[其他]三氯氫硅(SiHCl3)的制備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100535
• 申請日: 1987-01-24
• 公開（公告）號: CN87100535A
• 公開（公告）日: 1987-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張崇玖
• 申請（專利權(quán)）人: 張崇玖
• 主分類號: C01B33/08
• 分類號: C01B33/08
• 代理公司: 江蘇省南通市專利服務(wù)部
• 代理人: 左一平

本發(fā)明屬于三氯氫硅（SiHCl₃）的制備。

SiHCl₃是制備高純多晶硅的主要原料。一般SiHCl₃的合成方法都是用HCl氣體通入到加熱的硅粉中來制備，其反應(yīng)式如下：

利用這種方法雖然能制備SiHCl₃，但產(chǎn)率只有80-90%，以我國大型的硅材料廠740廠為例，SiHCl₃的實際產(chǎn)率也只有82%左右，其余的主要為SiCl₄付產(chǎn)物。其工藝流程如圖（1）：

雖然SiCl₄也可用氫還原的方法制備高純多晶硅，但還原率低、能耗高，即使象740廠這樣的大廠，也將SiCl₄作為廢物排出，這樣就增加了我國環(huán)保部門的負擔(dān)。

為了提高SiHCl₃的產(chǎn)率，曾有人用HCl+H₂混合氣通入到加熱的硅粉中來實現(xiàn)，其工藝流程如圖（2）。

但是由于加H₂后使尾氣中H₂和SiH₂Cl₂的數(shù)量增加，將帶走更多的SiHCl₃和SiCl₄的飽和蒸汽，雖然形式上SiHCl₃的產(chǎn)率增加了，但實際SiHCl₃的收率卻下降了。為了減少被H₂帶走的產(chǎn)物，必須加強冷凍，這又增加了能耗。

本發(fā)明就是為了解決以上的問題，而提出的一種不需要改變原來工藝流程的最佳反應(yīng)溫度，不必加強冷凍、也不必改變精餾塔的塔板數(shù)和回流比，只需在HCl通入到加熱的硅粉中反應(yīng)的同時增加通入SiCl₄，利用反應(yīng)物中通入的SiCl₄來抑制產(chǎn)物中SiCl₄的生成，從而使SiHCl₃的收率達到100%的方法。

本發(fā)明的特征是：將精餾塔中分餾出來的SiCl₄或由外面買來的SiCl₄作為原料重新送入到沸騰床或固定床中，和HCl氣體一起與硅粉發(fā)生反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)SiCl₄通入量的多少來控制SiHCl₃的收率。

SiCl₄的通入方法可采用氣體載帶法、滴液汽化法和直接滴入法等，發(fā)明人曾做過實施例，現(xiàn)結(jié)合實施例對發(fā)明作進一步的描述。

1.SiCl₄氣體載帶法，工藝流程如圖（3）所示：

在HCl通入到反應(yīng)器之間，增加一個SiCl₄源罐，然后由HCl氣體載帶著SiCl₄的飽和蒸汽進入到反應(yīng)器中，與硅粉反應(yīng)生成SiHCl₃和SiCl₄，再經(jīng)過精餾塔，將SiHCl₃和SiCl₄分開。在貯存SiCl₄的器血與SiCl₄源罐之間用一根管子連接，使餾出的SiCl₄能源源不斷地送入到SiCl₄源罐和反應(yīng)器中，在SiCl₄的源罐內(nèi)有溫度控制器，可以調(diào)節(jié)SiCl₄的源溫和飽和蒸汽壓，通過調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)腟iCl₄摻入量，而使SiHCl₃的實際收率提高，直至達到100%。

實踐證明，當(dāng)由HCl帶入的SiCl₄總量≤由精餾后得到的SiCl₄總量，這時反應(yīng)物中通入的SiCl₄只是對產(chǎn)物中SiCl₄的生成起抑制作用，使由反應(yīng)式（2）生成的SiCl₄的數(shù)量減少，這時SiHCl₃的實際收率將有所提高，直至達到100%。