Восстановления трихлорсилана

Ротор двигателя РД кинематически связан с движком реохорда (связь I), пишущим пером круглой диаграммы (связь II) и со стрелкой шкалы (связь III). Все три связи осуществлены таким образом, что движок реохорда передвигается в сторону восстановления равновесия в цепи термопары, а стрелка и перо устанавли-

Наиболее характерной особенностью автоматических электронных потенциометров являются непрерывность и быстрота компенсации— восстановления равновесия в измерительной цепи. При появлении разбаланса в измерительной цепи термопары усилитель приводит в действие реверсивный двигатель, который непрерывно вращается в нужную сторону до достижения равновесия.

Лампа накаливания 3 подключена к выходному каскаду силового блока 2. Если световые потоки от излучателя и лампы накаливания одинаковы, то одинаковы и электрические импульсы, посылаемые фотоэлементом в измерительную цепь. Если температура излучателя увеличится, то импульсы, посылаемые фотоэлементом, будут увеличиваться, вследствие чего ток в лампе накаливания возрастет до восстановления равновесия. Таким образом, схема, реагируя на неравновесие (разбаланс) импульсов фотоэлемента, будет непрерывно изменять значения тока, протекающего через лампу, обеспечивая равенство световых потоков лампы накаливания и излучателя. Измеряя силу тока, протекающего через лампу накаливания, можно определять температуру излучателя. Для измерения силы тока использован самопишущий электронный потенциометр 14, подключенный к шунту, который находится в цепи лампы накаливания.

Увеличение тока /я приводит к возрастанию момента двигателя М=1гФ1я, который становится больше тормозного (М>МС). Скорость двигателя увеличивается, возрастает противо-э. д. с., а ток якоря и вращающий момент уменьшаются. Этот процесс продолжается до восстановления равновесия между М и Мс при скорости n2>rti и токе якоря

Регулирование скорости можно производить изменением напряжения, подводимого к якорю двигателя, при /B=const. Если двигатель вращается при Mc=const со скоростью гсн, то при уменьшении, напряжения до значения [/i
Для восстановления равновесия между изменившимся моментом сопротивления и моментом двигателя во всех неэлектрических двигателях требуется участие специальных регуляторов, которые воздействуют на источник энергии, увеличивая или соответственно уменьшая подачу воды, топлива или пара. В электрических двигателях роль автоматического регулятора может выполнять ЭДС двигателя. Эта особенность электродвигателей автоматически поддерживать равновесие системы при изменяющемся моменте сопротивления является весьма ценным свойством, так как во многих случаях момент может изменяться в той или иной степени.

Как только дырка покинет эмиттер и перейдет в базу, для восстановления равновесия заряда в эмиттере электрон покидает эмиттер. За счгт этого в выводе эмиттера проходит электронный ток, а в выводе коллектора — ток электронов источника, компенсирующий увеличение дырок в коллекторе. В выводе базы при этом проходит ток электронов источника, восполняющий убыль электронов вследствие рекомбинации их с дырками эмиттера ( 17.6). Так как за положительное направление тока принимают направление положительных зарядов, то направление токов, показанное на рисунках стрелками, противоположно нЕ.правлению движения электронов.

Бесконечно длинные и бесконечно тонкие проводники реально осуществить невозможно. Определение силы тока, основанное на законе Ампера, дает возможность в некоторых частных случаях рассчитать с. высокой точностью силу взаимодействия токов, протекающих по проводникам конечных размеров. Для воспроизведения единицы силы тока применяют так называемые ампер-весы ( 1-1). Ампер-весы, принципиальная схема которых приведена на 1-1, представляют собой прецизионные лабораторные равноплечие рычажные весы, на одно плечо которых подвешены эталонные грузы, а на второе — катушка соленоида /. Последовательно с катушкой / соединяется неподвижная катушка //, расположенная коаксиально катушке / и не связанная с весами. Если катушку / уравновесить соответствующим грузом, а затем по цепи пропустить ток, то катушка / будет втягиваться в катушку //. Для восстановления равновесия к ранее установленному грузу придется добавить эталонный груз массой т. Вес этого груза

Как только дырка покинет эмиттер и перейдет в базу, для восстановления равновесия заряда в эмиттере электрон покидает эмиттер. За счет этого в выводе эмиттера проходит электронный ток, а в выводе коллектора - ток электронов, источника, компенсирующий увеличение дырок в коллекторе. В выводе базы при этом проходит ток электронов источника, восполняющий убыль электронов вследствие рекомбинации их с дырками эмиттера ( 1.30). Так как за положительное направление тока принимают направление положительных зарядов, то направление токов, показанное на рисунках стрелками, противоположно направлению движения электронов.

