72对棒还原炉内硅沉积速率及能耗分析

摘要

多晶硅还原炉是生产多晶硅的反应器。为了提高多晶硅产量、降低能耗，依赖TCS-H₂体系下化学气相沉积过程中发生的气相与表面化学反应机理，展开进气速度和进出口面积比对72对棒多晶硅还原炉硅沉积速率及能耗影响的数值模拟。结果表明：硅沉积速率随着进气速度的增加而提高，且进气速度的增大有助于提升沉积均匀性，平均硅沉积速率基本维持在0.001 4～0.001 5 kg/（m²·s）。进出口面积比对硅沉积速率的影响较小，在其值为0.6时，平均沉积速率达到最大值0.001 495 kg/（m²·s）。在炉体内壁面发射率ε=0.55下，进气速度较低时，外圈硅棒与壁面的辐射换热占主导地位，故外侧硅棒能耗较大；进气速度较高时，硅棒与炉内气流的换热增强，使得湍流度高的硅棒能耗较大。在ε=0.25时，总能耗随着进出气面积比的增大略微减小，在进出口面积比为1.4时总能耗达到最低。

关键词

硅沉积速率 / 进气速度 / 进出口面积比 / 能耗