西門子法生產(chǎn)多晶硅的熱力學.pdf

1、應用有關熱力學數(shù)據(jù)研究了與西門子法相關的“Si-Cl-H”三元系的復雜化學反應，通過選擇一組合適的獨立反應，計算了體系在不同條件下(T=1023～1500K，P=1013250～10132.5Pa，n<'O><,H<,2>>/n<'O><,SiHCl<,3>>=2/1～50/1)的標準平衡常數(shù)、平衡成分、平衡產(chǎn)率η因子α(平衡產(chǎn)率η與SiHCl<,3>初始物質(zhì)的量分數(shù)之積)等。以表格的形式擇要給出了部分計算結(jié)果，它們包括：不同溫度下15

2、個化學反應的△<,r>，G<'θ><,m>、K<'θ><,p>值，不同壓力下的多晶硅產(chǎn)率表、α因子表，不同氫氣配比(，原料氣中H<,2>與SiHCl<,3>的物質(zhì)的量之比)時SiHCl<,3>、SICl<,4>和SiCl<,2>的平衡分數(shù)表等。繪制了15個反應的△，G<'θ><,m>-T圖和K<'θ><,p>-T圖，不同氫氣配比、不同壓力時的平衡氣相成分圖，SiHCl<,3>剩余量隨溫度的變化圖，氫氣配比、壓力、溫度對平衡產(chǎn)率的影響圖。

3、此外，還給出了不同溫度、不同壓力下SiHCl<,3>的初始物質(zhì)的量分數(shù)對α因數(shù)的作用規(guī)律圖。 熱力學研究結(jié)果表明： 1，在溫度較低、體系壓力為正壓(>101325Pa)時，氣相生成產(chǎn)物主要是HCl，SICl<,4>和SiH<,2>Cl<,2>；壓力變負(<101325Pa)時，氣相主產(chǎn)物則為HCl和SiCl<,4>。溫度較高的情況下，不論壓力大小，氣相主產(chǎn)物均為HCl和SiCl<,2>。 2，在體系壓力恒定、反應

4、溫度較低時，高氫配比下反應R1(SiHCl<,3>(g)+H<,2>(g)=Si(s)+3HCl(g))占優(yōu)勢。而在高溫、低壓、中氫或低氫配比條件下反應R5(SiHCl<,3>(g)=SiCl<,2>(g)+HCl(g))為體系的主反應，并且對體系壓力和溫度都很敏感。 3，高氫配比時，保持壓力恒定，隨著溫度的升高多晶硅產(chǎn)率逐漸增大，SiHCl<,3>的還原愈加充分。當溫度達到某一值后，產(chǎn)率卻與溫度呈反比。 4，在氫氣配比