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目 录1

前言1

第一章半导体材料硅总论1

一半导体材料硅的发展概况和发展趋向1

（一）硅材料的发展概况1

（二）硅材料生产要点与新动向2

二半导体材料硅的重大应用4

三器件对硅材料的要求6

四超纯硅的性能7

（一）优良特性7

（二）半导体性质8

六半导体材料分类10

五硅材料的制备方法及工艺流程10

（四）物理性质10

（三）化学性质10

第二章原料的制备17

一原料的特性17

二工业硅的制备与纯化19

三四氯化硅的制备20

（一）四氯化硅的制备方法21

（二）直接氯化法制备四氯化硅21

1．设备与工艺21

2．工艺操作要点21

3．反应原理与反应条件22

4．工艺过程常见现象和具体问题讨论23

四三氯氢硅的制备24

（一）反应原理，反应条件25

（二）设备与工艺实例27

第三章原料的提纯29

一原料提纯方法概述29

二精馏法30

（一）精馏塔的结构与实例30

1．精馏塔的种类与要求31

2．精馏塔的结构与实例32

（二）精馏工艺操作要点与生产实践举例39

1．精馏工艺操作要点39

2．生产实践举例40

（三）精馏法基本原理41

1．精馏是怎样提纯物质的41

2．四氯化硅与三氯氢硅精馏提纯45

3．从筛板塔流体力学寻求最佳操作点47

（四）工艺过程和生产操作具体问题讨论48

1．精馏操作曲线49

2．回流比与流量50

3．操作的关键50

4．冷凝器的分离效应51

5．密闭精馏及补充气体51

6．静电效应52

7．精馏塔的清洗52

8．“冷媒”中断怎么办？53

9．三氯氢硅的安全操作53

10．精馏效果讨论54

（五）精馏塔的改革54

附录一络合物形成法58

附录二固体吸附法65

附录三部分水解吸附法72

附录四萃取提纯法73

第四章还原超纯硅76

一还原超纯硅工艺概况76

二氢还原法与设备77

（一）超纯硅在还原炉中是怎样制得的77

（二）还原炉的心脏——载体78

（三）载体联桥和夹头79

（四）进气喷口形状和气体流速79

（五）炉壁与底盘的材料和温度80

（六）炉内各部件及其相对位置和尺寸80

三氢还原工艺操作要点81

（一）还原设备的处理与安装81

（三）正常还原沉积过程中要注意那些83

（二）怎样开炉83

（四）停炉84

（五）生产实践举例84

四 氢还原反应原理、反应条件、影响因素86

（一）还原炉内化学反应是怎样进行的86

（二）氢还原反应沉积温度88

（三）反应混合气配比88

（四）反应气体流量、流速和反应时间90

（五）挥发器温度，反应气体与载体（硅捧）预热91

五还原超纯硅生产工艺具体问题讨论93

（一）对超纯硅质量与产量的探讨93

1．“表面畸形”与“结构夹层”93

2．“表面氧化”与“氧化夹层”94

4．超纯硅纯度（电阻率）的影响因素95

3．“硅油”95

5．对炉产量、沉积速率和实收率的探讨97

（二）对工艺操作具体问题的处理方法97

1．突然断水怎么办？97

2．突然停电怎么办？98

3．突然断氢怎么办？98

4．爆炸起火怎么办？98

5．鼓泡中断怎么办？98

6．“倒压”怎样避免？99

（三）反应尾气的回收99

（四）沉积速率、实收率与还原掺杂计算100

（五）对设备改进的探讨101

六氢气净化101

（二）氢气净化方法与工艺102

（一）工业氢的制备102

（三）各类净化剂的净化原理、设备与操作105

1．分子筛105

2．硅胶108

3．活性炭108

4．各类干燥剂比较108

5．活性铜108

6．钯石棉109

7．105催化剂110

8．其它净化剂简介110

9．硝酸银、浓硫酸、硫酸铜111

10．钯合金管扩散室111

附录五硅烷法制备超纯硅114

附录六氢还原法（或热分解）直接生长单晶硅121