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。     

多晶硅还原炉能耗分析

多晶硅还原炉作为改良西门子法生产多晶硅的核心设备,其在生产过程中的能耗直接影响着多晶硅的生产成本,研究其在生产过程中的能耗去向是非常有意义和必要的。本文结合物料平衡和能量平衡,理论分析了不同炉型的多晶硅还原炉的能量去向,为制造更加节能的还原炉和工业生产过程中还原炉的选型提供了一些思路。     

多晶硅还原炉冷却水再利用技术

提出一种将多晶硅还原炉高温冷却水用于溴化锂机组驱动热源的余热回收利用方案,能够有效的将冷却水余热进行利用,可适当降低多晶硅生产成本。     

多晶硅还原炉内流场及温度场的研究

多晶硅还原炉（CVD reactor）是西门子法生产多晶硅的主要设备。硅在多晶硅还原炉（CVD reactor）内的生长是一个复杂的过程,涉及动量、热量、质量传递以及化学反应,炉内流体流动分布是影响还原能耗的关键因素。在这项研究中主要考虑如何提高还原炉中流场和温度场的均匀性。提出了一种新的还原炉设计方案,与传统的多晶硅还原炉相比,在新的还原炉内加入了内罩,从而形成了一种不同的气体流动方式。在新的还原炉内,气体进口和气体出口被划分到不同的区域,气体从气体进口进入CVD reactor后向上流动同时参与气相沉积反应,反应后通过内罩的顶部,最后从气体出口流出。研究重点是内罩结构的设计,以期可以提高还原炉内部流场及温度的均匀性。通过计算流体力学研究,现在水平方向上温度梯度很小,同时有效地减小了回流区域面积。本研究提供了提高多晶硅还原炉内部流场及温度场均匀性的方法。     

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。     

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。     

多晶硅还原炉底盘温度场均匀性分析

针对一种24对棒多晶硅还原炉底盘的冷却模式,应用Fluent对多晶硅还原炉底盘内流体进行模拟分析,得出底盘的上花板温度分布图,并引入平均算数温度和均匀系数的概念分析底盘温度场的均匀性。总结概括出温度场均匀性分布随冷却液进口流量的变化趋势,提出判别温度场均匀化的判据,提供合适的流量参考。     

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%。     

SiHCl_3流化床制备粒状多晶硅研究进展

综述了近年来关于三氯氢硅(Si HCl3)流化床制备颗粒状多晶硅工艺技术研究状况,详细介绍了国内外关于颗粒状多晶硅制备流化床设备的设计思路及制备情况,并讨论了反应器制备方法对产品纯度的影响,分析了"热壁流化床"的技术缺陷,"冷壁流化床"的技术优势,对下一步流化床技术发展进行了展望。     

还原炉内炽热多晶硅电阻率的测定与计算

在实际生长过程中,控制硅棒表面温度在1050℃±20℃的范围内,测定了生长过程中直径在Φ25mm~Φ130mm时所对应的电压U和电流I值。在此基础上,计算了多晶硅的电阻率σ约为0.00905Ω.cm。同时通过数据分析与拟合,对文献中σ-T曲线在≥700℃范围内进行了公式推导,发现当温度升高到杂质饱和电离温度后,σ与1/T成线性关系,并计算了1050℃时的电阻率为0.00973Ω.cm,与实测值相对误差仅6.99%,结果可供还原炉UI曲线设计时参考。     

多晶硅碳含量对产品质量的影响及处理工艺

针对改良西门子法多晶硅生产过程中碳含量过高导致产品质量下降的问题,以多晶硅还原小试炉为反应装置,通过控制进入小试炉内三氯氢硅中含碳有机物的含量和氢气中的甲烷含量,考察原料组分及组成对产品质量的影响。采用傅里叶红外光谱仪、气质联用色谱和气相色谱对产品和氯硅烷中的含碳量进行检测。结果表明,进入小试炉内氢气中的CH4含量对产品碳含量影响较大,氯硅烷中有机碳含量影响较低,且基本保持在同一水平。通过对实验数据的分析,在实际生产中,对原有工艺进行改进,增加一套除甲烷装置,使进入还原炉内氢气中甲烷的含量保持在5.0×10-5左右。     

西门子工艺制备多晶硅体系的热力学分析

利用吉布斯自由能理论对西门子体系进行了热力学分析,梳理了体系中可能发生的系列化学反应。结果表明,多晶硅生产主反应为裂解反应而非还原,SiHCl3裂解生成SiCl2(g)和HCl(g),进而生成Si和SiCl4(g)。这不仅合理地解释了实际生产中副产大量四氯化硅等问题,而且为优化还原工艺提供了有价值的科学依据。     

硅烷法制备多晶硅工艺的探讨

介绍了硅烷热解法制备多晶硅几种工艺如Komatsu的硅化镁法、UC的歧化法、MEMC的新硅烷法等,指出新硅烷法是一种比较优秀的路线。     

化学法多晶硅生产工艺研究进展

随着能源危机的不断加剧,太阳能作为可再生能源已成为关注的焦点。从国内外多晶硅的生产状况,综述了化学法多晶硅的生产工艺,重点分析比较了几种潜在工业应用的流化床法生产多晶硅工艺的特点,指出未来多晶硅生产应当以流化床法为主,并耦合其它相关技术。同时展望了未来化学法生产多晶硅的发展趋势。     

论多晶硅生产废气回收的必要性

介绍了某企业多晶硅生产过程中废气的来源和组成,对废气回收的必要性进行了论述。     

多晶硅循环水系统的化学清洗及预膜处理

循环水系统的化学清洗及预膜工作是循环水系统正常稳定运行的基础。介绍了多晶硅循环水系统的化学清洗、预膜方法及注意事项,对预膜效果进行了评价。     

多晶硅生产中废气淋洗塔着火及系统产生无定型硅的原因分析及处理措施

多晶硅炉试生产一个月后,废气淋洗塔在一周内着火9次。经检查,还原炉炉壁、炉子基盘上散布有无定型硅粉,回收的氯硅烷颜色呈黑灰色,系统检测DCS含量达10%;MSA还原炉反应温度在900～1000℃之间,GT还原炉反应温度在1050℃～1100℃之间。分析研究后认为,MSA还原炉反应温度过低,处在生成DCS和无定型硅的温度区域,管道内富集了无定形硅,造成系统的堵塞,致废弃淋洗塔产生着火现象。采取了提高还原反应温度至1100～1150℃的措施,两周后,系统检测DCS含量降低到4%左右,淋洗塔不再着火,回收的氯硅烷颜色恢复。     

二甲醚生产工艺及均温型反应器的开发应用

介绍了2种二甲醚生产工艺及其工艺参数。2种工艺的区别不是很大,主要在于甲醇回收和热量回收所用的气化器或气化塔。均温型二甲醚反应器出口温度比绝热冷激型反应器低约50℃,具有副反应少、转化率高、热量消耗低的优点。