| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第16-39页 |
| 1.1 引言 | 第16-17页 |
| 1.2 多晶硅及其产业需求 | 第17-20页 |
| 1.2.1 多晶硅及其分类 | 第17-18页 |
| 1.2.2 半导体和光伏产业对多晶硅的需求 | 第18-20页 |
| 1.3 世界多晶硅产业发展状况 | 第20-22页 |
| 1.3.1 国外多晶硅的发展状况 | 第21页 |
| 1.3.2 国内多晶硅的发展状况 | 第21-22页 |
| 1.4 多晶硅生产的主要工艺技术 | 第22-27页 |
| 1.4.1 冶金法 | 第22-23页 |
| 1.4.2 硅烷热分解法 | 第23页 |
| 1.4.3 流化床法 | 第23-24页 |
| 1.4.4 改良西门子法 | 第24-27页 |
| 1.5 西门子CVD反应器概述 | 第27-29页 |
| 1.5.1 CVD反应器分类 | 第27-29页 |
| 1.5.2 化学气相沉积工艺简介 | 第29页 |
| 1.5.3 多晶硅CVD的基本原理 | 第29页 |
| 1.6 多场耦合数值模拟研究进展 | 第29-35页 |
| 1.6.1 多场耦合概述 | 第29-31页 |
| 1.6.2 传热模型研究进展 | 第31-32页 |
| 1.6.3 硅棒热-电耦合模型研究进展 | 第32-33页 |
| 1.6.4 传递-动力学多场耦合模型研究进展 | 第33-35页 |
| 1.7 课题研究的意义、目标、研究内容及创新性 | 第35-39页 |
| 1.7.1 课题提出的依据 | 第35-36页 |
| 1.7.2 研究目标 | 第36-37页 |
| 1.7.3 研究内容 | 第37-38页 |
| 1.7.4 论文创新性 | 第38-39页 |
| 第二章 西门子反应器CVD过程整体建模理论 | 第39-55页 |
| 2.1 西门子反应器CVD过程特点分析 | 第39-40页 |
| 2.2 西门子反应器CVD过程的整体建模方法 | 第40-42页 |
| 2.3 西门子反应器CVD过程基本方程的建立 | 第42-44页 |
| 2.3.1 总质量守恒方程 | 第42页 |
| 2.3.2 组分质量守恒方程 | 第42-43页 |
| 2.3.3 动量守恒方程 | 第43页 |
| 2.3.4 能量守恒方程 | 第43-44页 |
| 2.4 西门子反应器中湍流过程的数学描述 | 第44-48页 |
| 2.4.1 湍流基本方程 | 第44-45页 |
| 2.4.2 湍流的数值模拟方法 | 第45-46页 |
| 2.4.3 湍流模型 | 第46-48页 |
| 2.5 流体的物性参数 | 第48-51页 |
| 2.5.1 比热 | 第48页 |
| 2.5.2 动力黏度 | 第48-50页 |
| 2.5.3 热导率 | 第50页 |
| 2.5.4 质量扩散系数 | 第50-51页 |
| 2.5.5 热扩散系数 | 第51页 |
| 2.6 西门子反应器CVD过程建模的数值求解方法 | 第51-53页 |
| 2.6.1 多晶硅CVD过程的有限容积法求解 | 第51-52页 |
| 2.6.2 计算区域的离散方法 | 第52页 |
| 2.6.3 控制方程的离散化方法 | 第52-53页 |
| 2.6.4 流场的求解方法 | 第53页 |
| 2.7 本章小结 | 第53-55页 |
| 第三章 西门子反应器对流传热模型 | 第55-77页 |
| 3.1 模型假设 | 第55-56页 |
| 3.2 对流传热模型 | 第56-58页 |
| 3.2.1 对流传热微分方程 | 第56-57页 |
| 3.2.2 边界条件 | 第57-58页 |
| 3.3 实验室规模单根硅棒反应器对流传热 | 第58-70页 |
| 3.3.1 层流流动与传热 | 第58-63页 |
| 3.3.2 理论值与实验值对比 | 第63-65页 |
| 3.3.3 层流自然对流热损失 | 第65-70页 |
| 3.4 工业规模西门子反应器对流传热 | 第70-75页 |
| 3.4.1 湍流流动与传热 | 第70-74页 |
| 3.4.2 西门子反应器(12对棒)对流热损失 | 第74-75页 |
