宋东明
- 作品数：9 被引量：31H指数：4
- 供职机构：昆明理工大学冶金与能源工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金云南省应用基础研究基金云南省高层次科技人才培引工程更多>>
- 相关领域：理学化学工程一般工业技术更多>>
- SiCl_4锌还原异相反应机理的研究被引量：1
- 2012年
- 通过MP2/6-311G(d,p)方法,计算并得到了SiCl4锌还原各反应通道上各驻点的几何构型、振动频率和能量.根据密度泛函理论,采用广义密度梯度近似和总体能量平面波赝势方法结合周期性平板模型,研究了反应驻点在Si(100)面上的吸附、解离及锌还原过程.结果表明,衬底硅参与SiCl4锌还原反应,SiCl4易在顶位吸附解离成SiCl3和Cl;当硅基表面有Cl自由基吸附时,Zn或ZnCl更倾向于与Cl结合,而不是还原SiCln(1～3).
- 谢刚宋东明林艳崔焱李荣兴
- 关键词：多晶硅密度泛函理论反应机理
- SiHCl_3-H_2体系多晶硅化学气相沉积的传递-动力学模型被引量：3
- 2016年
- 提出SiHCl_3-H_2体系多晶硅化学气相沉积的传递-动力学模型(TKM),同时考虑传递过程和表面化学反应动力学对硅沉积速率的影响。研究硅沉积过程受表面化学反应速率限制和传递速率限制的边界条件,并且研究表面化学反应速率受氢气浓度限制或SiHCl_3(TCS)浓度限制的边界条件,提出同时受氢气浓度限制和TCS浓度限制的边界条件。为了验证TKM的有效性,应用该模型计算硅棒长度为2 m、硅棒直径为10 cm、气流速度为0.67 m/s、硅棒表面温度为1 398 K、常压(0.1 MPa)条件下,不同H_2/SiHCl_3配比下的硅沉积速率。研究结果表明:通过TKM的计算结果与Habuka所测得的实验数据比较,相对误差为3.6%(小于10%),表明该模型准确可靠。
- 侯彦青聂陟枫谢刚马文会戴永年俞小花宋东明
- 关键词：多晶硅化学气相沉积
- 改良西门子法热氢化反应模拟及工艺参数优化被引量：3
- 2013年
- 介绍了改良西门子法多晶硅生产工艺。利用Aspen Plus对改良西门子法中的热氢化反应进行模拟,研究了反应温度、反应压力和进料配比对三氯氢硅收率的影响,得出进料配比是影响三氯氢硅收率最重要的因素,并运用正交设计的方法找出最优工艺参数,从而指导实际生产。
- 马卓煌宋东明陈丽娟潘红星朱明
- 关键词：多晶硅正交设计工艺参数
- 西门子CVD还原炉辐射换热数值模拟被引量：5
- 2014年
- 本文考虑包括热辐射在内的质量传递、动量传递、能量传递三维模型,利用流体力学计算软件,对12对棒西门子多晶硅CVD还原炉硅沉积过程的传热情况进行数值模拟。应用传热模型计算了实际还原过程的总能耗,并与实际生产运行测量值进行比较,相对误差为7.1%,表明传热模型准确可靠。基于DO离散坐标辐射模型,详细分析了硅棒与反应器壁间的辐射换热情况,探讨了硅棒生长过程中内、外环硅棒辐射能的变化趋势以及不同器壁发射率对还原炉内辐射能的影响。结果表明:辐射换热是硅沉积过程最主要的热量传递形式;外环硅棒的辐射能远大于内环硅棒的辐射能,并且外环硅棒的辐射能随硅棒直径的增大而增大;硅棒辐射能随着反应器壁材料发射率的增大而增大,并采用典型工况数据,计算了不同反应器壁材料发射率条件下的产品单位质量理论能耗。
- 聂陟枫谢刚侯彦青崔焱李荣兴宋东明
- 关键词：辐射换热多晶硅数值模拟
- 多晶硅材料制备中施主杂质磷的模拟计算研究被引量：3
- 2013年
- 多晶硅是主要功能半导体材料。磷作为主要施主杂质,其含量直接影响多晶硅的半导体性能。多晶硅制备普遍采用改良西门子工艺,在密闭、复杂的动态工艺系统中,磷存在的化合物、含量及转化,无法实际有效掌握、但又非常重要;利用Aspen plus等软件对流程中主要的工艺系统模拟计算,并结合热力学反应分析,研究磷的分布规律、存在形式和量化含量;研究发现磷的主要化合物类型除PCl3,在还原或氢化炉这种高温、富氢条件下,PCl3会转化成PH3。在还原过程中磷存在富集效应。尾气回收解析塔解析效果的好坏影响着磷去除效果。研究结果表明,若要使还原多晶硅产品符合国标太阳能三级磷≤7.74ppba的要求,则对本文建立的模拟工艺流程,需要精馏前、后的SiHCl3中P应分别≤2557 ppbw和1.79ppbw。
