电子级多晶硅生产工艺的热力学分析

基于Gibbs自由能最小原理，对SiHCl3法生产电子级多晶硅闭环工艺的3个反应子系统分别进行了化学反应平衡计算，重点对SiHCl3还原反应子系统进行了热力学分析.对于SiHCl3还原反应子系统，适宜的操作温度为1323~1473K，压力为0.1MPa；温度高于1323K，H2/SiHCl3比大于6.6，低压下有利于SiHCl3还原生产多晶硅.针对传统的SiHCl3还原需要高温下电加热给过程操作带来的诸多不便，提出了用Cl2部分氧化使SiHCl3还原反应体系实现能量耦合的新工艺，即反应过程不需外部加热就可完成，从而节约电耗，同时还发现平衡时体系中加入的Cl2能反应完全，不会影响后序工艺的进行.对于SiCl4转化反应子系统，高压、低H2/SiCl4比有利于生成SiHCl3.