多晶硅是什么 多晶硅是什么东西图片

多晶硅（亦称 poly-Si 或 poly）薄膜被广泛应用在MOS晶体管的栅极以及MOS电路中的互连。它还用于构成电阻器，并确保浅结的欧姆接触的稳定性。当其作为栅电极时，可在其上沉积金属如钨或金属硅化物如钽硅化物来增强其导电性。

众所周知，多晶硅与高温处理相容性良好，且与热SiO2的界面表现优异。在栅电极应用中，它比铝更加可靠。重掺杂多晶硅薄膜适用于双极电路的发射极结构，而轻掺杂多晶硅薄膜则可作为电阻器使用。

2015-2020年间多晶硅产能前十企业概览

多晶硅通常通过在580-650摄氏度的温度下热分解硅烷或进行热解来沉积。沉积速率随温度呈指数增长，并受硅烷压力（即硅烷浓度）的影响。沉积过程中的其他关键变量包括压力和掺杂剂浓度。

图示为多晶硅线的扫描电子显微镜（SEM）照片。

多晶硅薄膜的电气特性取决于其掺杂程度。与单晶硅相似，较重的掺杂导致电阻率降低。对于给定的掺杂水平，多晶硅相较于单晶硅具有更高的电阻，这主要因为多晶硅中的晶界阻碍了载流子迁移率。常见的多晶硅掺杂剂包括砷、磷和硼，通常在沉积后引入掺杂剂。

离子注入是一种更精确的掺杂浓度控制方法，涉及使用高能离子直接轰击多晶硅层。原位掺杂则是在外延沉积过程中，向CVD反应气体中添加掺杂剂气体。

部分资料概览

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多晶硅生产工艺简介

多晶硅的生产过程包括几个关键步骤：从石英砂在电弧炉中提纯到工业硅，再进一步提纯以获得高纯度。具体过程涉及与无水氯化氢的反应以及后续的气态混合物的处理和分解。

接着介绍冶金法、流化床法以及硅烷法等多种生产方法，每一种都有其独特的步骤和工艺要求。

冶金法

选择纯度较高的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭，经过一系列去除杂质和清洗的步骤后，最终得到太阳能级多晶硅。

流化床法

该方法以四氯化硅等为原料，在流化床内通过一系列化学反应和连续热分解反应生成粒状多晶硅产品。

改良西门子法

此方法涉及合成氯化氢、三氯氢硅的分离精馏提纯，以及在氢还原炉内的反应，最终生产出高纯多晶硅。

全球多晶硅供应：2021年的极限供应量约为57-58万吨。

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