摘要：由于社会经济的持续发展，我国在电子级多晶硅工艺技术方面同样获得了高效发展，其工艺技术不断成熟。保障电子级多晶硅产品的质量能够有效强化市场竞争力，是各企业极为重视的一项问题。文章针对目前影响电子级多晶硅质量的一些因素开展了具体分析，使其能为电子级多晶硅生产提供有效的参考。
关键词：电子级多晶硅；质量；影响因素
引言：新世纪的带来促进了我国电子级多晶硅的持续发展，其技术构成不仅包含了我国自主研发的技术，并且对其他国家优秀的技术进行了引进，使多晶硅行业获得良好的发展，促进多晶硅企业生产能力与生产技术不断提高。
1电子级多晶硅概述
1.1简单介绍
多晶硅材料主要是将工业硅作为原料，再通过各种物理与化学反应进行提纯，以此来获得一定纯度的电子材料。其在硅产品产业链中具有极为重要的地位，并且能够作为原料帮助硅抛光片、高纯硅制品、太阳能电池等进行制造，在信息与新能源产业中属于最基本的原材料[1]。
1.2发展现状
根据硅业分会的有关统计，全球多晶硅产量在2013年上半年为10万吨，同比下降超过10%。在此其中，太阳能级多晶硅产量超过8.5万吨，电子级多晶硅产量低于1.5万吨。并且，我国总产量为28万吨，而国外产量为7.2万吨，即使现如在市场中，多晶硅的价格与生产成本相比偏低，但国外重要的多晶硅生产企业的开工率仍然很高，高达80%~90%。上半年，韩国OCI、美国Hemlock与REC集团、德国Wacker这几家公司，其总产量大于6万吨。如果加入我国中能，则国际 前五家的生产总量在8.5万吨左右，占据了全球的80%。根据国际多晶硅产业生产的状况能够得出，现如今多晶硅市场供不应求，国外厂商低价倾销中国市场，造成我国多晶硅生产量持续下降，使得企业陷入困境。
2影响电子级多晶硅质量的相关因素
当前，青海黄河水电公司新能源分公司采取改良西门子法生产多晶硅，而对多晶硅产生影响的主要因素主要包含了原料、炉内件和炉芯的纯度；公用工程影响、工艺运行稳定性等几方面，以下对其开展了具体分析。
2.1原料纯度方面的影响
2.1.1硅粉品质的影响
对于改良西门子法生产多晶硅的过程中，三氯氢硅主要是利用冷氢化的方式进行生产，而应用的原料通常是工业硅粉与氯气等，而工业硅粉的主要来源为金属杂质。
2.1.2三氯氢硅纯度的影响
在确保工业硅粉品质的基础上，精馏是开展三氯氢硅实际生产工作时，其质量控制的重要环节。由于精馏生产的高纯三氯硅烷会直接参与还原反应，是最重要的原料，假如三氯氢硅中含有大量的杂质，将会在多晶硅硅棒生产质量中进行直接体现，目前大部分的精馏塔配备了硼、磷等杂质装备，可以有效去除这些杂质[2]。
2.1.3氢气纯度的影响
现如今，利用干法回收的氢气来直接进行还原反应，但是其纯度不能满足电子级多晶硅(纯度>7n)的要求。这种方式还能还原尾气经过缩合、解吸、吸附、分析、吸附等过程，再将尾气中的复合产物分离为三氯氢硅和四氯化硅，对氯化氢进行吸收和分解，而氢气在通过活性碳净化以后送回到原炉中。
干式尾气处理技术(TCS:三氯化硅，STC:四氯化硅)和电解制氢技术相比较，干法回收氢气中的杂质会被氢气带到还原炉中，使其对多晶硅质量形成极为严重的影响，随着氧和碳含量的增多，硅棒的表面会被氧化，硅芯会形成氧化夹层。以此同时，还有可能产生三族与五族杂质，其在多晶硅生产过程中起到了掺杂的效果，其主要表现为减少多晶硅N型电阻率以及寿命。
2.2炉内部件和硅芯纯度的影响
