什么是四氯化硅氢还原法？

什么是四氯化硅氢还原法？

四氯化硅氢还原法是以四氯化硅和氢气为原料，在还原炉内发生化学反应来生成多晶硅的方法。在1150～1250℃时，四氯化硅与氢气主要可以发生下列反应： 

这是一种氢还原反应。 

实际反应比上面化学反应方程式复杂得多，一般认为，四氯化硅与氢气的还原反应是按下列二级反应进行的：

在氢气过量的情况下，又容易发生下列反应： 

从反应过程的尾气分析中，证实有三氯氢硅存在，因此还有下列反应存在： 

该工艺所采用的原料（四氯化硅和氢气）都是净化和提纯，达到一定纯度的合格原料。 

其生产流程是：如图1所示，先将经过粗馏和精馏提纯的四氯化硅通入鼓泡器；再将经过冷冻除湿、除氧、干燥并达到标准的氢气通入鼓泡器鼓泡。氢气通入在鼓泡器里鼓泡，从而混进四氯化硅，使本来纯净的氢气变成氢气和四氯化硅的混合物。这种混合物被称为还原料。还原料被送进还原炉，经1150～1250℃的高温，发生氢还原反应，生成多晶硅。 

图1　四氯化硅氢还原法的工艺流程 

为了确保多晶硅的质量，需要向还原炉内通入过量的还原料。这样一来，进入还原炉的还原料一部分参加反应，生成多晶硅；另一部分被当成尾气放了出来。参加反应的只有少数（一般认为在10％～20％），而绝大多数没有参加反应，都被当成了尾气。 

最初，这些尾气被当成废气放掉了。这些尾气里有大量纯净的氢气和四氯化硅。获得这样多的高质量氢气和四氯化硅是需要付出很大代价的，这是一个极大浪费。 

为避免浪费，人们把还原尾气接入冷冻分离器和氢气回收系统，将尾气中的氢气和四氯化硅回收，经净化和提纯后再利用。