多晶硅的塊狀破碎過程解析

用于直拉法的單晶硅需要通過破碎過程得到，本文簡單介紹了一些破碎方法。

用于制造硅片的單晶硅錠是通過CZ（直拉）法得到的。

CZ法的主要原料是十億分之幾(ppb)的多晶硅，這些多晶硅是以塊狀的形態被放入坩堝中的，但是通過改良西門子法制得的多晶U型硅棒，長度在2.5米左右，因此需要一個破碎過程，才能形成塊狀尺寸的多晶硅。

目前的破碎方法主要有：人工破碎，機械破碎，熱淬破碎，高壓脈沖放電破碎等

人工破碎

人工破碎就是工人用碳化鎢錘多晶硅棒進行錘擊達到粉碎的目的。碳化鎢的硬度僅次于鉆石，能夠保持鋒利的邊緣和形狀，即使在高強度使用下也不容易磨損。

但是人工破碎的缺點是效率較低，難以實現均勻的粒度分布，且勞動強度大，容易產生粉塵和安全隱患。

機械破碎

顎式破碎機和雙輥式破碎機是較為常見的兩種機械破碎方式。

顎式破碎機是通過動顎和靜顎之間的相對運動來破碎物料。當設備工作時，電動機帶動皮帶和皮帶輪驅動偏心軸，使動顎上下運動。物料進入破碎腔后，動顎對物料進行擠壓、摩擦等多種力的作用，從而實現破碎。

雙輥式破碎機由兩個相對旋轉的圓輥組成，物料從進料口落入兩輥之間，隨輥子旋轉被擠壓和破碎，然后從底部排出。

熱淬破碎

多晶硅塊首先在爐中加熱至高溫，然后迅速從高溫環境轉移到冷卻水中，由于熱脹冷縮的作用，多晶硅便出現裂解，再輕輕敲擊，多晶硅即可粉碎為塊狀。熱淬破碎法可以更均勻地破碎硅棒，并可以顯著減少粉塵和微粒的產生。

高壓脈沖放電破碎

高壓脈沖放電（High Voltage Pulsed Discharge ），是一種利用脈沖放電原理對硅原料進行破碎的方法。

將多晶硅棒放入去離子水中，使其完全浸沒。去離子水作為電介質，可以有效地傳導電脈沖。在電極和多晶硅棒之間的水介質中，電脈沖產生大量的電荷，這些電荷在極短的時間內轟擊多晶硅棒，這會在其內部產生強烈的振動，而使多晶硅棒裂解。

審核編輯：黃飛