| 3.4.3 西门子反应器(24对棒)对流热损失 | 第75页 |
| 3.5 本章小结 | 第75-77页 |
| 第四章 西门子反应器辐射传热模型 | 第77-101页 |
| 4.1 西门子反应器中硅棒排布方式 | 第77-79页 |
| 4.2 西门子反应器中的辐射模型建立 | 第79-84页 |
| 4.2.1 角系数及其计算方法 | 第80-82页 |
| 4.2.2 数学模型 | 第82-83页 |
| 4.2.3 边界条件 | 第83-84页 |
| 4.3 西门子反应器(12对棒)的模拟结果与讨论 | 第84-91页 |
| 4.3.1 反应器结构 | 第84-85页 |
| 4.3.2 角系数分析 | 第85-87页 |
| 4.3.3 硅棒半径对辐射热损失的影响 | 第87-89页 |
| 4.3.4 反应器壁发射率对辐射热损失的影响 | 第89-91页 |
| 4.4 西门子反应器(24对棒)的模拟结果与讨论 | 第91-97页 |
| 4.4.1 反应器结构 | 第91页 |
| 4.4.2 角系数分析 | 第91-94页 |
| 4.4.3 硅棒半径对辐射热损失的影响 | 第94-95页 |
| 4.4.4 反应器壁发射率对辐射热损失的影响 | 第95-97页 |
| 4.5 反应器(24对棒)结构优化的模拟结果与讨论 | 第97-99页 |
| 4.5.1 硅棒排布方式的优化 | 第97-98页 |
| 4.5.2 优化后的角系数比较 | 第98-99页 |
| 4.5.3 优化后硅棒辐射热损失比较 | 第99页 |
| 4.6 本章小结 | 第99-101页 |
| 第五章 西门子反应器电流加热模型 | 第101-121页 |
| 5.1 模型建立 | 第101-105页 |
| 5.1.1 几何模型 | 第101-102页 |
| 5.1.2 硅棒表面热损失 | 第102-103页 |
| 5.1.3 硅棒的电加热模型 | 第103-104页 |
| 5.1.4 数值方法及边界条件 | 第104页 |
| 5.1.5 模型的可靠性验证 | 第104-105页 |
| 5.2 西门子反应器(12对棒)模拟结果与分析 | 第105-112页 |
| 5.2.1 硅棒内部温度场云图 | 第105-106页 |
| 5.2.2 硅棒辐射位置的影响 | 第106-108页 |
| 5.2.3 反应器壁发射率的影响 | 第108-110页 |
| 5.2.4 直流电加热操作曲线 | 第110-112页 |
| 5.3 西门子反应器(24对棒)模拟结果与分析 | 第112-120页 |
| 5.3.1 硅棒内部温度场云图 | 第112-113页 |
| 5.3.2 硅棒辐射位置的影响 | 第113-115页 |
| 5.3.3 反应器壁发射率的影响 | 第115-118页 |
| 5.3.4 直流电加热操作曲线 | 第118-120页 |
| 5.4 本章小结 | 第120-121页 |
| 第六章 西门子反应器硅沉积传递-动力学模型 | 第121-143页 |
| 6.1 传递-动力学模型 | 第121-126页 |
| 6.1.1 模型假设 | 第121页 |
| 6.1.2 传递微分控制方程 | 第121-122页 |
| 6.1.3 气相反应模型 | 第122-124页 |
| 6.1.4 表面反应模型 | 第124-126页 |
| 6.2 实验室规模反应器中硅生长速率分析 | 第126-141页 |
| 6.2.1 模型验证 | 第126-128页 |
| 6.2.2 反应器中组分浓度分布 | 第128-130页 |
| 6.2.3 硅棒表面温度对硅沉积速率的影响 | 第130-133页 |
| 6.2.4 进气速度对硅沉积速率的影响 | 第133-137页 |
| 6.2.5 进气组分对硅沉积速率的影响 | 第137-139页 |
| 6.2.6 操作压力对硅沉积速率的影响 | 第139-141页 |
| 6.3 本章小结 | 第141-143页 |
| 第七章 结论与展望 | 第143-146页 |
| 7.1 结论 | 第143-144页 |
| 7.2 展望 | 第144-146页 |
| 致谢 | 第146-148页 |
| 参考文献 | 第148-160页 |
| 附录 | 第160-161页 |