浅析用于多晶硅沉积的硅芯

从表面反应的相界面积着手分析了硅芯直径对质量沉积速度的影响.通过加大硅芯的直径来提高多晶硅反应面积,可以显著提高多晶硅的质量沉积速度.同时通过分析硅芯直径对沉积时间、单根硅棒的沉积质量、年运行批次以及60对棒还原炉单炉年产量,认为在Ri=1.5kg·m-2h-1,最终硅棒直径为φ150mm时,采用φ100mm的硅芯可以...     

多晶硅还原炉U-I曲线计算与分析

以18对棒多晶硅还原炉为研究对象,通过热量平衡,分析了硅棒辐射散热Q_1,进出气相物料焓变Q_2,以及反应热Q_3,计算了不同生长阶段还原电源系统需要供给的总功率P。同时结合多晶硅的电阻特性和欧姆定律,得到18对棒多晶硅还原炉的U-I曲线。在此基础上分析了还原炉内壁黑度ε_2、硅棒表面温度T1、SiHCl_3的进料曲线和硅棒长度l等对U-I曲线的影响。最后与实际运行过程中的U-I曲线进行了对比分析。本文结果可以直接作为18对棒多晶硅还原炉电源系统的U-I曲线,分析过程和计算方法也可为其他类型的多晶硅还原炉U-I曲线设计提供参考。     

还原炉倒棒原因及改进措施研究

还原炉作为生产多晶硅的关键设备,生产多晶硅过程中常常出现倒棒现象,对还原炉产生严重损坏,重点针对硅棒沉积前期、中期、后期三个阶段倒棒的危害、原因进行分析,从还原炉喷嘴分布和大小、电极结构、石墨卡头结构、硅芯尺寸等方面进行改进,有利于降低还原炉硅棒倒棒率,提高生产效率,降低对还原炉设备的损坏.     

多晶硅还原生产中变压器转档问题探讨

多晶硅反应从栽体硅芯到硅棒的这一生产过程中由于温度和硅棒直径的变化,硅棒电阻率时刻在发生变化,使得还原电源变压器在转档过程中出现诸多问题。如变压器温度升高、转档电流波动、调功柜熔断器烧坏甚至无法顺利转档等,这些问题的出现严重影响了多晶硅还原反应的正常进行,导致硅棒生长异常、产量降低、物料利用率低等一系列问题。本文通过生产实际,通过工艺和设备的调整,来有效控制多晶硅还原炉电气转档。     

振动时效和热时效对原生多晶硅棒应力消除研究

在还原炉内硅芯既是硅沉积的载体,也是还原炉的热源^[1-2]。随着多晶硅生产工艺升级以及生产规模的扩大,使用线切割机切割的方硅芯^[3-4]已逐步替代了区熔法拉制的圆硅芯^[5]。本文对使用原生多晶硅棒切割方硅芯的工艺可行性进行了讨论,重点讨论了热时效和振动时效对原生多晶硅棒应力释放的处理效果。     

多晶硅还原炉倒棒原因分析

分析了多晶硅还原炉倒棒的危害,并对多晶硅还原炉倒棒的原因进行了探究,最后给出了预防多晶硅还原炉倒棒的有效措施,为预防多晶硅还原炉倒棒提供了一些参考。     

多晶硅表面菜花控制的研究

棒状多晶硅的还原过程受进料量、进料配比、温度和气场等因素的影响,硅棒表面形貌也受到温度和物料在还原炉内分布的影响。通过还原炉内硅棒加载电流、炉筒壁面光洁度、进料喷嘴结构对菜花的影响进行研究,结果表明:(1)加载电流适宜,使硅棒表面温场分布均匀,且T≤Tmax,可减少硅棒表面菜花;(2)炉筒壁越光洁,菜花占比及电单耗越低;(3)进料喷嘴口径变小、高度增加,多晶硅横梁菜花降低,但前期易倒棒,而螺旋形喷嘴可降低硅棒表面菜花及还原炉倒棒率。     

多晶硅还原炉内三氯氢硅氢还原过程的数值模拟

建立了多晶硅还原炉内SiHCl3氢还原过程的三维模型,利用CFD软件对炉内的流动、传热和化学反应过程进行了数值模拟,并分析了硅棒高度和硅棒直径对沉积特性的影响。结果表明:随着硅棒高度的增加,SiHCl3转化率、硅产率和硅表面沉积速率不断增大,单位能耗不断减小;从反应的角度来说,硅棒高度越高越好;随着硅棒直径不断增加,SiHCl3转化率和硅产率逐渐增大,硅表面沉积速率先减小、后增大,单位能耗先急剧减小、然后趋于平缓;理论上硅棒直径越大越好,且最好超过120mm。     

原生多晶硅切割方硅芯技术研究

硅芯作为多晶硅生产过程中还原炉沉积生长所用的载体,目前主要有硅芯炉拉制圆硅芯和线切割方硅芯两种生产方式,通过对圆硅芯和方硅芯多方面进行对比分析,因为圆硅芯在硅芯基料熔化凝固的拉制过程中特别容易受到一些杂质污染,所以重点对原生多晶硅棒切割方硅芯进行研究,方硅芯是由原生多晶硅棒直接切割而成,减少了外界杂质的污染,有利于减少...     

