第1章硅的基本知识

11什么是硅？1

12为什么有人将硅称为矽？2

13硅在地球上的储量是怎样的？2

14人类是何时首次获得单质硅的？2

15为什么说硅是碳族元素？3

16硅有什么物理性质？4

17硅有什么化学性质？硅有什么电学性能？4

18工业用硅是怎样分类的？5

19什么是工业硅？5

110工业硅是怎样生产的？5

111对工业硅有什么要求？7

112什么是硅石？什么是水晶石？8

113什么是硅粉？什么是石英粉？什么是白炭黑？8

114自然界的物质有哪三种状态？9

115什么是晶体？什么是非晶体？10

116什么是解理性？11

117什么是各向异性？12

118什么是晶面？什么是晶向？12

119硅晶体不同晶面或晶向有什么不同？13

120什么是晶体缺陷？什么是位错？14

121晶体与非晶体哪个内能高？15

122晶体与非晶体的熔点有什么不同？15

123什么是霍尔效应？16

124什么是多晶硅？什么是单晶硅？16

125多晶硅有什么用途？单晶硅有什么用途？17

126什么是纯度？20

127纯度怎么表示？20

128什么是分凝现象？什么是分凝系数？22

129杂质对半导体有什么影响？22

130杂质在半导体中有什么作用？23

131什么是本征半导体？什么是杂质半导体？23

132什么是半导体？半导体有哪些独特的性能？24

133半导体材料的种类有哪些？25

134什么是电阻率？什么是电导率？26

135半导体与金属导体有什么不同？27

136为什么半导体的导电不如导体？28

137杂质在半导体中有什么作用？29

138半导体中的杂质可分为哪两类？电中性杂质对半导体有哪些作用？29

139杂质在半导体的晶格中占什么位置呢？30

140什么是载流子？什么是带正电的载流子？30

141什么是载流子浓度？31

142什么是载流子迁移率？31

143什么是载流子复合？什么是平衡状态？什么是寿命？32

144什么是多数载流子？什么是少数载流子？32

145什么是P型半导体？什么是N型半导体？33

第2章单晶硅的生产方法

21什么是单晶硅？什么是“FZ”单晶？什么是“CZ”单晶？34

22直拉法单晶硅是怎样生产的？35

23什么是籽晶？单晶硅生产对籽晶有哪些要求？37

24怎样进行化学处理？37

25装炉时应该注意什么？38

26什么是真空？什么是真空度？39

27种晶时应该注意什么？39

28怎样缩颈？怎样放肩？40

29怎样等径？怎样收尾？41

210拉晶时温度和拉速是怎样变化的？41

211单晶硅中都含有哪些杂质？42

212氧杂质对单晶硅有什么影响？什么是内吸杂工艺？42

213碳杂质对单晶硅有什么影响？43

214金属杂质对单晶硅有什么影响？44

215掺杂方法有哪几种？44

216什么是浮渣？出现浮渣怎样处理？45

217什么是跳硅？什么是搭桥？出现跳硅和搭桥怎样处理？45

218拉单晶时会出现哪些不正常现象？46

219影响单晶硅纵向均匀性的有哪些因素？有哪些解决方法？47

220影响单晶硅径向均匀性的有哪些因素？有哪些解决方法？47

221在保护气氛中与真空下拉晶有什么不同？48

222单晶硅产生位错有哪些原因？怎样减少位错？48

223什么是晶变？49

224什么是直拉单晶硅的减压工艺？49

225什么是磁场直拉单晶硅生产法？51

226晶体生长时固液界面有哪几种？如何保持固液界面平坦？51

227对单晶炉的热系统有哪些改良？52

228什么是区熔提纯法？什么是悬浮区熔法？53

229悬浮区熔法生长单晶与直拉法生长单晶比较各有什么优缺点？55

230区熔时怎样接棒？56

231籽晶与硅棒怎样连接？56

232区熔过后出现多晶怎么办？57

第3章多晶硅的生产方法

31多晶硅的生产方法有哪些？其中传统的生产方法有哪些？新（现代）的生产方法有哪些？58

32常用的传统生产法是哪几种？59

33什么是改良西门子法？60

34最初的西门子法的工艺流程是怎样的？61

35西门子法经过了哪些改良？69

36什么是冷氢化法？什么是热氢化法？74

