【摘要】：在多晶硅產(chǎn)業(yè)中,硅烷法作為生產(chǎn)電子級(jí)高純多晶硅的新型方法有著改進(jìn)西門子法所不具備的優(yōu)點(diǎn):硅烷的分解溫度較低、能耗少、硅烷作為原料氣容易提純、產(chǎn)出的多晶硅純度高、原料氣中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高(w=87.5%)、硅烷消耗少等,是一種非常有發(fā)展前景的新工藝。但是硅烷法在生產(chǎn)高純度多晶硅面臨的一個(gè)主要問題是多晶硅還原爐內(nèi)局部溫度過高(T400℃),容易產(chǎn)生粉末硅污染硅棒,影響硅棒質(zhì)量品質(zhì),不能夠達(dá)到電子級(jí)高純多晶硅的要求。本文主要研究開發(fā)一種新型的多晶硅還原爐,以彌補(bǔ)傳統(tǒng)反應(yīng)器的不足之處。新型多晶硅還原爐是在傳統(tǒng)多晶硅還原爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)的,對(duì)傳統(tǒng)多晶硅還原爐主要做了以下三點(diǎn)改進(jìn):(1)在硅棒周圍增設(shè)了外壁面高度拋光的熱管;(2)爐膛內(nèi)部中央出氣口處增設(shè)了導(dǎo)流筒;(3)增加了內(nèi)插進(jìn)氣口。本文的研究重點(diǎn)是研究新型還原爐內(nèi)的流場及溫度場規(guī)律。對(duì)新型還原爐的模擬研究發(fā)現(xiàn):導(dǎo)流筒對(duì)還原爐頂部氣體起到了收集和導(dǎo)出的作用;熱管結(jié)構(gòu)的加入也對(duì)爐內(nèi)氣體的流動(dòng)起到限制與引導(dǎo)的作用;內(nèi)插進(jìn)氣口與熱管結(jié)構(gòu)的共同作用使?fàn)t內(nèi)的流場與溫度場都出現(xiàn)了分區(qū)現(xiàn)象。爐內(nèi)流場與溫度場分布較為均勻,爐內(nèi)沒有形成氣體大漩渦和溫度過高的區(qū)域。對(duì)能耗的分析發(fā)現(xiàn),熱管壁溫從423K升高至623K時(shí)硅棒的總能耗和輻射能耗分別降低了2.84%和3.87%;當(dāng)熱管壁面發(fā)射率從0.2降低至0.02時(shí),硅棒的總能耗和輻射能耗分別降低了21.75%和24.42%。這說明改變熱管壁面發(fā)射率要比改變表面溫度對(duì)能耗的影響要大。
[Abstract]:In the polycrystalline silicon industry, the silane process as a new method for producing electronic grade high purity polysilicon has the advantages not available in the improved Siemens method: the decomposition temperature of silane is lower, the energy consumption is less, and silane is easy to be purified as raw gas. The polysilicon produced is a new process with high purity, high mass fraction of silicon in raw gas (87.5%) and low consumption of silane. However, one of the main problems in the production of high purity polysilicon by silane process is that the local temperature in the polysilicon reduction furnace is too high (T400 鈩，

本文編號(hào)：2301579