Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Кремний, его свойствам основные способы получения 10
1.2. Моделирование сименс-процесса 13
1.3. Объёмное реагирование и процессы на поверхности кремния 14
1.4. Устойчивость роста поликристаллической поверхности 19
2. Численная модель роста поликристаллического кремния из хлоридных соединений 22
2.1. Моделирование турбулентного течения и теплообмена в реакторе 22
2.1.1. Осредненные уравнения газовой динамики 22
2.1.2. Модель турбулентности 25
2.1.3. Вычислительная сетка 27
2.1.4. Верификация модели 29
2.2. Учет объёмного химического реагирования 47
2.3. Модель роста кристаллического кремния из газовой фазы 50
2.3.1. Квазиравновесная термодинамическая модель 51
2.3.2. Проверка и настройка модели роста кремния 56
2.4. Моделирование сопряженных процессов 62
2.4.1. Теплообмен излучением 62
2.4.2. Нагрев стержней электрическим током 63
3. Устойчивость роста поликристаллического кремния 64
3.1. Аналитический критерий устойчивости 65
3.2. Уточнение критерия 70
3.3. Оценка влияния трёхмерности возмущений 71
3.4. Проверка критерия образования пористых структур 74
4. Моделирование работы промышленных установок 78
4.1. Структура течения-в реакторах 78
4.2. Свободно-конвективный режим работы реактора 82
4.3. Способы включения стержней в электрическую цепь 86
4.4. Воздействие близкорасположенных к стержням струй 87
5. Упрощённая модель сименс-процесса 90
5.1. Двухслойная модель процесса 90
5.2. Примеры параметрических исследований 95
5.3. Сравнение с равновесными расчетами 99
5.4. Обсуждение предложенных в литературе эффективных реакций 100
5.5. Возможности оптимизации процесса 102
Заключение 105
Список литературы 106
