[發(fā)明專利]一種四氯化硅的氫化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810467385.0
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108439413B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寶順;宗冰;肖建忠;王體虎;陳聰
• 申請（專利權(quán)）人: 亞洲硅業(yè)（青海）有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢翔宇

本發(fā)明提供一種四氯化硅的氫化方法，屬于多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。四氯化硅的氫化方法是向填充有電磁場調(diào)整材料和負載金屬催化劑的氣體放電反應(yīng)器內(nèi)通入四氯化硅和氫氣，在電磁場的作用下反應(yīng)。此方法能夠提高四氯化硅低溫氫化的效率，降低反應(yīng)體系的溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種四氯化硅的氫化方法。

背景技術(shù)

多晶硅是光伏產(chǎn)業(yè)和微電子產(chǎn)業(yè)的基石，是重要的工業(yè)材料。目前，改良西門子法是生產(chǎn)多晶硅的主流方法，世界上95％以上的多晶硅通過改良西門子法制備。據(jù)統(tǒng)計，采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅時，每生產(chǎn)1噸多晶硅，便會產(chǎn)生16噸左右的四氯化硅。

四氯化硅熱氫化方法是處理四氯化硅的主要技術(shù)，是四氯化硅和氫氣通入熱氫化爐，在1500K左右溫度下反應(yīng)生成三氯氫硅，由于該技術(shù)具有能耗高，四氯化硅轉(zhuǎn)化效率低，單爐處理量少等局限性特點，因此已逐漸被市場淘汰。四氯化硅冷氫化方法是新興的四氯化硅處理技術(shù)，是四氯化硅，氫氣和金屬級硅粉通入大型流化床反應(yīng)器，在850K左右溫度下反應(yīng)，產(chǎn)物主要有三氯氫硅，二氯二氫硅以及聚氯硅烷，由于反應(yīng)物料中加入了金屬級硅粉，增大了反應(yīng)時的雜質(zhì)基數(shù)，因此反應(yīng)產(chǎn)物中存在含C、B、P等影響多晶硅品質(zhì)的雜質(zhì)，含此類雜質(zhì)的化合物物理性質(zhì)與主要產(chǎn)物三氯氫硅或主要原料氫氣相近，故較難從系統(tǒng)中除去，在系統(tǒng)循環(huán)時，會引起產(chǎn)品質(zhì)量的波動。

在高溫下設(shè)備中的低沸點物質(zhì)很容易揮發(fā)，從而對反應(yīng)物料造成污染，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。四氯化硅熱氫化技術(shù)和四氯化硅冷氫化技術(shù)的反應(yīng)溫度均超過800K，在該溫度下，反應(yīng)器爐壁和反應(yīng)器內(nèi)件會發(fā)生揮發(fā)出B、P等雜質(zhì)，繼而污染物料，降低物料純度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種四氯化硅的氫化方法，能夠提高四氯化硅低溫氫化的效率，降低反應(yīng)體系的溫度。

本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種四氯化硅的氫化方法，向填充有電磁場調(diào)整材料和負載金屬催化劑的氣體放電反應(yīng)器內(nèi)通入四氯化硅和氫氣，在電磁場的作用下反應(yīng)。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述負載金屬催化劑包括金屬和載體。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述金屬選自Cu、Fe、Si、Al、Pt、Ag和Au中的一種；

優(yōu)選地，金屬為Cu。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述載體選自SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、硅鋁酸鹽和活性炭中的一種；

優(yōu)選地，載體為SiO₂。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述電磁場調(diào)整材料為鐵電材料。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述鐵電材料選自BaTiO₃、KTaO₃、LiNbO₃、PZT、PLZT和Cd₂Nb₂O₇中的一種。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述負載金屬催化劑與電磁場調(diào)整材料的體積比為20：1－6：1。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述放電反應(yīng)器為介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器或滑動弧放電反應(yīng)器。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述放電反應(yīng)器為介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器；

優(yōu)選地，放電反應(yīng)器為雙層介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器。

進一步地，本發(fā)明較佳的實施例中，上述氫氣和四氯化硅的摩爾比為5：1－25：1。