12对棒还原炉模拟优化分析

12对棒还原炉是目前改良西门子法生产高品质电子级多晶硅的主要炉型,还原炉底盘、喷嘴结构形式、进料曲线是影响还原炉运行的主要因素,对产品产量、质量、电耗等指标影响较大。分析、总结12对棒还原炉的喷嘴布局、曲线以及还原炉内热场、温度场的分布情况,对12对棒的开炉稳定运行、产量提升、质量提升、电耗降低具有指导意义。     

硅棒直径与其电流关系的探讨

本文是根据理论和实际相结合的原则,运用数理统计的方法,将多晶硅生产过程中的原始数据进行线性回归计算,求取多晶硅棒的直径与通过硅棒电流之间关系的探讨。以便能找到一个硅棒直径和硅棒电流之间较密切的关系式,从而达到借助硅棒电流来控制硅棒直径,指导生产,满足用户要求的目的。实践证明,这种用线性回归计算的方法,求取硅棒直径与硅棒电流之间的关系,还是行之有效的。它不仅对指导当前的生产有其现实意义,而且对今后实现多晶硅生产过程的自动控制,改进多晶硅的生产也将具有重要的参考价值。     

多晶硅还原炉倒棒原因分析

还原炉倒棒一直是困扰各多晶硅厂的一个难题,长期倒棒现象将给生产设备造成损坏,甚至可能造成意外事故及人身伤害。通过对多晶硅生产中还原炉倒棒现象的总结分析,提出导致倒棒的主要原因和预防措施。     

多晶硅还原炉接地故障预防措施

高纯三氯氢硅与氢气在还原炉内反应生成硅为改良西门子法生产多晶硅的关键步骤,还原炉运行情况对多晶硅的质量、产量及设备本体有极大的影响。接地故障是还原炉非正常停炉的常见原因。文章分析、总结接地故障发生的原因并提出相应预防措施。     

旋风分离器在多晶硅还原炉尾气除尘中的应用

在多晶硅生产中,还原炉尾气夹带硅粉,易造成尾气回收系统堵塞及设备严重破坏,同时还会导致系统物料的污染,影响多晶硅产品质量。介绍了一种采用旋风分离器对还原炉尾气进行除尘的方法,在一定程度上降低了尾气中的硅粉含量,提高了尾气回收系统的运行周期及稳定性。     

多晶硅还原炉倒棒原因分析

随着我国光伏产业和电子信息技术产业的快速发展,大量的多晶硅半导体材料被应用在太阳能电池和电子工业上。生产多晶硅的主要设备是大型节能还原炉,但是在生产过程中还原炉的倒棒致使设备损坏,备品备件大量被消耗以及产量质量的降低,能耗上升,生产成本提高。研究还原炉倒棒原因,通过改变进料喷嘴、优化工艺参数等来降低还原炉倒棒率就显得尤为重要。     

河南省多晶硅生产关键设备有望实现技术突破

近日，科技部批准河南洛阳中硅高科技有限公司实施国家“863”计划项目“24对棒多晶硅还原炉装置技术研究”课题，首期资助经费300万元。     

新型还原炉流场温度场的模拟研究

为适应太阳能产业的发展需求,提出了一种结构新型的多晶硅还原炉,新型还原炉在传统西门子还原炉的基础上进行了多处的改进：1）增设了外壁面高度刨光的热管;2）在炉膛内部中央出气口处增设了套筒;3）增加了3个内插进气口。并采用计算流体力学方法研究了该型还原炉内的速度场和温度场。速度场模拟结果发现增设的套筒结构起到了收集还原炉顶部气体的作用使气体更好的通过底盘的中央出气口散出;温度场模拟结果发现内插进气口促进了还原炉顶部气体的及时更新,高度刨光的热管表面成功反射硅棒所辐射的热量,降低了还原炉环境温度,有效的防止了粉末硅的生成更加,更加有利于硅棒的生长。     

超快激光在多晶硅还原炉的应用技术优化研究

针对电子级多晶硅还原炉底盘附着的残留物，研究超快激光技术在电子级多晶硅还原炉的应用。通过超快激光电子级多晶硅还原炉清洗设备结构，分析其清洗电子级多晶硅还原炉设备过程。选取试验材料、试剂和设备后，分别制备含有无定形硅粉、氯硅烷水解物、二氧化硅粉尘、甲基硅油油脂、多晶硅颗粒等污染物的基板作为还原炉污染样本；并以制备的还原炉污染样本为基础，设定初始条件和边界条件后，展开电子级多晶硅还原炉污染试件清洗试验。结果表明：污染物基本被去除；在不同清洗次数下，超快激光清洗时的重复频率和扫描速度越高，其清洗电子级多晶硅还原炉污染试件效果越好。     

一种新型多晶硅还原炉流动与传热的数值模拟

在传统多晶硅还原炉结构基础上,提出了一种内部流场为平推式流动的新型多晶硅还原炉,并采用计算流体力学方法研究了该还原炉内的速度场和温度场。流场模拟结果表明,新型多晶硅还原炉内混合气的流动基本上实现了平推式流动;温度场模拟结果发现,通过改变操作参数,采用平推式流动可实现炉内温度场的控制,解决了传统还原炉局部温度过高的问题,可避免硅粉的产生,长期保持还原炉内壁面的抛光效果,降低还原炉辐射电耗;计算结果表明,在相同的条件下,采用新型多晶硅还原炉的还原电耗较传统还原炉可降低8.5%。     

多晶硅还原炉系统余热回收利用

高纯的SiHCl_3与H_2在还原炉内1100℃左右高温下发生化学气相沉积反应,在硅芯上沉积而生成多晶硅,还原炉是多晶硅生产中电耗最高的设备,本文通过利用高温热水对还原炉的夹套、底盘及尾气进行冷却,加热后的热水进行闪蒸,年产6000 t的多晶硅规模,通过热量回收能产生0.3 MPa(g)的低压蒸汽44.77 t/h。达到节能降耗的目的,从而降低多晶硅生产的成本,以提高行业的竞争能力。