基于SiC CVD工艺的MTS-H2前驱体热解动力学研究

摘要：

为了研究三氯甲基硅烷-氢气(MTS-H2)前驱体在碳化硅(SiC)化学气相沉积工艺(CVD)过程中的热解动力学,利用DETCHEM软件,在不同沉积温度、α值和系统压力下对其在零维和一维反应器中的的气相组分进行了数值模拟.结果表明:在零维反应器中,各温度下的主要气相组分为HCl、CH4、C2H6、SiCl4、CH4SiCl2、SiHCl3、SiH2Cl2 和SiH3Cl,温度越高气相组分可达到气相平衡的时间越短.900℃气相组分浓度达到平衡的时间约为5 s,1000℃下的气相组分浓度达到平衡的时间约为 2 s,1100℃下的气相组分浓度达到平衡的时间小于 1s.随着温度增加,气相反应加剧,生成了更多的Si-Cl气相组分.气相组分浓度受α值变化的影响较小,达到气相平衡的时间基本一致.体系压力对气相组分有显著影响,增大压力有助于提高各组分的平衡浓度,但达到气相平衡前的气相组分随滞留时间变化的波动性更明显,说明增大压力使反应体系中出现了更多的中间相组分.在一维反应器中,温度对气相组分浓度有很大的影响,随着温度提高,MTS的裂解率不断增加,气相中主要气相产物为HCl,SiCl2,SiCl4 和CH4,且气相组分的浓度随着温度的升高而增加.α值对气相组分的沿程分布种类和浓度影响不大,但在一定程度上促进了含Si组分的生成.压力对沿程气相组分有显著作用,随着压力的增加,气相反应加剧,体系倾向于向体积增大的方向进行,气相组分的种类和浓度增加,且以Si-Cl化合物为主.

关键词：MTS-H2、SiC、CVD、热解动力学、数值模拟

所属期刊栏目：44

分类号：TQ343

资助基金：上海市自然基金资助项目20ZR1419600

在线出版日期：2023-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：201-209