JPH0649569B2 - トリクロルシランの製造方法およびその装置 - Google Patents
トリクロルシランの製造方法およびその装置Info
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- JPH0649569B2 JPH0649569B2 JP26248085A JP26248085A JPH0649569B2 JP H0649569 B2 JPH0649569 B2 JP H0649569B2 JP 26248085 A JP26248085 A JP 26248085A JP 26248085 A JP26248085 A JP 26248085A JP H0649569 B2 JPH0649569 B2 JP H0649569B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は高温下で不純物を生ぜずに四塩化珪素（SiC
l4）をトリクロルシラン（SiHCl3）に転換し、かつ製造
反応炉の耐久性にも優れるトリクロルシランの製造方法
とその製造装置に関する。
l4）をトリクロルシラン（SiHCl3）に転換し、かつ製造
反応炉の耐久性にも優れるトリクロルシランの製造方法
とその製造装置に関する。
＜技術背景＞ トリクロルシランを高温下で水素還元，熱分解して半導
体級の高純度多結晶シリコンを製造する場合，必然的に
多量の四塩化珪素が副生する。該四塩化珪素から直接，
多結晶シリコンを製造することは可能であるがトリクロ
ルシランを原料とするものに比べ高温で反応させる必要
があり，また収率も悪い。従つて，多結晶シリコンの製
造効率を高めるためには上記四塩化珪素をトリクロルシ
ランに転換し，その有効利用を図ることが不可欠であ
る。上記半導体級多結晶シリコンの製造工程から副生す
る四塩化珪素は，それ自体不純物が極めて少ないため，
この四塩化珪素を原料として不純物が極めて少ないトリ
クロルシランを製造することが出来る。
体級の高純度多結晶シリコンを製造する場合，必然的に
多量の四塩化珪素が副生する。該四塩化珪素から直接，
多結晶シリコンを製造することは可能であるがトリクロ
ルシランを原料とするものに比べ高温で反応させる必要
があり，また収率も悪い。従つて，多結晶シリコンの製
造効率を高めるためには上記四塩化珪素をトリクロルシ
ランに転換し，その有効利用を図ることが不可欠であ
る。上記半導体級多結晶シリコンの製造工程から副生す
る四塩化珪素は，それ自体不純物が極めて少ないため，
この四塩化珪素を原料として不純物が極めて少ないトリ
クロルシランを製造することが出来る。
従来，四塩化珪素と水素とによりトリクロルシランを製
造する方法として，原料ガスを金属珪素の流動層に通
じ，接触反応させる方法が知られている。ところがこの
方法では金属珪素粉末に含まれる不純物により生成する
トリクロルシランが汚染される問題がある。更に，金属
珪素の流動層を用いない場合でも，反応炉の材質に起因
する次のような問題がある。即ち，反応炉の材質として
は従来，高温の水素，四塩化珪素，塩化水素ガスに対し
て耐蝕性のある，カーボン，炭化珪素，シリカ，アルミ
ナ等が選ばれている。これらのうちカーボンについては
高純度で比較的大型の部材の製造が可能であり，又，繊
維状のカーボンを使用すれば断熱効果も大きく，炉の構
成材として適当な部材であるが，800℃以上の高温に曝
されると有機不純物が発生し，生成するトリクロルシラ
ンが汚染される。一方，炭化珪素については1000℃まで
の温度下では有機不純物の発生は殆ど見られないが，高
純度で大型の部材の製造が困難である。又，SiO2，Al2O
3も1000℃以上の高温では水素，塩化水素，四塩化珪素
に対し耐久性がなく，使用上問題がある。また，上記部
材の他，有害な不純物を含まない部材としては高純度シ
リコンがある。シリコンは四塩化珪素と水素との混合ガ
ス中ではガス中のCl2，H2，Si分圧と温度との相互の関
係で析出ないしエツチングされることで平衡状態を保つ
ことが知られている。ところが，四塩化珪素と水素の混
