半导体产业多晶硅生产用石墨制品

半导体产业多晶硅生产用石墨制品多晶硅生产用石墨制品

硅半导体用的多晶硅生产用石墨制品。当今，硅材料是以存储器为核心的半导体产业所使用的主要原料。其生产制造过程中大量使用多晶硅生产用石墨制品。

多晶硅的生产工艺为，将纯度较高的石英石（SiO2）混以焦炭、木炭等炭素材料，高温下加热还原，生成金属硅（纯度约为98％）；然后在反应炉内使金属硅微粉和氯化氢气体反应合成硅烷气体；通过反复精炼提高硅烷气体的纯度。

接下来的工序主要分为两种方法。一种是将三氯硅烷（ SiHCl3）和氢气的混合气体通入温度为1100℃的石英容器，使其蒸结在容器中耸立的多晶硅芯棒的表面，并使芯棒的直径逐渐变粗至150~200mm的方法（CVD法，称之为西门子法另一种是将硅粉末和单硅烷/氢的混合气体通入流化床反应容器内，加热到600℃，使硅烷分解，反应后生成1mm左右的颗粒状多晶硅的方法，称之为流化床法。西门子法的模拟图如图2-13所示，其反应容器的模拟图如图2-14所示。

作为上述制造工艺中所使用的多晶硅生产用石墨制品，首先是在硅烷气体制造过程中使用的用超大型等静压石墨制成的1000mm的反应容器。由于超过1000℃要与含硅或氢的周围气体接触，必须具有高温强度和耐化学反应性。在接下的多晶硅CVD生产法中，使用高纯石墨制成的部件有多晶硅芯棒的保持器兼作通电电极、气体导入的通气嘴和加热器。另外，用流化床法生产颗粒状多晶硅时，也使用1000mm的高纯石墨反应容器，但是为了防止硅烷气体泄漏，在其表面要进行SC涂层处理。