Переработка кремния в промышленных масштабах включает несколько этапов: 1
- Получение технического кремния. 1 Его восстанавливают из диоксида кремния (SiO2) коксом при температуре около 1800 °С в руднотермических печах шахтного типа. 1 Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9%. 1
- Получение и очистка трихлорсилана. 2 Для последующей очистки кремний превращают в газообразное соединение: его хлорируют до получения газообразного трихлорсилана (ТХС). 2 Газообразный ТХС пропускается через циклоны и фильтры для выделения твёрдых частиц. 2 Далее парогазовая смесь поступает на конденсацию, дистилляционное разделение и многократную обработку в ректификационных колоннах. 2
- Получение поликремния методом водородного восстановления. 2 Очищенный ТХС является основным сырьём для получения чистого поликремния. 2 Для этого чаще всего применяется процесс и реактор фирмы «Сименс» (Siemens) — это процесс химического осаждения поликремния из газовой фазы (chemical vapore deposition, CVD). 2 Газообразный ТХС и водород подаются в реактор, в котором размещены стержни-затравки из кремния высокой чистоты. 2 Прутки нагреты до температуры 1200–1300 °С, поэтому именно на их поверхности ТХС реагирует с водородом, разлагается и высаживается в виде поликремния. 2
- Получение монокристаллического кремния. 1 Поликремний переплавляют в монокристаллический материал, а монокристаллы режут на пластины. 1 Так получают до 80% монокристаллического кремния, используемого в электронике. 1
Также существует метод конвертации кремниевых пластин в наночастицы оксида кремния в водном растворе. 3 Для этого используется автоклав — закрытый сосуд, в котором за счёт того, что поднимается температура, растёт и давление. 3 Это приводит к тому, что кремний растворяется в обычной воде. 3 На выходе получается водный раствор — взвесь белого цвета, внутри которой находятся наночастицы оксида кремния. 3