37什么是四氯化硅氢还原法？74

38什么是硅烷裂解法？79

39精馏提纯法硅烷裂解法的工艺流程是怎样的？80

310吸附提纯法硅烷裂解法的工艺流程是怎样的？85

311什么是四氯化硅锌还原法？87

312什么是流化床？什么是流化床法？88

313什么是气液沉积法？89

314什么是三氯氢硅和四氯化硅混合源生产多晶硅的方法？90

315什么是多晶硅与石英玻璃的联合制备法？90

316一种没有四氯化硅排放的多晶硅的生产法是怎么回事？94

317什么是提纯？提纯的方法有哪些？95

318什么是化学提纯法？什么是物理提纯法？97

319什么是CVD法？什么是PVD法？97

320什么是硅源？97

321改良西门子法的还原炉里怎么会有四氯化硅？98

322四氯化硅氢还原法的还原炉里怎么会有三氯氢硅？98

323氢还原法生产多晶硅的生长速率与什么有关？99

324氢还原反应有什么条件？氢还原的反应过程是怎样的？99

325氢还原工序除了还原炉还需要什么？100

326氢还原的具体工艺流程是怎样的？101

327还原炉是用什么方法加料的？104

328什么是置换？怎么置换？104

329还原炉的启动方法有哪几种？105

330多晶硅工厂建成后怎么开车？105

331怎样防止多晶硅倒棒？111

332还原炉装炉时应该注意什么？112

333还原炉运行时应该注意什么？112

334还原炉停炉拆炉时应该注意什么？113

335影响还原效果的因素有哪些？113

336什么是夹层？什么是氧化分层？114

337为什么要还原炉开炉时慢升温，停炉时慢降温？114

第4章三氯氢硅和四氯化硅的生产方法

41什么是三氯氢硅？三氯氢硅有什么用途？115

42什么是四氯化硅？四氯化硅有什么用途？116

43四氯化硅是怎样制备的？117

44三氯氢硅是怎样制备的？121

45生产三氯氢硅为什么用粉状工业硅？生产四氯化硅为什么用块状工业硅？125

46三氯氢硅是怎样提纯的？125

47四氯化硅是怎样提纯的？128

48什么是饱和蒸汽、饱和蒸汽压？129

49什么是物理提纯？什么是化学提纯？129

410四氯化硅的颜色太重是什么原因？130

411什么是汽化？什么是液化？130

412什么是蒸发？131

413什么是沸腾？什么是沸点？131

414什么是高沸点？什么是低沸点？131

415什么是易挥发组分？什么是难挥发组分？131

416什么是蒸馏？什么是精馏？131

417三组分的液体混合物怎么精馏？132

418什么是回流比？133

419什么是减压蒸馏？133

420什么是加压蒸馏？133

421精馏塔中的爆响是怎么回事？134

422什么是湿氮去磷法？134

423什么是吸附提纯法？134

424什么是络合物提纯法？135

425为什么不允许空气进入精馏塔？136

426什么是密闭蒸馏？什么是补充气体？136

427什么是二氯二氢硅？二氯二氢硅是怎样生产的？136

428什么是理论塔板？什么是塔的全流量？137

429什么是液泛现象？什么是液泛温度？137

430什么是间断精馏法？什么是连续精馏法？138

431精馏塔为什么要保温？140

432精馏塔上为什么要有放空管？为什么要有W形管？140

433精馏塔上的放空管怎样液封？加压精馏塔上的放空管怎样液封？140

434什么是乳化塔？142

435对多晶硅质量影响较大的污垢有哪些？多晶硅生产所要清洗的设备主要有哪些？142

436怎样清洗精馏塔？143

437精馏塔操作的关键参数有哪些？143

第5章多晶硅和单晶硅生产所用的其他原料

51什么是天然石英玻璃？什么是合成石英玻璃？144

52什么是石英坩埚？石英坩埚是干什么用的？145

53不透明石英坩埚的内外壁的结构是不同的吗？不透明石英坩埚为什么要涂钡？146

54什么是析晶？怎样来防止石英玻璃析晶呢？147

55什么是氩气？它在单晶硅生产中有什么用途？148

56氩气是怎样生产的？148

57什么是氧气？它有什么性质？148

58氧是怎么制造的？149

59什么是氢气？它有什么性质？149

510氢气有什么特性？150

