半导体所用的高纯硅是如何提纯到 99.999999999% 的？

利用掺杂硅与单晶硅的熔点差异来提纯的。

简单说一块粗硅圆柱体置于惰性气体环境中，中间套一个加热环，加热到硅的熔点附近，加热环从硅圆柱体一段开始，含杂质的硅熔点较低，呈熔融状态，然后加热环缓慢的向另一端移动，这时候杂质会随着加热环的移动向一段移动，后面的硅重新结晶得到单晶硅。

最后杂质集中到硅棒一段，整个硅棒就提纯了。反复多次进行，就可得到极高纯度的单晶硅。

旋转提拉的过程中，在固液界面上杂质在两相中重新分配，绝大多数都留在了液相里，于是上面就形成了高纯度的单晶硅硅锭。这样就从99.99%的硅制得99.99999999(好多9)%的硅单质。

目前国际上能生产电子级高纯硅的国家不多，欧美和日本相对比较发达。在我国研制并生产电子级高纯硅的有陕西黄河水电和江苏鑫华半导体。

工业角度中因为生产体量大，在保证其品质的基础上有成本与盈利方面的压力，所以对工艺流程要求的更严苛。具体的技术细节一般为各公司核心机密，是受到严格管控的。

纯氮气是半导体工业不可缺少的原料气和保护气

纯氩气在单晶硅的拉制，半导体、大规模集成电路生产中是必要的

高纯氦主要用于半导体器件的生产

电子气体 (E lect ron icga ses) 半导体工业用的气体统称电子气体.按其门类可分为纯气,高纯气和半导体特殊材料气体三大类.特殊材料气体主要用于外延,掺杂和蚀刻工艺高纯气体主要用作稀释气和运载气.电子气体是特种气体的一个重要分支.电子气体按纯度等级和使用场合,可分为电子级,L S I(大规模集成电路)级,VL S I(超大规模集成电路)级和U L S I(特大规模集成电路)级.

掺杂气体(Dopant Gases) 在半导体器件和集成电路制造中,将某种或某些杂质掺入半导体材料内,以使材料具有所需要的导电类型和一定的电阻率,用来制造PN结,电阻,埋层等.掺杂工艺所用的气体掺杂源被称为掺杂气体.主要包括砷烷,磷烷,三氟化磷,五氟化磷,三氟化砷,五氟化砷,三氯化硼和乙硼烷等.通常将掺杂源与运载气体(如氩气和氮气)在源柜中混合,混合后气流连续流入扩散炉内环绕晶片四周,在晶片表面沉积上化合物掺杂剂,进而与硅反应生成掺杂金属而徙动进入硅.

多晶硅按纯度分类可以分为冶金级(工业硅)、太阳能级、电子级。

多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。

多晶硅生产问题：

1、产生污染

多晶硅是高污染的项目，中国多数多晶硅企业环保不完全达标。生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。用于倾倒或掩埋四氯化硅的土地将变成不毛之地，草和树都不会在这里生长。它具有潜在的极大危险，不仅有毒，还污染环境，回收成本巨大。

2、产业化差距

同国际先进水平相比，国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在以下几个方面：

3、供需矛盾

2005年中国太阳能用单晶硅企业开工率在20%－30%，半导体用单晶硅企业开工率在80%－90%，无法实现满负荷生产，多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中，严重制约中国产业发展。

4、生产规模小

现在公认的最小经济规模为1000吨／年，最佳经济规模在2500吨／年，而中国现阶段多晶硅生产企业离此规模仍有较大的距离。

以上内容参考 百度百科——多晶硅

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