流動層CVD法による多結晶シリコン粒子製造におけるモノシラン転化率, 微粉生成率に関するシミュレーション解析 Numerical Simulation of Monosilane Conversion and Fine Elutriation in Polycrystalline Silicon Particle Production via Fluidized Bed CVD

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抄録

モノシランを原料とした流動層CVD法による多結晶シリコン粒子製造のシミュレーションを行った.国井-Levenspielの二相モデルにモノシラン熱分解速度式を組み合わせたモデルにより, モノシランの転化率, 微粉への転化率 (微粉生成率) および気泡部の温度分布を計算した.さらに微粉の取り込み (スキャベンジング), 生成微粉への析出および層内温度分布の存在が, 両転化率 (モノシラン転化率と微粉への転化率) に対して与える影響を評価した.両転化率についてHsuらの実験結果と計算結果を比較した.<BR>微粉上への析出を考慮した場合には, 従来の計算結果よりも両転化率の値が大きくなった.一方, スキャベンジングや層内温度分布を考慮すると, 両転化率とも小さくなる.これらを考慮した上で実験結果を説明するためには, 微粉上への析出を考慮する必要がある.また, 温度の上昇と共に粒子付着性が増大し, スキャベンジングが起こりやすくなる, または二次粒子径が増大するとすれば, 温度に対する依存性も定性的に説明できることが指摘された.

Numerical simulation of polycrystalline silicon particle production by fluidized bed CVD using monosilane is carried out. The model consists of a Kunii-Levenspiel fluidized bed model and reaction kinetics of monosilane pyrolysis in the free space and on particles. Conversion of monosilane, conversion to fines (fines elutriation), and vertical temperature profile in the bubble are calculated using the present model. Effects of scavenging of the fines, deposition on the fines and the temperature profile on the conversions are discussed. The numerical results are compared with the experimental results of Hsu <I>et al</I>, . The numerical results of the conversions in the case of deposition on the fines are larger than those without deposition, while other factors give lower conversions. Consideration of deposition on the fines is found to be essential to explain the experimental results. The diameter of secondary particles of fines agglomerates should be taken into account as a function of bed temperature. It is suggested that the experimentally observed effect of the bed temperature on the fines elutriation is possibly explained when the degree of scavenging or the diameter of secondary particles is increased with increasing bed temperature, both of which are caused by the increase in fines' adhesivity with temperature.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(6), 828-834, 1997-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  7件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002768342
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4334855
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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