511氢气有什么用途？151

512氢气是怎么制备的？151

513怎样从综合利用中寻找氢气资源？153

514什么是工业氢、超纯氢、高纯氢、纯氢？154

515各种行业对氢气有什么要求？154

516氯碱工业的副产品氢气能用来生产多晶硅吗？氯碱氢气怎样净化？155

517什么是氯气？氯气有什么特性？156

518氯气有什么用途？157

519氯气是怎么制备的？157

520什么是氯化氢？氯化氢有什么特性？158

521氯气与氢气之间有什么关系？158

522氯化氢有什么用途？159

523合成氯化氢时对原料氯和氢有什么要求？159

524对成品氯化氢的纯度有什么要求？159

525氯化氢是怎样制备的？159

526什么是氮气？氮气有什么特性？160

527氮气有什么用途？161

528氮气是怎么制备的？162

529水有什么特性？164

530水是怎么分类的？165

531纯水是怎么制备的？165

532什么是热载体？热载体都是用硅制成的吗？168

533制作硅芯的方法有哪几种？硅芯截面都是圆的吗？170

534什么是伏安特性？各种热载体的伏安特性有什么不同？170

第6章环保和节能

61什么是环保节能？多晶硅生产为何要环保节能呢？172

62三氯氢硅合成的尾气主要由什么组成？173

63还原炉的尾气主要由什么组成？174

64改良西门子法生产多晶硅为什么会有大量的四氯化硅排出？174

65改良西门子法生产多晶硅排出的四氯化硅怎么治理？175

66什么是白炭黑？什么是气相白炭黑？175

67为什么要用还原尾气来生产白炭黑？怎样生产气相白炭黑？175

68什么是氢回收？氢回收有哪几种？177

69淋洗塔排出的废水为什么要放石灰？177

610怎样用多晶硅生产中的尾气来生产盐酸？178

611还原炉为什么要用油冷却？178

612怎样用油为还原炉冷却？179

613怎样采用热油制冷？180

614可以采用蒸汽冷却还原炉吗？180

615可以采用氢气冷却还原炉吗？180

616精馏塔怎么节能？181

617增加还原炉的硅棒数可以节能吗？181

618多晶硅生产为什么要与石英玻璃联产？181

619为什么要用还原尾气来生产盐酸？182

620为什么要用还原尾气来生产有机硅？182

621为什么从还原炉排出的尾气首先要进入节能器？183

622为什么还原炉的尾气最终还需用淋洗法处理后才可排放？183

第7章多晶硅的物理生产法

71什么是多晶硅的物理生产法？物理生产法有哪些优缺点呢？184

72杂质在硅的熔体中有哪些效应？185

73什么是扩散系数？什么是蒸发常数？185

74什么是杂质的蒸发速率常数？185

75在硅的熔体中哪种元素最容易蒸发？186

76什么是平衡分凝系数？什么是有效分凝系数？186

77硅熔体的结晶速率对分凝的效果有什么影响？187

78什么是分凝提纯法？187

79多晶硅物理生产法的主要工艺是怎样的？187

710什么是定向凝固？188

711多晶硅的冶金法里有化学方法吗？188

712什么是多晶硅铸锭？189

713多晶硅铸锭与多晶硅物理生产法有什么不同？189

714多晶硅铸锭的工艺流程是怎样的？190

715多晶硅铸锭工艺有什么优缺点？190

第8章多晶硅和单晶硅生产所用的主要设备

81什么是单晶炉？192

82单晶炉体包括哪几个部分？193

83什么是区熔炉？194

84什么是硅芯炉？195

85什么是硅芯切割？195

86什么是多晶硅还原炉？195

87硅棒对数与节能有什么关系？196

8812对还原炉的结构是怎样的？197

89还原炉的电极是怎样绝缘密封的？198

810什么是薄壁壳体？薄壁壳体的厚度怎么求得？198

811多晶硅的生产设备对所用钢材有什么要求？201

812什么是不锈钢？不锈的原理是什么？202

813什么是304L不锈钢？什么是316L不锈钢？202

814什么是挥发器？203

815什么是节能器？204

816精馏塔有哪几种？205

817什么是溢流式筛板塔？什么是穿流式筛板塔？208

