中國粉體網訊  日前，工信部印發(fā)2023年第一批行業(yè)標準制修訂和外文版項目計劃的通知，涉及《區(qū)熔用多晶硅材料》《電子級乙硅烷》《半導體材料摻雜用擴散膜》等眾多新產業(yè)標準項目。

2023年第一批新產業(yè)標準項目計劃表-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和電子級，太陽能級多晶硅是作為太陽能產業(yè)研發(fā)產業(yè)鏈的原料，用來鑄錠或者拉單晶硅棒，生產成為太陽能的電池板。電子級多晶硅是制備集成電路的關鍵基礎材料，是發(fā)展國家集成電路產業(yè)的戰(zhàn)略原材料，主要用于一些電子設備和芯片中。

區(qū)熔級多晶硅是電子級多晶硅的高端產品，是區(qū)熔用硅單晶片的核心原料，有”皇冠明珠“之美譽，具有氧含量低，且少子壽命高、電阻率高等特點，產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域。

區(qū)熔多晶硅生產工藝技術

電子級多晶硅生產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產品雜質進行全面控制，因此無法生產優(yōu)質的電子級多晶硅；改良西門子工藝采用的為三氯氫硅的生產模式，通過還原爐的化學氣相沉積實現(xiàn)多晶硅的生產，這也是我國多晶硅生產的主要工藝形式。

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雜，制備過程中副產物較多，循環(huán)副產物較多，原料提純難度大，最終生產成本較高，難以實現(xiàn)大規(guī)模化生產，目前主流以氯硅烷歧化法為代表。

硅烷CVD法工藝技術路線

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行深度提純后通入到CVD還原爐內進行反應，而硅烷法則是利用催化劑將三氯氫硅進一步歧化后制備出硅烷氣體，再將其通入CVD反應器中使用，兩種方法在CVD反應器的材質及結構方面差異較大。

改良西門子工藝技術路線

區(qū)熔用多晶硅產業(yè)化進展

區(qū)熔多晶硅產品純度要達到13N以上，同時硅棒要滿足各項性能指標要求。

區(qū)熔用多晶硅產品技術要求

由于研制周期長、制備難度大，國外工藝技術完全封鎖，而國內多晶硅產業(yè)起步較晚，對高純度產品質量的過程管控、工藝技術路線及檢測分析方法等基礎性研究薄弱。導致國內區(qū)熔用多晶硅材料長時間以來全部依賴進口，極大制約了我國集成電路、電子元器件產業(yè)的發(fā)展。

陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司作為區(qū)熔多晶硅重點布局企業(yè)之一，技術、產品取得一定突破。有研硅也是國內為數(shù)不多能夠生產區(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。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，產品指標先進。

起草單位中硅高科電子信息材料轉型升級項目于2021年9月開工。項目總投資約41.5億元，分兩期建設。其中，一期占地約350畝，計劃投資15.5 億元，主要建設區(qū)熔級多晶硅、VAD級四氯化硅、PCVD級四氯化硅、電子級四氯化硅等生產線。全部建成后將成為我國重要的區(qū)熔級多晶硅、電子氣體等基礎材料的創(chuàng)新中心和基地，為洛陽市打造千億級電子信息產業(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)劃設計500噸/年半導體硅材料項目，其中區(qū)熔級多晶硅300噸，電子級多晶硅200噸。

小結

隨著我國電子信息化產業(yè)的快速發(fā)展，高阻區(qū)熔硅單晶片的需求量也會持續(xù)增長�？偟膩碚f，當前國內區(qū)熔多晶硅產量還比較小，難以滿足我國當前產業(yè)迅猛發(fā)展的實際需求，亟需突破，變“短板”為產業(yè)升級的“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淺析

劉建中等.區(qū)熔用多晶硅產業(yè)化的關鍵技術及裝備一體化

栗一甲.淺析區(qū)熔級多晶硅生產工藝技術及現(xiàn)狀

（中國粉體網編輯整理/黑金）

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