在炉内部件中主要包含了电极、密封圈、石墨预热器等，而这些部件中的杂质主要具有水分与污垢，使其对多晶硅产品的质量形成极大的影响[3]。此外，硅芯的品质通常会对多晶硅产品的质量形成极为严重的影响，硅芯密封不良或表面不干燥都会造成硅芯表面氧化，因此造成多晶硅产品生产以后其表面形成氧化夹层。如果硅芯没有拉制好，含有孔洞，将会造成硅棒在生产中因为硅芯熔化而导致硅棒受到污染，对产品的质量形成严重影响。
2.3公用工程的影响
公用工程主要是为各种工序供应压缩空气、氩气、冷剂、氮气、表气等。其稳定运行能够有效提高产品的质量。在此其中，氮气与氩气被当作置换气体直接进入还原炉中，假如含有太多的杂质，则有可能造成还原炉置换不完善，对产品的质量形成影响。在尾气干法回收中，蒸汽与冷气具有极为重要的作用，在氯化氢精馏塔中，蒸汽波动太大将会对氯化氢的解析产生影响，使其解析不充分无法再次回到氯化氢吸收塔，会随着氢气进入吸附柱，导致吸附塔太早形成饱和，活性炭中一部分有害杂质沉淀，假如将氯化氢带入还原炉，则会导致硅芯与硅棒表面出现腐蚀现象。
2.4工艺操作稳定性的影响
工艺操作稳定性通常表示还原炉中的温度、压力、氢气和三氯氢硅混合气的比例。使氢气与三氯氢硅进行混合的气体送入反应器5~20s以后，就能实现化学相沉积反应，加大压力来提高分子喷桩的几率，会加速沉淀速率。在进行产品生产时，还原炉压力往往控制在5Bar左右，这种情况下的沉积速率较为稳定。而还原炉的温度通常保持在一定氛围中，如温度太高，将会造成化学活性加大，设备和炉内组件污染的可能性会不断增大，也将增加硼和磷化合物的还原量，导致多晶硅质量降低。通常在还原炉温度较为稳定并且负荷过程有要求时，硅的沉积速率才会更高，质量才会更稳定。此外，氢气和三氯氢硅的比例同样对多晶硅沉淀与质量具有极大的影响。假如比例较大，从氯化磷和氯化硼的氢还原反应则能够看出，太高的氢浓度对影响抑制硼与磷的析出，因此对产品质量造成影响。
3电子多晶硅质量提升策略
在当前电子多晶硅的产品质量提升策略中，需要从多晶硅表面金属杂质含量减少和保护两个层面进行。在多晶硅表面金属杂质的减少中，由于电子多晶硅的产品质量受到多晶硅表面金属杂质的直接影响。提升电子多晶硅质量需要选择金属杂质较少的多晶硅原材料，同样在生产过程中，合理运用氧化还原反应和蒸馏，确保多晶硅表面的铁镁铝等金属能够符合生产基本标准。同样在电子多晶硅的治理提升中，注重电子多晶硅的合理保存。在日常电子多晶硅的保存中，不仅需要提高管理人员的洁净意识，通过定期的学习，来提高保存人员的专业能力，降低外在人为因素对于多晶硅的品质污染，保证电子级多晶硅洁净室的洁净要求，重视洁净管理，从而提升电子多晶硅质量。
结论：综上所述，多晶硅企业在进行产品生产的过程中，应该对其原料进行严格监督和管理，并对电子级多晶硅产品标准等重要指标进行科学、合理的管控。以此同时，必须强化炉内部件与硅芯纯度的监督与管理工作，严格控制工艺指标技术标准，对尾气回收、温度控制、炉内部件质量等各种基础工作进行严格控制，以此来提高产品质量，以更好的满足客户需求。此外，在给予保护环境条件下不断加强电子级多晶硅产品质量。
参考文献：
[1]陈叮琳. 电子级多晶硅产品在还原过程中的影响因素[J]. 广州化工(16期):181-182.
[2]陈辉, 张征, 万烨, et al. 电子级多晶硅制备过程中质量影响因素分析[J]. 中国有色冶金, 2019.
[3]栗一甲. 还原过程对电子级多晶硅产品质量的影响因素[J]. 中国化工贸易, 2018, 010(006):216.