基于Gibbs自由能最小原理,对SiHCl3法生产电子级多晶硅闭环工艺的3个反应子系统分别进行了化学反应平衡计算,重点对SiHCl3还原反应子系统进行了热力学分析.对于SiHCl3还原反应子系统,适宜的操作温度为1 323～1473 K,压力为0.1 MPa;温度高于1323 K,H2/SiHCl3比大于6.6,低压下有利于SiHCl3还原生产多晶硅.针对传统的SiHCl3还原需要高温下电加热给过程操作带来的诸多不便,提出了用Cl2部分氧化使SiHCl3还原反应体系实现能量耦合的新工艺,即反应过程不需外部加热就可完成,从而节约电耗,同时还发现平衡时体系中加入的Cl2能反应完全,不会影响后序工艺的进行.对于SICl4转化反应子系统,高压、低H2/SiCl4比有利于生成SiHCl3.
多晶硅 生产工艺 化学反应平衡 吉布斯自由能最小