多晶硅還原工藝的流程模擬與優(yōu)化.pdf

1、針對多晶硅氯硅烷的還原體系建立了氫氣和三氯氫硅系統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)模型，通過Chemkin4.0耦合氣相反應(yīng)、表面反應(yīng)機理，利用流體力學(xué)軟件Fluent6.3.26數(shù)值求解。
　　通過對西門子反應(yīng)器中的熱力學(xué)分析確定了氫氣和三氯氫硅系統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)機理，主要探討了反應(yīng)吉布斯自由能、反應(yīng)平衡常數(shù)對西門子反應(yīng)器中氣相沉積反應(yīng)的影響，計算了西門子反應(yīng)器中八種氣相組分的平衡分壓，進一步計算了三氯氫硅的轉(zhuǎn)化率和多晶硅的收率，并與相關(guān)

2、文獻實驗數(shù)據(jù)進行對比，確保了熱力學(xué)數(shù)據(jù)的可靠性；進一步利用反應(yīng)動力學(xué)軟件Chemkin4.0中的Equilibrium模型、planarshearflow模型和cylindricalshearflow模型分別對氫氣和三氯氫硅系統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)進行模擬，依次分析了各反應(yīng)模型的平衡數(shù)據(jù)、溫度分布、速度分布、硅沉積速率和三氯氫硅的轉(zhuǎn)化率。
　　最后利用流體力學(xué)軟件Fluent6.3.23對氫氣和三氯氫硅系統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)工藝進行

3、模擬，分析了進氣速度、進氣中氫氣和三氯氫硅配比、進氣溫度，反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度這些條件對硅沉積速率的影響，為了驗證本模型的正確性，將本文模擬計算結(jié)果與文獻實驗數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)進行了對比，并進一步分析了硅沉積效率，結(jié)果表明，硅沉積速率隨反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力的提高而提高，隨進氣溫度的提高而提高，當(dāng)氫氣摩爾組成低于0.8時，與氫氣摩爾組成成正比，氫氣摩爾組成大于0.8時，與氫氣摩爾組成成反比，硅沉積效率最高可以達到11％左右；此外還研究西門子反應(yīng)器