[實用新型]用于熱分解揮發性化合物和沉積由此所形成的顆粒的設備

無效

• 申請號: 200520132158.0
• 申請日: 2005-12-09
• 公開（公告）號: CN200964354Y
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: P·阿德勒;W·皮爾茨爾;R·宗南沙因
• 申請（專利權）人: 德古薩公司
• 主分類號: C01B33/027
• 分類號: C01B33/027;C01B33/029
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華;李連濤

技術領域

本發明涉及一種從氣相沉積極細顆粒，特別是適于光電應用和電子應用的粉末狀硅的設備(后面也簡稱為裝置、反應器或熱解反應器)。

背景技術

早就已知，通過單硅烷的氣相熱解可制備高純硅(參見US4676967、DE?3311650、DE?752280、DE?1180346)。所有這些方法的共同問題是要盡可能有效地產生極細的顆粒并從氣體中分離和收集該極細的顆粒。終于在杜伊斯堡(Duisburg)大學研發了該方法[Wigger，Starke，Roth：“Silicon?Particle?Formation?by?Pyrolysis?ofSilane?in?a?Hot?wall?Gasphase?Reactor”，Chem.Eng.Technol.24(2001)3，第261-264頁]。

以單硅烷為原料實現了按下列反應通式制備粉末狀硅：

SiH₄→Si+2H₂

通常適用于此的裝置結構如下：熱解反應器由垂直安裝的可選地由SiSiC或石英玻璃制成的管構成。其上半段是可加熱的，并裝配在經冷卻的不銹鋼夾套中。為避免在管壁上的燒結，該區域用氫從上而下地吹洗。單硅烷以純的或用合適氣體稀釋的形態從上面噴入，并在熱區分解。形成的顆粒聚集在其它的管段中，并與由反應產生的和用以吹洗的氫一起經冷卻。硅和氫在下部區離開該管。接著吹入100％的氮氣，以冷卻氫/固體混合物和能更好地氣動輸送固體。硅通過導管送入粉塵過濾器，在那里經收集并通過可氣動凈化的金屬濾芯分離氫。氫離開過濾器并通常被導入廢氣燃燒裝置。硅收集在貯罐中并被導出。

這種裝置在反應管的出口處通過基本上是水平的或向上取向的導管對硅粉塵的輸送是有缺點的。這常會導致輸送管的堵塞。另一缺點是通過驟冷的冷卻，因為這里必然加入其它氣體。此外單管的容量是受限的，因此采用平行單管裝置在設備耗費方面是很大的。再則從過濾器殼卸料時總還會導致堵塞。另一缺點是產生的硅會由不銹鋼的磨損所污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種減少上述缺點的可能性。

本發明的目的是通過本發明的用于熱分解揮發性化合物和沉積由此所形成的顆粒的設備實現的，該設備具有如下特征：

·壓力容器(1)，

·至少一根反應管(2)，其開口端(2c)伸入所述壓力容器中，其另一端位于所述壓力容器之外并配有氣體輸入(3)，所述反應管的縱軸的取向為垂直向下并平行于壓力容器的縱軸(1d)，所述反應管的氣體進口側(2a)是可加熱的，氣體出口側(2b)是可冷卻的，

·壓力容器(1)的下部具有收集圓錐體(1a)，所述一根或多根反應管的開口端(2c)伸入到該收集圓錐體的氣腔(1b)中，

·所述收集圓錐體(1a)與顆粒(P)的出口閘門(6)相連接，和

·氣體出口部件(7)，其裝備有氣體導向(7a)，該氣體導向(7a)的氣體進口區(7b)與收集圓錐體(1a)的氣腔(1b)相連接，所述氣體出口部件(7)還裝備有過濾裝置(8)和位于壓力容器外部的氣體出口(9)。

由此發現下列的有利結構：