Предлагаемая далее технология
основана на экзотермических химических
реакциях и обеспечивает приемлемый примесный
состав продуктов, при низком уровне потребления
энергии и выходе кремния от исходного
сырья не менее 85%. Исходным сырьем является
кремний MG с содержанием основного продукта
не менее 98% массы.
Краткое описание метода.
Стадия 1. Производство тетрафторида
кремния Процесс обладает высокой избирательностью
по отношению к примесям, остающимся в
шлаке, кроме углерода. Реакция осуществляется
в кипящем слое частиц металлургического
кремния размером 1-1,5мм при давлении не
более 2bar. Фторуглеродные газообразные
соединения и углеводороды конвертируются
в метан с использованием катализатора. очищается в регенерируемом
абсорбере от следов HF и и конденсируется
в криогенном конденсаторе-испарителе
под давлением. Низкокипящий водород с
примесью метана сжигается с получением
полезной теплоты.
Стадия 2. Производство гидрида
кальция. Процесс осуществляется в кипящем
слое гранулированного металлического
кальция при давлении не более 2bar в смеси
водорода с аргоном. Неучаствующий в реакции
аргон компримируется в газгольдер и используется
повторно.
Стадия 3. Производство моносилана.
Реакция осуществляется в барботажном
реакторе в ионном расплаве тройной смеси
солей, содержащей гидрид кальция частично
в виде суспензии, частично в растворенном
виде. Максимальное давление в реакторе
2,5 bar.
Отработанный солевой расплав,
содержащий предельное количество фторида
кальция, подвергается рециклу, в процессе
которого отделяется фильтрацией,
а смесь солей возвращается в процесс.
Моносилан очищается на сорбентах
и фильтруется для удаления механических
частиц, после чего компримируется в газгольдер
мембранным компрессором.
Фторид кальция, в виде синтетического
полевого шпата поставляется производителю
безводного HF как давальческое
сырьё, где осуществляется реакция.
Стадия 4. Производство гранулированного
поликристаллического кремния. Процесс
ведут в кипящем слое частиц кремния в
моносилан-водородной смеси. Реактор изготавливается
из кварца, внутренняя поверхность реактора
покрывается предварительно слоем в смеси моносилана
с аммиаком. Максимальное давление
в реакторе 2bar. Выделяющийся по реакции
(4) водород компримируется мембранным
компрессором и используется в процессе
получения гидрида кальция (стадия 2) и
повторно на стадии 3.
6 Заключение
В качестве основных конструкционных
материалов в микроэлектронике используются
полупроводники. Наиболее распространенным
из всех является кремний.
Кремний является базовым
материалом при изготовлении планарных
транзисторов и интегральных микросхем.
Освоение планарной технологии кремниевых
приборов вызвало качественный скачок
в полупроводниковом производстве. Полупроводниковые
интегральные микросхемы, отличающиеся
очень малыми размерами и сложной конфигурацией
активных областей, нашли особенно широкое
применение в приемно-усилительной аппаратуре
и вычислительной технике.
С помощью чистейшего кремния, в некоторой
мере, была осуществлена мечта о непосредственном
преобразовании солнечной энергии в электрическую.
Искусственные спутники Земли получали
электричество от солнечных кремниевых
батарей. Она не только обеспечивала энергией
всю аппаратуру спутника, но и заряжала
их аккумуляторы, вступавшие в строй при
переходе спутника в область земной тени.
Широкое использование и внедрение кремниевых
батарей на Земле для получения электрической
энергии внесет большую лепту развития
данных технологий, поскольку эта энергия
является экологически чистой и безопасной
для окружающей среды.
Разработка новых технологий получения
высокочистого кремния является важней
задачей для всей промышленности связанной
с электроникой на кремнии. Существующие
технологии исчерпали возможности
своего развития, поэтому разработка и
внедрение новых технологий производства,
а также совершенствование технологий
очистки кремния необходимы для удовлетворения
растущей потребности в высокочистом
кремнии.
Кремний был единственным материалом,
раскрывшим потенциал твердотельной интегральной
схемотехники, и он остаётся практически
единственной основой планарной технологии
и по сей день.
7 Список используемой литературы
1 В. В. Пасынков, В. С. Сорокин,
Материалы электронной техники. М.: Высшая
школа, 1986.
2 Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых
приборов и интегральных микросхем. –
М.: Высшая школа, 1980.
3 Епифанов Г. И. Физика твердого тела.
– М.: Высшая школа, 1977.
4 Н. Герасименко, Ю. Пархоменко, Кремний
материал наноэлектроники. М.: Техносфера,
2007.
5.Технология полупроводниковых и диэлектрических
материалов Ю.М. Таиров В.Ф.Цветков Москва
«Высшая школа» 1990г .
6. Оборудование полупроводникового производства
Блинов, Кожитов, ”МАШИНОСТРОЕНИЕ” 1986г
.
7. Методы определения основных параметров
полупроводниковых материалов. Л.П.Павлов.
Москва. «Высшая школа». 1975г.