[发明专利]三氯硅烷制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将四氯化硅转换为三氯硅烷的三氯硅烷制造装置。

背景技术

作为用于制造高纯度的硅（Si：硅）的原料而使用的三氯硅烷（SiHCl₃）能够由四氯化硅（SiCl₄：四氯化硅）与氢来制造。

即，通过基于以下反应式（1）、（2）的三氯硅烷的还原反应和热解反应生成硅。用于这些反应的三氯硅烷通过基于以下反应式（3）的反应生成。

SiHCl₃+H₂→Si+3HCl              …（1）

4SiHCl₃→Si+3SiCl₄+2H₂          …（2）

SiCl₄+H₂→SiHCl₃+HCl            …（3）

反应式（3）的反应是在高温状态的反应容器内导入包含四氯化硅和氢的供给气体来进行的。例如，在专利文献1中，提出有如下三氯硅烷制造装置，其具有发热体包围由同心配置的2个管形成的外室和内室构成的双层室设计的反应室的结构。

即，专利文献1中记载的三氯硅烷制造装置中，采用如下结构，即通过设置于反应室的下部的热交换器预热的供给气体相对于反应室的外室从下方导入，一边被加热一边朝向上方流过外室之后，在外室的上部改变流动方向而导入到内室，朝向下方流过内室并从内室的下部排出。

专利文献1：日本专利3781439号公报

在专利文献1中提出的以往结构的三氯硅烷制造装置中，低温状态的供给气体与通过发热体加热的高温状态的外室壁面接触而被加热。因此外室尤其是供给气体入口附近的壁面内外的温度差较大，有可能在该部分中易产生破裂或裂纹。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于防止三氯硅烷制造装置中反应容器因通过供给气体和加热器产生的温度差而破损。

本发明的三氯硅烷制造装置，其具备：反应容器，具有设置为大致筒状且形成沿所述反应容器的轴线方向延伸的流道的被加热壁；及加热器，加热所述被加热壁，所述三氯硅烷制造装置通过在所述反应容器内加热包含四氯化硅和氢的供给气体来生成包含三氯硅烷和氯化氢的反应生成气体，其中以比在所述流道中沿所述轴线方向的最大轴线方向长度还短的轴线方向长度朝相反方向折返1次以上的方式形成的折返流道部设置于所述流道的最上游部。

三氯硅烷制造装置中，若加热前的低温状态的供给气体与被加热后呈高温状态的被加热壁接触，则被加热壁有可能因高温的被加热面与被加热前的低温状态的供给气体冷却的内表面的温度差而破损。与此相对，根据本发明的三氯硅烷制造装置，通过在流道的最上游部具备折返流道部，能够将低温状态的供给气体在该折返流道部加热后导入到流道，因此能够抑制被加热壁中的温度差且防止反应容器的破损。

该三氯硅烷制造装置中，优选所述折返流道部的沿所述轴线方向的所述轴线方向长度为所述流道的所述最大轴线方向长度的10%以上50%以下。所述折返流道部的轴线方向长度短于最大轴线方向长度的10%时，无法充分加热导入到流道的供给气体，无法充分得到抑制反应容器的被加热壁的内外温度差的效果。另一方面，所述折返流道部的轴线方向长度长于最大轴线方向长度的50%时，形成折返流道部的部件变大，有可能变得不稳定或结构复杂化。并且，由于折返流道部变大，加热效率有可能降低。由此，为了防止反应容器的被加热壁的壁部件的破损，优选将所述折返流道部的轴向方向长度设定为流道的沿轴线方向的最大轴线方向长度的10%以上50%以下。

根据本发明的三氯硅烷制造装置，能够在三氯硅烷制造装置中防止反应容器因通过供给气体和加热器产生的温度差而破损。

附图说明

图1是本发明所涉及的三氯硅烷制造装置的第1实施方式的截面图。

图2是表示图1的三氯硅烷制造装置的折返流道部的放大截面图。

图3是表示本发明所涉及的三氯硅烷制造装置的第2实施方式的截面图。

图4是表示本发明所涉及的三氯硅烷制造装置的第3实施方式的截面图。

图5是表示本发明所涉及的三氯硅烷制造装置的第4实施方式的截面图。

符号说明