- 宋东明谢刚马卓煌马卓煌张艺陈丽娟
- 关键词：施主杂质模拟计算多晶硅尾气回收氢化炉解析塔
- 以SiHCl_3和SiCl_4的混合物为原料制备多晶硅热力学被引量：4
- 2014年
- 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(nCl/nH)与反应达到平衡时的气相Si与Cl原子的摩尔比(nSi/nCl)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(nTCS/nSTC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(nTCS/nSTC)为1/4时,原料中nCl/nH为0.055;当原料摩尔比(nTCS/nSTC)为1时,原料中nCl/nH比为0.07;当原料摩尔比(nTCS/nSTC)为4时,原料中nCl/nH为0.09。随着硅原料中TCS所占比例的增大,在较高的nCl/nH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nCl/nH的范围;当进料中nCl/nH一定时,要得到合理的硅产率,需选择原料配比的理想范围。
- 侯彦青谢刚俞小花李荣兴宋东明
- 关键词：多晶硅
- 西门子法生产多晶硅过程中尾气的分离及综合利用被引量：5
- 2010年
- 综述了多晶硅生产过程中尾气的分离方法,经过精馏分离后副产物中SiHCl3、HCl和H2可循环利用。并介绍了SiCl4和SiH2Cl2的处理方法,通过分析前人所做的结果发现:副产物SiCl4可用锌还原法进行处理,这样就形成西门子法与锌还原法相结合生产多晶硅的合理方法,既能降低成本,又能回收利用SiCl4,且能完全闭路循环;SiH2Cl2可用来进一步制备多晶硅。
- 宋东明谢刚俞小花李荣兴侯彦青
- 关键词：多晶硅尾气处理
- SiCl_4氢化转化为SiHCl_3过程的热力学被引量：9
- 2011年
- 应用有关热力学数据研究了与多晶硅主要生产工艺即西门子法相关的"Si-Cl-H"三元系的复杂化学反应,研究SiCl4氢化转化为SiHCl3过程中可能发生的15个反应,给出15个反应的ΔG mΘ—T图;并确定5个独立的反应,给出这5个独立反应的K pΘ—T图;高温时主反应(1)的K pΘ增长较慢,而反应(2)和(5)的K pΘ快速增大,1 373 K时,主反应(1)的K pΘ较小,为0.157 1。进一步研究温度、压强和进料配比n H 2/nSiCl4对SiCl4氢化率的影响,并绘制出SiCl4氢化率随这些因素的变化曲线。结果表明:当压强和进料配比一定时,SiCl4的氢化率随温度的升高先增加后降低;增大压强或增加进料配比n H 2/nSiCl4都会提高SiCl4的氢化率;SiCl4氢化转化为SiHCl3过程的最佳操作条件为温度为1 000℃,压强为0.3 MPa,进料配比n H 2/nSiCl4为4,在此条件下,SiCl4的氢化率为25.78%。
- 侯彦青谢刚陶东平俞小花李荣兴宋东明
- 关键词：热力学
- SiCl_4-Zn体系硅化学气相沉积的化学机理被引量：1
- 2013年
- 基于MP2/6-311G（d，p）方法，计算并得到SiCl 4锌还原各反应通道上各驻点的几何构型、振动频率和能量。根据密度泛函理论，采用广义密度梯度近似和总体能量平面波赝势方法结合周期性平板模型，研究反应驻点在Si（100）面上的吸附、解离及锌还原过程。结果表明：衬底硅参与SiCl 4锌还原反应，SiCl 4易在顶位吸附解离成-SiCl 3和-Cl自由基；当硅基表面有-Cl自由基吸附时，气相中的Zn原子或硅基面吸附的-ZnCl自由基更容易与-Cl自由基结合，而不是与含氯的硅自由基（-SiCl n ，n=1~3）结合。
- 谢刚侯彦青宋东明林艳崔焱
- 关键词：多晶硅密度泛函理论反应机理
