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硅烷流化床法生产粒状多晶硅技术因具有节能、高效、环保等优点受到广泛关注,但国内对其研究仍处于起步阶段。硅烷热解的实验条件比较苛刻,尤其对于工业级硅烷流化床装置,单纯采取实验手段进行研究需付出巨大的经济代价,这制约着该技术的研究与发展。建立描述硅烷流化床化学气相沉积过程的多尺度耦合模型具有重要意义。本文首先详细地分析比较了文献中多种硅烷热解的反应动力学模型,由此确定了简化的硅烷热解反应机理,即考虑硅烯的异相沉积,并筛选出两种硅烷均相分解的动力学模型（Ho-hom、Col-hom）及三种硅烷异相沉积的动力学模型（Fur-het、Iya-het、Bus-het）,将其进行不同形式的组合提出了六种可能合适的硅烷热解反应动力学模型。然后针对硅烷流化床反应器建立硅烷氢气系统的三维模型,结合粒群衡算模型和基于颗粒动力学理论的欧拉双流体模型建立了CFD-PBM耦合模型,以便考察颗粒粒径的变化。经验证分析表明所建立的耦合模型是有效的。利用Chemkin将硅烷均相反应机理导入流体力学软件Fluent中,对六种不同动力学模型进行数值模拟分析,结果表明用Ho的硅烷均相分解动力学模型与Furusawa的硅烷异相沉积动力学模型结合得到的模拟值与Hsu等的实验数据吻合良好,较适用于硅烷流化床的带反应模拟。另外,模拟结果表明硅沉积主要发生在密相区及气泡周围,浓度极少的硅烯异相沉积对硅沉积的贡献约为硅烷10%。最后建立了工业级硅烷流化床的三维模型,考虑颗粒团聚及壁面沉积,进一步丰富了硅烷流化床中颗粒生长机理,并详细分析了进气组成、进气速度、反应温度对多晶硅生长速率的影响。建议合适的操作条件为:硅烷入口浓度10%20%,进气速度3.56umf,反应温度923973K,并提出改变硅烷入口浓度分布,使近壁面处于高氢气氛围,可以有效减少壁面沉积。