化后制備出硅烷氣體，再將其通入CVD反應(yīng)器中使用，兩種方法在CVD反應(yīng)器的材質(zhì)及結(jié)構(gòu)方面差異較大。
改良西門子工藝技術(shù)路線
區(qū)熔用多晶硅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
區(qū)熔多晶硅產(chǎn)品純度要達(dá)到13N以上，同時(shí)硅棒要滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。
區(qū)熔用多晶硅產(chǎn)品技術(shù)要求
由于研制周期長、制備難度大，國外工藝技術(shù)完全封鎖，而國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)起步較晚，對(duì)高純度產(chǎn)品質(zhì)量的過程管控、工藝技術(shù)路線及檢測分析方法等基礎(chǔ)性研究薄弱。導(dǎo)致國內(nèi)區(qū)熔用多晶硅材料長時(shí)間以來全部依賴進(jìn)口，極大制約了我國集成電路、電子元器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司作為區(qū)熔多晶硅重點(diǎn)布局企業(yè)之一，技術(shù)、產(chǎn)品取得一定突破。有研硅也是國內(nèi)為數(shù)不多能夠生產(chǎn)區(qū)熔硅單晶的企業(yè)，區(qū)熔硅單晶具有高純度、高電阻率、低氧含量等優(yōu)點(diǎn)。2023年初，有研硅北京順義基地成功開發(fā)出8英寸本征及氣摻區(qū)熔硅單晶，產(chǎn)品指標(biāo)先進(jìn)。
起草單位中硅高科電子信息材料轉(zhuǎn)型升級(jí)項(xiàng)目于2021年9月開工。項(xiàng)目總投資約41.5億元，分兩期建設(shè)。其中，一期占地約350畝，計(jì)劃投資15.5 億元，主要建設(shè)區(qū)熔級(jí)多晶硅、VAD級(jí)四氯化硅、PCVD級(jí)四氯化硅、電子級(jí)四氯化硅等生產(chǎn)線。全部建成后將成為我國重要的區(qū)熔級(jí)多晶硅、電子氣體等基礎(chǔ)材料的創(chuàng)新中心和基地，為洛陽市打造千億級(jí)電子信息產(chǎn)業(yè)集群提供有力支撐。
此外，硅烷科技利用傳統(tǒng)硅烷氣優(yōu)勢向下游延伸，規(guī)劃設(shè)計(jì)500噸/年半導(dǎo)體硅材料項(xiàng)目，其中區(qū)熔級(jí)多晶硅300噸，電子級(jí)多晶硅200噸。
小結(jié)
隨著我國電子信息化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高阻區(qū)熔硅單晶片的需求量也會(huì)持續(xù)增長。總的來說，當(dāng)前國內(nèi)區(qū)熔多晶硅產(chǎn)量還比較小，難以滿足我國當(dāng)前產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的實(shí)際需求，亟需突破，變“短板”為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的“跳板”。
參考資料：
天瑞硅材料、有研硅、中硅高科、工信部等
陳輝等.區(qū)熔用多晶硅棒制備技術(shù)淺析
劉建中等.區(qū)熔用多晶硅產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)及裝備一體化
栗一甲.淺析區(qū)熔級(jí)多晶硅生產(chǎn)工藝技術(shù)及現(xiàn)狀
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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