以SiHCl3和SiCl4的混合物为原料制备多晶硅热力学

摘要

根据相关热力学数据,首先计算并拟合得到Si-Cl-H三元系中气相Cl与H原子的摩尔比(nClH)与反应达到平衡时的气相Si与Cl原子的摩尔比(nsiCl)Eq的关系.为了得到合理的SiCl4 (STC)和SiHCl3 (TCS)的进料配比,详细分析TCS与STC的3种配比(nTCSSTC分别为1/4、1和4)时温度、压强以及进料配比对Si沉积率的影响.结果表明:以STC和TCS的混合物为原料时,最佳温度为1400K,压强为0.1MPa.为了保证硅产率达到可工业化生产的35％以上,当原料摩尔比(nTCSSTC)为1/4时,原料中nClH为0.055;当原料摩尔比(nTCSSTC)为1时,原料中nClH比为0.07;当原料摩尔比(nTCSSTC)为4时,原料中nClH为0.09.随着硅原料中TCS所占比例的增大,在较高的nClH下,就可以得到较高的硅产率.最后分析得到:当选定原料配比时,要得到合理的硅产率,所需要控制nClH的范围;当进料中nClH一定时,要得到合理的硅产率,需选择原料配比的理想范围.