三氯氢硅氢还原制备多晶硅.ppt

第九节 现场生产中常见的危险化学品，以及保证安全生产所具备的安全设施。 1．三氯氢硅： 无色、透明液体，三氯氢硅具有毒性和腐蚀性。 其化学性质如下： 1）易水解、潮解、在空气中强烈发烟，生成HCl，遇水立即转化为盐酸，盐酸具有很强的腐蚀性 2．二氯二氢硅氢： 二氯二氢硅氢（DCS）是一种无色、透明液体，有毒的易燃气体。 3．氢: 氢气是一种相当易燃、易爆的气体。 与空气混合的爆炸极限，下限为：4﹪；上限为： 80﹪。 4．氯化氢: 氯化氢是无色、有刺激性气味、易溶于水的气体，具有毒性和腐蚀性。 5.四氯化硅： 四氯化硅（STC）是无色、透明液体，具有毒性和腐蚀性。 其化学性质如下： 易水解、潮解、在空气中强烈发烟，生成HCl，遇水立即转化为盐酸，盐酸具有很强的腐蚀性 6．氮气: 氮气属于惰性气体、保护气体。 7 ．甲醇: 甲醇是无色易燃液体。 第十节 警报/联动/紧急停车 警报/联动/紧急停车 还原系统的设备的运行情况是由DCS中央监控的。在设备出现异常情况时，警报系统会告诉操作人员潜在的问题，如果异常情况继续存在，为了保证安全生产环境和设备的安全，联动装置和紧急停车系统就会启动。 还原过程中的指标及计算 1. 实收率 实收率是指每炉多晶硅产量与所用的SiHCI3料中的含硅量之比。 实收率的计算公式如下： WSi 实收率＝ ×100% MSi VSiHCI3×D SiHCI3× MSiHCI3 WSi WSi 式中：WSi 沉积硅的重量 VSiHCI3 所耗SiHCI3体积（升） DSiHCI3 SiHCI3的比重（1.32公斤/ 升） Mi 硅的分子量（28 MSiHCI3 SiHCI3的分子量（135.5） 2. 沉积速度 沉积速度是指在还原反应中单位时间内沉积硅的重量。 计算公式如下： WSi 沉积速率＝ t 式中：WSi 沉积硅的重量 t 反应时间 所谓沉积速率: 是指还原反应单位时间、单位载体长度上沉积硅的重量 . 生产中常按下式计算： 沉积重量 沉积速率＝ 反应时间×硅芯长度 3. SiHCI3和H2的配比 物质的质量 在这里要先理解摩尔的概念，摩尔又叫物质的量，1摩尔（mol）物质含有6.02×1023个分子，如果是气体，则摩尔体积在标准状态下（温度为0℃，压力为1个大气压）的体积为22.4升。 物质的摩尔数（m）与质量的关系为： 物质的质量 m＝ 物质的分子量 配比： 是指多晶硅生产过程中进入还原炉的原料H2和SiHCI3的用量之比。 SiHCI3氢还原反应的影响因素 1. 反应温度 SiHCI3被氢还原以及热分解的反应是吸热反应。所以，从理论上来说，反应的温度越高则愈有利于反应的进行。 但温度过高，会发生腐蚀反应： Si＋2HCI ———— SiH2CI2 Si＋SiCI4 ———— 2 SiCI2 2.反应混合其配比 还原反应时，氢气于三氯氢硅的摩尔数之比（也叫配比）对多晶硅的沉积有很大影响。只有在较强的还原气氛下，才能使还原反应比较充分的进行，SiHCI3的还原效率也比较高。 如果按反应式计算所需的理论氢气量来还原SiHCI3，那么不会得到结晶型的多晶硅，只会得到一些非结晶型的褐色粉末，而且实收率极低。增加氢气的配比，就能显著提高SiHCI3的转化率。 下图表示SiHCI3在不同氢气配比情