吴永
,
王伟
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刘晓瑞
中国有色金属学报
联系生产实际对西门子法三氯氢硅氢还原反应体系的反应做了归类分析,选用可靠适用的热力学基础数据,设计合理计算方案,计算分析16个反应在反应温度区及附近温度区的吉布斯自由能和标准平衡常数数值,利用反应耦合理论提供了将SiHCl3(g)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)作为主反应的热力学依据,确认该主反应与关键组分SiHCl3(g)的两个热分解生成有Si(s)和SiCl4(g)的反应构成的平行反应为生成Si-CVD的主要反应.在此基础上,应用L-H均匀表面吸附理论,借助非均相气-固相催化反应模型方法,导出该还原Si-CVD过程的本征速率方程-rAs=ksc1cA +ksc2cA2+ksc3cA4,进而线性化变换为等价的拟一级不可逆反应动力学模型-RAS=ksc,djcA,dj(简写为-RAss=kscccA),便于动力学参数测定和后续建立宏观动力学模型.
关键词:
反应工程
,
多晶硅
,
西门子法
,
三氯氢硅氢还原反应
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化学气相沉积
,
热力学分析
,
本征动力学模型
吴永
中国有色金属学报
在已导出西门子法三氯氢硅氢还原生成Si-CVD过程本征动力学模型基础上,结合钟罩还原炉内气相物料的基本流动特征和传递-反应-CVD过程,采用反应工程学经典方法,对关键组分在圆柱状硅芯表面CVD层的浓度分布进行分析,导出浓度分布微分方程(零阶贝塞尔方程)和积分方程(零阶贝塞尔函数),建立了Si的沉积速率模型,即考虑CVD层浓度分布时的平均沉积厚度模型和沉积质量模型,忽略CVD层浓度分布时的平均沉积厚度简化模型和沉积质量简化模型.
关键词:
反应工程
,
多晶硅
,
西门子法
,
三氯氢硅氢还原反应
,
化学气相沉积
,
宏观动力学模型