合モル比（4CS：H2）が１：20以下では900℃以下の温度
でシリコンがエツチングされ耐蝕性が無い。このため低
温から高温までの温度分布が避けられない反応炉の構成
材として適切ではないと考えられていた。
造する方法として，原料ガスを金属珪素の流動層に通
じ，接触反応させる方法が知られている。ところがこの
方法では金属珪素粉末に含まれる不純物により生成する
トリクロルシランが汚染される問題がある。更に，金属
珪素の流動層を用いない場合でも，反応炉の材質に起因
する次のような問題がある。即ち，反応炉の材質として
は従来，高温の水素，四塩化珪素，塩化水素ガスに対し
て耐蝕性のある，カーボン，炭化珪素，シリカ，アルミ
ナ等が選ばれている。これらのうちカーボンについては
高純度で比較的大型の部材の製造が可能であり，又，繊
維状のカーボンを使用すれば断熱効果も大きく，炉の構
成材として適当な部材であるが，800℃以上の高温に曝
されると有機不純物が発生し，生成するトリクロルシラ
ンが汚染される。一方，炭化珪素については1000℃まで
の温度下では有機不純物の発生は殆ど見られないが，高
純度で大型の部材の製造が困難である。又，SiO2，Al2O
3も1000℃以上の高温では水素，塩化水素，四塩化珪素
に対し耐久性がなく，使用上問題がある。また，上記部
材の他，有害な不純物を含まない部材としては高純度シ
リコンがある。シリコンは四塩化珪素と水素との混合ガ
ス中ではガス中のCl2，H2，Si分圧と温度との相互の関
係で析出ないしエツチングされることで平衡状態を保つ
ことが知られている。ところが，四塩化珪素と水素の混
合モル比（4CS：H2）が１：20以下では900℃以下の温度
でシリコンがエツチングされ耐蝕性が無い。このため低
温から高温までの温度分布が避けられない反応炉の構成
材として適切ではないと考えられていた。
＜発明の構成＞ 本発明は炉内の高温に曝される部分にシリコンあるいは
シリコン化合物のコーテングを設けることにより高温下
で不純物を生ぜずに四塩化珪素をトリクロルシランに転
換することを可能にし，従来の課題を解消したものであ
る。
シリコン化合物のコーテングを設けることにより高温下
で不純物を生ぜずに四塩化珪素をトリクロルシランに転
換することを可能にし，従来の課題を解消したものであ
る。
本発明によれば，炉内のヒータおよび炉壁の高温部分に
珪素または珪素化合物をコーテングした反応炉を用い，
四塩化珪素と水素とを混合した原料ガスを加熱してトリ
クロルシランを製造することを特徴とするトリクロルシ
ランの製造方法が提供される。
珪素または珪素化合物をコーテングした反応炉を用い，
四塩化珪素と水素とを混合した原料ガスを加熱してトリ
クロルシランを製造することを特徴とするトリクロルシ
ランの製造方法が提供される。
更に，その好適な実施態様として，上記原料ガスの四塩
化珪素と水素の混合モル比が２：１〜１：30であり，該
原料ガスを600〜1100℃に加熱して製造する方法，およ
び，上記四塩化珪素と水素との混合モル比を変えて，上
記コーテング層の厚みを一定に保ちながら製造する方法
が提供される。また，上記四塩化珪素に代えてトリクロ
ルシランと水素との混合ガスを用いて上記コーテング層
の厚さを回復させる製造方法が提供され，これら製造方
法を実施する装置として，四塩化珪素と水素とを混合し
た原料ガスの供給口と，排気口とを具え，炉内にヒータ
が設けられている反応炉において，ヒータおよび炉内の
高温に曝される部分に珪素あるいは珪素化合物がコーテ
ングされていることを特徴とする製造装置が提供され
る。
化珪素と水素の混合モル比が２：１〜１：30であり，該
原料ガスを600〜1100℃に加熱して製造する方法，およ
び，上記四塩化珪素と水素との混合モル比を変えて，上
記コーテング層の厚みを一定に保ちながら製造する方法
が提供される。また，上記四塩化珪素に代えてトリクロ
ルシランと水素との混合ガスを用いて上記コーテング層
の厚さを回復させる製造方法が提供され，これら製造方
法を実施する装置として，四塩化珪素と水素とを混合し
た原料ガスの供給口と，排気口とを具え，炉内にヒータ
が設けられている反応炉において，ヒータおよび炉内の