818为什么说塔柱和筛板是筛板塔的心脏？多晶硅生产对塔柱和筛板有什么要求？209

819什么样的塔釜好？210

820怎样确定塔釜的大小？211

821什么是塔头？213

822什么是吸收塔？215

823什么是解吸塔？216

824钼芯炉和硅芯炉的电器有什么不同？217

82512对棒还原炉的硅棒是怎样接线的？12对棒还原炉需要怎样的加热电器？220

826什么是并串联技术？220

827什么是直流控制？什么是单层控制？什么是叠层控制？ 222

第9章安全生产

91氢气有什么危险性？225

92氧气有什么危险性？226

93氯化氢有什么危险性？226

94氯气有什么危险性？227

95氩气、氮气有什么危险性？227

96四氯化硅有什么危险性？227

97三氯氢硅有什么危险性？228

98对厂房有什么要求？229

99对氢气管道有什么要求？230

910为什么氢气管路上要加阻火器？231

911为什么使用氢气的厂房不宜采用有井字梁的结构？231

912为什么使用氢气的厂房屋顶不宜采用机械排风？231

913对氧气管道有什么要求？231

914为什么氢气、氧气瓶绝对不能混用"para" label-module="para">

915什么是气体置换？233

916为什么氧气瓶在使用中要留有一定压力的余气"para" label-module="para">

917液氧储存有什么注意事项？234

918为什么氧气阀门不能碰到油污？234

919为什么氧气的管道和阀门多是铜或不锈钢的？234

920为什么三氯氢硅的储罐需要用水降温？234

921当出现四氯化硅或三氯氢硅泄漏时应该怎样处理？234

922为什么四氯化硅跑漏时要用氨水去处理？235

923为什么多晶硅生产厂房要上下都有通风口？235

924怎样来计算液体的泄漏速率？236

925怎样来计算气体的泄漏速率？236

926怎样来计算泄漏液体的蒸发量？237

927对四氯化硅和三氯氢硅的储运有什么规定？238

928对氢气、氧气储运有什么规定？239

929多晶硅生产中突然停电怎么办？239

930多晶硅生产中突然停水怎么办？240

931多晶硅生产中突然停气怎么办？240

932单晶硅生产中突然停电、停水怎么办？241

933出现四氯化硅或三氯氢硅烧伤事故应该怎么处理？241

934什么是压力容器？压力容器是怎样分类的？241

935压力容器使用有什么要求？242

936电气设备发生火灾应采取怎样的灭火措施？243

937什么是静电效应？244

938静电有哪些危害？怎样防止产生静电？245

939单晶炉、还原炉的外皮和管道为什么要接地？245

101为什么说硅的前途像东方的太阳？246

102现今的硅生产工艺还存在哪些不足？247

103多晶硅生产耗能为什么高？如何改进？248

104多晶硅生产对环境有什么影响？如何改进？250

105怎样才能降低单晶硅和多晶硅的生产成本？250

106怎样才能简化单晶硅和多晶硅的流程？251

107什么是直拉单晶炉连续加料法？252

108什么是带硅？253

109什么是厚度沉积率？怎样提高厚度沉积率？255

1010加大硅芯直径对产率有什么影响？258

1011加大硅棒的最终的直径对产率有什么影响？260

1012如何为串联的末端还原炉加压？261

1013如何通过改变发热体来加快多晶硅的生产速度？264

附录

附录1常用的物理量267

附录2单晶硅常用电阻率与掺杂浓度的关系表267

附录3氩气露点和所含水分对照表268

附录4单晶硅常用化学腐蚀剂268

附录5直拉单晶硅和区熔单晶硅允许偏差表268

附录6直拉单晶硅的电学性能参数269

附录7区熔单晶硅的电学性能参数269

附录8区熔高阻单晶硅的电学性能参数269

附录9几种多晶硅制造方法的总投资对比表270

附录10国内部分单位氢气管道流速270

附录11工业氢、超纯氢、高纯氢、纯氢的纯度标准表270

附录12各行业所需氢气主要技术参数270

附录13露点温度、水蒸气压力和水蒸气含量关系表271

附录14常用单位换算表273

参考文献 2100433B