Технология СБИС / sbis / rost / rost_pme

Получение металлургического и электронного кремнияПолучение металлургического и электронного кремнияИсходным сырьем для большинства изделий микроэлектронной промышленности служит электронный кремний. Первым этапом его получения является изготовление сырья, называемого металлургическим кремнием.

Этот технологический этап реализуется с помощью дуговой печи с погруженным в нее электродом. Печь загружается кварцитом SiO2 и углеродом в виде угля, щепок и кокса. Температура реакции Т=1800°С, энергоемкость W = 13 кВт/час. В печи происходит ряд промежуточных реакций.

Результирующая реакция может быть представлена в виде:

SiCтв+ SiO2тв Siтв+ SiO2газ+ COгаз

Металлургический кремний со степенью чистоты 98% измельчают и помещают в гидрометаллургическую установку для получения трихлорсилана. Температура реакции Т=300°C.

Siтв +3HClгаз SiHCl3газ+ H2газ + Q

Производство электронного кремния проходит в несколько этапов:

1. Сначала в дуговой печи с погружаемым электродом получают металлургический кремний

SiCтв + SiO2Siтв + SiOгаз + COгаз

кварцит(SiO2) + углерод в виде угля, щепок и кокса

температура реакции 1800 °С

энергоемкость 13 кВт/ч

2. Металлургический кремний измельчают в порошок. Вступая в реакцию с безводным хлористым водородом, кремний переходит в трихлорсилан

SiHCl3 Siтв + 3HClгазSiHCl3газ + H2газ + теплота

температура реакции 300 °C

проходит в присутствии катализаторов

3. Электронный кремний получают из очищенного трихлорсилана путем осаждения из парогазовой смеси (ПГС). Трихлорсилан при температуре Т = 32 °С становится жидкостью. Химическая реакция представляет собой реакцию водородного восстановления кремния из трихлорсилана:

2SiHCl3газ + 3H2газ2Siтв + 6HClгаз

Зародышем будущего слитка служит резистивно нагреваемый кремниевый стержень. Полный цикл осаждения длится много часов. В результате получается стержень поликристаллического по структуре электронного кремния диаметром до 20 см и длиной несколько метров.

Этот процесс используют также для производства поликристаллических кремниевых труб, применяемых в качестве держателей и подставок, необходимых при осуществлении высокотемпературных обработок.