什么是硅烷裂解法？

什么是硅烷裂解法？

硅烷热分解法制取多晶硅的工艺流程（图1）大体上包括：原料合成、硅烷气体制备、硅烷气体的提纯和热分解等。 

图1　硅烷热分解法制取多晶硅的工艺流程 

原料合成是把硅粉和镁粉送入合成炉，合成硅化镁（原料）。 

硅化镁经过筛分，合格的硅化镁与氯化铵一般按1:3的比例混合后送入硅烷发生器。由于硅化镁和氯化铵均为固体，不能很快地进行反应，因此还必须加入液氨作为催化剂，促使反应进行。其反应温度一般控制在-33℃左右。 

硅烷发生器生产的硅烷还可能含有其他杂质气体，如氨气、硼烷、磷化氢、硫化氢、砷化氢等。这些杂质气体都会影响产品的质量，必须在热分解前较彻底去除，尤其是硼和磷等主要杂质。因此，硅烷发生器生产的硅烷气还不能直接送入分解炉，而应先送入纯化器先进行纯化处理。 

硅烷气的纯化方法与四氯化硅、三氯氢硅基本相同，也是以精馏法和吸附法为主。 

硅烷气经纯化处理合格后就可送入分解炉。硅烷气体分解是在分解炉中发热体表面上进行的。在600℃以上时，硅烷气体能迅速分解成硅与氢气： 

实际分解反应较复杂，有人认为硅烷气体分解反应是按下列步骤进行的： 

产生后，可能是按下列两个反应进行的： 

硅烷热分解设备包括分解炉和电器等部分，其基本形式和氢还原设备相似，一般的情况下，二者的设备可以通用。 

硅烷热分解和氢还原的方式是一样的，都可以在硅芯、钼芯等发热体上沉积，但前者沉积的速度较快。 

影响硅烷热分解可能的因素有温度、硅烷气体的流量等。一般认为，硅烷热分解的温度控制在800℃左右较为合适。硅烷气体流量视分解设备具体情况而定，尤其是发热体表面面积大小与它的选定很有关系。在热分解的过程中，必须严格控制分解温度和硅烷气体流量，防止无定形硅的生成。 

再有，硅烷是一种高挥发性，遇空气会自燃、爆炸的无色气体，因此，硅烷热分解一定注意设备、管道要严密，千万不可让硅烷气与大气直接接触。