国内改良西门子法多晶硅生产成本探讨(二)-第3页-undefined

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2.2.3.3、产品质量要求：

对于还原电耗的影响在产品质量方面的主要表现就是产品爆米花的大小与多少。爆米花主要是反映多晶硅表观的好坏，爆米花比较多的硅棒在化学清洗时不易处理干净，杂质和水份会残留在多晶硅表面，影响区熔成晶，甚至迫使中断拉晶操作。即使用作直拉料，也会由于杂质玷污，使单晶纯度下降。而行成爆米花的根本原因是就是炉内硅的沉积速度和硅棒表面所能吸收并使之形成晶体的速度之间的差异。当化学反应沉积速度大于硅棒表面成晶速度时，晶粒来不及在硅棒表面进行有序的排列，就会造成硅棒表面的不均匀。

然而，在多晶硅生产中，要想降低还原电耗，就必须加快硅棒的生长速度，即炉内硅的沉积速度，这样就很容易产生爆米花。因此，企业对于爆米花要求的高低程度在很大程度上会影响还原电耗的大小。

爆米花一般来讲都是比较好的产品，因此如果有下游切片工厂的企业可以考虑在这方面进行调整，适当的接受爆米花产品，可采用掺配的方法来减少爆米花对硅片加工的影响，以降低多晶硅工厂的还原电耗。

另外，对于多晶硅生产者而言，还原生产中的无定形硅是要尽可能避免的，这也曾是生产控制过程中的一个重要的控制指标。一般而言，无定形硅是三氯氢硅在反应温度比较低的时候生成的，其对应的生产节点是沉积速度快，生产功率比较低。也正是如此，便在生产过程中出现为了提高产量和降低能耗不对无定形硅采取控制的生成控制方式。然而，无定形硅产生的危险性是比较大的，它可以引起生产设备的堵塞，对生产员工的身体造成严重的粉尘伤害，甚至会引起粉尘爆炸。所以，在多晶硅生产过程中，无定形硅的产生一定要引起企业的重视，切不可因为一时的利益驱使而产生更严重的问题。关于这一点可以参考笔者博客中的相关内容。

图1.3、各种硅棒表面形态

2.2.3.4、工艺控制水平：

这里所说的工艺控制水平主要是指多晶硅生产的平稳性，即生产过程控制的稳定程度，包括稳定的物料供应、稳定的电流控制、硅棒均匀的生长等方面。

在生产过程中，生产人员对物料供应要有预见性，必须提前根据物料的供应情况进行相应的生产调整，不能因为突然物料供应不上而降低进料量，然后又因为物料供应充足而迅速提高进料量。这种忽高忽低的调整方式可以完全破坏掉已经平稳的还原炉内热场，使炉内热场产生波动，对硅棒的生长影响非常大，所以生产人员需要提前预防，尽可能的避免这种操作的发生。

多晶硅正常生产过程中，生产人员对还原炉的控制主要是进行电流的调整，即常说的加电流。所以，作为有经验的生产人员在加电流时必须做到少量多次，即每次加载电流的量不能过大，避免因电流的波动而破坏还原炉内的热场。现在许多多晶硅企业已经设计出自动加电流的程序，这在一定程度上减轻了中控人员的劳动强度，但是这也带来了一些负面的不确定因素。正是因为绝大多数时间还原炉的控制是由DCS自动控制，许多中控人员也就会麻痹大意，没有过多的去对设备进行人为监控检查，这样就会出现生产异常而中控人员不知的现象。

由于多晶硅沉积过程的沉积速率是不一样的，因此同一炉的多晶硅硅棒的形态也是不一致的。在生产过程中，由于多晶硅硅棒形状的不一致，尤其是同一根硅棒直径的不均匀变化，会导致硅棒不同位置的发热量是不同的，所以就会出现裂棒、拉弧等生产异常。如果现场生产人员能够及时发现这些生产异常，并通知中控人员对电流进行人工调整、修正，那么这些问题都是可以在生产过程中解决的，否则将会直接导致停炉，单炉产量、电耗、转化率等都会受到影响。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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