[发明专利]三氯硅烷制造装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将四氯化硅转换为三氯硅烷的三氯硅烷制造装置及制造方法。

背景技术

作为用于制造硅（Si：硅）的原料而使用的三氯硅烷(SiHCl₃)能够通过使四氯化硅(SiCl₄：四氯化硅)与氢反应进行转换来制造。

即，硅通过根据以下的反应式(1)(2)的三氯硅烷的还原反应和热分解反应而生成。三氯硅烷通过根据以下的反应式(3)的转换反应而生成。

作为制造三氯硅烷的装置，例如在专利文献1，2中，提出了一种反应室被做成具有通过同心配置的两根管形成的外室和内室的二重室设计，在该反应室的外侧的周围配置有发热体的反应容器。在该反应容器中，以碳等形成的发热体通过通电发热而从外侧加热反应室内，由此使反应室内的气体进行反应。

在专利文献3中，公开了一种在反应室内配置多根管状的加热器，在反应室内及加热器内直接加热气体的构造的装置。

在专利文献4中，为了对温度容易变低的反应室的下部有效地进行加热，提出了一种在发热部的中途形成阶梯差，通过下部的截面积小从而电阻值大且发热温度高的加热器。

专利文献

[专利文献1]日本特许第3781439号公报

[专利文献2]日本特开2004-262753号公报

[专利文献3]日本特公昭60-49021号公报

[专利文献4]日本特开2007-3129号公报

在三氯硅烷的制造装置中，通常为了防止在高温下产生杂质，在反应容器、加热器中使用被施加了碳化硅的镀敷的碳构件。在三氯硅烷的制造装置中，要求以高的热效率将反应室内有效地加热到三氯硅烷的反应温度，但另一方面当加热器变得过于高温时，有损伤加热器表面的碳化硅的镀敷并招致碳的露出，从碳中产生杂质的担忧，因此需要一边将加热器表面的最高温度保持在限制值以下，一边增加高温区域。

当为专利文献1，2所述的构造时，通过在反应室的外部配置的发热体对反应室内进行加热，但是不能有效地利用从发热体向半径方向外方放射的辐射热，存在热效率低的问题。

在专利文献3所述的构造的情况下，虽然在反应室的内部设置有加热器，但为从狭窄的配管内通过的加热器，没有效率。

在专利文献4所述的加热器中，通过使加热器的截面积做成与上部相比在下部变小，使下部的输出密度上升。可是，为了一边使上部的输出密度较大地减少一边安全地使其自立，需要确保下部的截面积在一定程度以上，为此必须显著地增大上部，在反应室内设置多个加热器的情况下，有对设置数、配置产生制约的担忧。

发明内容

本发明正是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制反应室内的加热器表面的最高温度，并且以高的热效率对供给气体进行加热的三氯硅烷制造装置及制造方法。

本发明是从包含四氯化硅和氢的原料气体制造三氯硅烷的装置，其特征在于，具备：反应室，被供给所述原料气体并生成包含三氯硅烷和氯化氢等的反应气体；多个加热器，在所述反应室内沿上下方向设置，对所述原料气体进行加热；以及多个电极，与这些加热器的基端部连接，各所述加热器具备：第一加热器，以通过来自所述电极的通电而进行发热的发热部构成；以及第二加热器，在比提供给来自所述电极的通电而发热第一加热器的发热部短的发热部的上端或者下端连接有由非发热部构成的辐射板，所述第一加热器的发热部的一部分和所述第二加热器的辐射板被相向配置，在所述反应室中，在所述第二加热器的发热部和辐射板中的所述第二加热器的发热部被配置的一侧具备所述原料气体的导入口，在所述第二加热器的辐射板被配置的一侧具备所述反应气体的导出口。

根据该三氯硅烷制造装置，通过在反应室内设置加热器，加热器的热直接传递至在其周围流通的原料气体，因此能够对原料气体以高的热效率进行加热。此外，因为在反应室内设置加热器，所以即使使反应室大型化，也能够在其需要处所设置加热器，不会损害热效率。

进而，在本发明的三氯硅烷制造装置中，在第一加热器之外，设置了辐射板的第二加热器与第一加热器相向配置，并且第二加热器的辐射板在反应室内的反应气体的导出口侧配置，因此能够在反应室内被暴露于低温的原料气体中的第一加热器及第二加热器的发热部的发热量高的状态下，使原料气体的温度迅速地上升，能够高效地对原料气体进行加热。