高纯硅的制备方法主要包括以下步骤:
原料提纯
使用硅石(SiO2)和焦炭在电炉中加热至1600~1800℃制得粗硅,粗硅纯度为95%~99%。
粗硅经过酸洗,如盐酸、王水、氢氟酸混合酸处理,以提高纯度至99.9%。
转化为氯化物
粗硅与干燥的氯气在450~500℃条件下反应生成四氯化硅(SiCl4)。
提纯四氯化硅
四氯化硅通过精馏等方法提纯。
还原得到高纯硅
提纯后的SiCl4与过量氢气在1100~1200℃条件下反应,生成高纯度的硅,并生成HCl。
单晶硅制备
高纯多晶硅通过直拉法(CZ法)或区熔法(FZ法)等方法进一步处理成单晶硅。
后续加工
包括切片、整型、化学机械抛光(CMP)和清洗等步骤,以获得所需的硅片表面质量和纯度。
以上步骤涉及到从原料选择到最终产品精加工的全过程,确保了硅的纯度满足半导体等高精度应用的要求