Температура, при которой наиболее эффективно протекает процесс водородного восстановления трихлорсилана [см. уравнение (3.11 а)], лежит в интервале 1100—1200°С. При более высоких температурах вследствие резкого увеличения удельной скорости осаждения w [г/(см2-ч)] качество осадка ухудшается — он становится рыхлым, неплотным.

Для получения плотных поликристаллических стержней, используемых в дальнейшем для выращивания монокристаллов кремния методом бестигельной зонной плавки, рекомендуется в начале процесса в течение 5—10 мин увеличивать концентрацию хлорсиланов в ПГС до 50, а затем снижать ее до 4—10 % (объемн.) при сохранении постоянной объемной скорости подачи водорода. С этой же целью в ПГС вводят небольшое количество паров воды, препятствующей дендритному росту кристаллитов осаждающегося кремния. Получению стержней с плотной структурой способствует также снижение температуры осаждения в начале процесса: для термического разложения моно-силана до 700—800 °С, для водородного восстановления трихлорсилана до 950—1100 °С.

Поэтому наиболее эффективным средством повышения выхода кремния из трихлорсилана, одновременно снижающим расход высокочистого водорода, является проведение процесса водородного восстановления трихлорсилана в так называемом замкнутом цикле. Отходящая из реактора ПГС направляется в систему регенерации (см. 3.3, позиция 23), где из нее выделяют наиболее ценные продукты — водород и трихлорсилан. После очистки их возвращают в производство. Величина Мл в этом случае может быть снижена до 6 против 12 при работе в открытом цикле.

3.6. Кинетика осаждения кремния (т1 — удельная масса осажденного кремния) в процессе водородного восстановления трихлорсилана на стержнях различного диаметра при различных удельных скоростях осаждения w (отмечены цифрами на графиках), г/(см2-ч)

восстановления трихлорсилана SiHCl3. Его получают обработкой измельченного технического кремния сухим хлористым водородом при температуре 300 — 400 °С:

Из описанных методов наибольшее промышленное распространение в настоящее время получили методы водородного восстановления трихлорсилана и термического разложения силана.

Впервые тетрахлорсилан был получен Берцелиусом прямым взаимодействием кремния с хлором при повышенной температуре. Кроме элементарного кремния, могут быть использованы карбид кремния и силициды железа (ферросилиций), кальция, магния, меди, алюминия. Тетрахлорсилан образуется также при нагревании кремния с безводными хлоридами (например, Си2С12, РЬС12, FeCl3). Хорошо хлорируется кремнезем в присутствии древесного угля. Гидрохлорирование кремнезема протекает при 1273 К. Кроме того, тетрахлорсилан получают в качестве побочного продукта при производстве полупроводникового кремния методом водородного восстановления трихлорсилана или дихлорсилана, при хлорировании циркониевого и титанового сырья. >

Тетрахлорсилан получают путем ректификационной очистки кубового продукта из колонны (см. 89). Кроме того, в процессе водородного восстановления трихлорсилана попутно образуется некоторое количество тетрахлорсилана, который также отделяется от трихлорсилана и в виде кубового продукта поступает на получение тетрахлорсилана.

Температура начала образования кремния в процессе водородного восстановления трихлорсилана 1073-1173 К. Процесс водородного

Экспериментальные исследования роста кремниевых стержней в процессе водородного восстановления трихлорсилана свидетельствуют о гетерогенном характере процесса и могут быть описаны следующими элементарными стадиями с учетом классических положений гетерогенного катализа [135]: перенос исходных реагентов в газовой фазе к поверхности растущего стержня; адсорбция и хемосорбция исходных реагентов и образование адсорбционного слоя; химико-кристаллизационные процессы, приводящие к встраиванию атомов кремния в кристаллическую решетку; десорбция продуктов реакции в газовую фазу; газовый транспорт продуктов реакции в газовую фазу от растущей поверхности стержня.

Созданы устройства1 безопасности, которые предохраняют кварцевый колпак от разрушения при изменении давления. Габариты производимых в настоящее время кварцевых колпаков ограничивают размеры реакционной камеры и число стержней в реакторе водородного восстановления трихлорсилана. Вследствие этого в современной технологии получения поликристаллического кремния все большее распространение получают реакторы с металлической водоохлаждаемой камерой. По данным, полученным в работе [139], содержание микроприме-сей в кремнии, получаемом в металлическом водоохлаждаемом реакторе, не выше, чем в кремнии, получаемом в реакторе из кварца, хотя расход электроэнергии несколько больше (до 720-980 МДж/кг).