随着第五代移动通信技术和物联网时代的到来,作为全球电子工业和信息产业基石的电子级多晶硅,其战略性材料的地位日益突显,其需求量日益增大。改良西门子法是其主要生产工艺,然而杂质（B、P、C等）含量过高是当前遇到的瓶颈问题。其中杂质B是电子级多晶硅的受主杂质,其含量需要控制在0.3ppb以下。精馏后的三氯氢硅（SiHCl₃）和微量的三氯化硼（BCl₃）进入西门子还原炉内,在加热的硅棒表面发生非均相（化学气相沉积）反应,导致电子级多晶硅产品中掺入杂质B,从而影响产品质量。本文针对这一实际问题进行研究,开展了SiHCl₃-BCl₃-H₂-Si（S）体系中非均相反应机理的研究。基于密度泛函理论（DFT）,应用量子化学理论,采用Materials Studio软件中CASTEP、DMol³模块,建立了Si晶胞模型,并通过分析确定硅（100）面为主晶面,并计算了相关参数,应用模型研究了BCl₃和SiHCl₃在硅晶面非均相反应机理,通过研究获得以下主要结论:（1）建立了真空环境下SiHCl₃和BCl₃在多晶硅（100）表面的吸附模型,通过计算结果表面BCl₃和SiHCl₃在Si（100）晶胞表面的最佳吸附位分别为分子正位、氢底二前位。由Mulliken电荷布居和差分电子密度可知:吸附后,SiHCl₃和BCl₃分子向晶胞表面发生转移电荷分别为0.24eV和0.29eV,表明BCl₃和SiHCl₃均易被Si（100）晶胞表面吸附,且BCl₃更易被吸附。真空环境下SiHCl₃和BCl₃在多晶硅（100）表面共吸附机理为:SiHCl₃分子中的Si原子与BCl₃中的B原子形成共价键;BCl₃和SiHCl₃分子中各有一个Cl原子发生解离反应,吸附在Si（100）表面上距离最近的桥位Si原子上;BCl₃分子中的另一个Cl原子与B原子的键长被明显拉长。从而表明BCl₃优先与Si（100）表面发生吸附反应,Cl原子与Si（100）表面有明显的吸附作用,形成Si-Cl键。（2）基于密度泛函理论（DFT）中广义梯度近似（GGA）下的BLYP、PBE泛函,利用TS方法计算SiHCl₃、BCl₃在Si（100）表面的吸附作用的过渡态,结果表明:BCl₃分子在Si（100）晶胞表面离解,脱Cl后的B原子与桥位Si原子成键,其最佳路径为:ab-BCl₃→ab-BCl₂→ab-BCl→ab-B;SiHCl₃分子在Si（100）晶胞表面离解,脱Cl、H后的Si原子与桥位Si原子成键,以ab-SiHCl₃→ab-SiHCl₂→ab-SiHCl→ab-SiH→ab-Si→ab-Si-ab的路径进行。（3）在加氢环境下,研究了SiHCl₃和BCl₃在Si（100）晶胞表面共吸附,结果表明:BCl₃优先在Si（100）晶胞表面吸附,SiHCl₃分子吸附到脱除一个Cl原子后（形成ab-BCl₂）的B原子上形成ab-BCl₂-SiHCl₃,发生离解反应（逐步脱Cl和H）后,Si与邻近Si（100）晶胞表面桥位Si原子成键,从而B和Si共吸附到Si（100）晶胞表面,形成ab-B-Si-ab。其最佳路径为:ab-BCl₃→ab-BCl₂→ab-BCl₂-SiHCl₃→ab-BCl-SiHCl₃→ab-B-SiHCl₃→ab-B-SiHCl₂→ab-B-SiHCl→ab-B-SiH-ab→ab-B-Si-ab。