高温に曝される部分に珪素あるいは珪素化合物がコーテ
ングされていることを特徴とする製造装置が提供され
る。
本発明は四塩化珪素と水素の混合ガスを高温に加熱して
四塩化珪素をトリクロルシランに転換する。従来，四塩
化珪素を原料としたトリクロルシランの製造は，例えば
特開昭48-47500号に開示されているように外熱式反応管
中で５００〜1100℃の温度範囲でなされていた。この理
由は，原料ガスとして四塩化珪素，トリクロルシラン，
塩化水素等の腐食性ガスを用いるため高温下でこれに耐
える材料が見当たらないこと，及び，1100℃以上では生
成したトリクロルシランからシリコンへの析出が始まる
ので有利ではないからである。また，特開昭48-95396号
に開示されている方法は，600〜1200℃の温度下で反応
平衡にあるSiHCl3，SiCl4，H2，HClの混合ガスを300℃
以下に急冷してトリクロルシランを得ている。このよう
に従来，四塩化珪素をトリクロルシランに転換する方法
は種々知られているが，反応炉を構成する材質や使用原
料等に問題があり，半導体級の純度を有するものはな
い。
四塩化珪素をトリクロルシランに転換する。従来，四塩
化珪素を原料としたトリクロルシランの製造は，例えば
特開昭48-47500号に開示されているように外熱式反応管
中で５００〜1100℃の温度範囲でなされていた。この理
由は，原料ガスとして四塩化珪素，トリクロルシラン，
塩化水素等の腐食性ガスを用いるため高温下でこれに耐
える材料が見当たらないこと，及び，1100℃以上では生
成したトリクロルシランからシリコンへの析出が始まる
ので有利ではないからである。また，特開昭48-95396号
に開示されている方法は，600〜1200℃の温度下で反応
平衡にあるSiHCl3，SiCl4，H2，HClの混合ガスを300℃
以下に急冷してトリクロルシランを得ている。このよう
に従来，四塩化珪素をトリクロルシランに転換する方法
は種々知られているが，反応炉を構成する材質や使用原
料等に問題があり，半導体級の純度を有するものはな
い。
本発明は炉内のヒータを含む高温部分にシリコンあるい
はシリコン化合物をコーテングすることにより，炉の耐
久性と高温下での不純物汚染を防止した。
はシリコン化合物をコーテングすることにより，炉の耐
久性と高温下での不純物汚染を防止した。
本発明に係る装置構成の一例を第１図に示す。
反応炉１０は円筒形であり，その内部に適数個のヒータ
１１が設けられている。該ヒータ１１は反応炉１０の上
面に設けた電極１６に保持され，該炉の上部から下部に
向かつて突出している。該ヒータ１１は図示するように
直接通電加熱される方法でもよく，またその他，高周波
加熱などの方法によつて加熱してもよい。該反応炉１０
の下部側壁には原料ガスの供給口１２が設けられてお
り，更に該供給口１２の上側には炉内を仕切る分散板１
３が取り付けられている。該分散板１３には多数の小孔
１４が穿設されており，供給口１２を通じて炉内に導入
された原料ガスを均一に分散して炉内上方に流す。一
方，炉１０の上部には適数個の排気口１５が設けられて
おり，該排気口１５を通じてトリクロルシラン，塩化水
素および未反応の水素，四塩化珪素の混合ガスが取り出
される。
１１が設けられている。該ヒータ１１は反応炉１０の上
面に設けた電極１６に保持され，該炉の上部から下部に
向かつて突出している。該ヒータ１１は図示するように
直接通電加熱される方法でもよく，またその他，高周波
加熱などの方法によつて加熱してもよい。該反応炉１０
の下部側壁には原料ガスの供給口１２が設けられてお
り，更に該供給口１２の上側には炉内を仕切る分散板１
３が取り付けられている。該分散板１３には多数の小孔
１４が穿設されており，供給口１２を通じて炉内に導入
された原料ガスを均一に分散して炉内上方に流す。一
方，炉１０の上部には適数個の排気口１５が設けられて
おり，該排気口１５を通じてトリクロルシラン，塩化水
素および未反応の水素，四塩化珪素の混合ガスが取り出
される。
上記反応炉１０の炉本体およびヒータ１１，分散板１３
の材質はカーボンが用いられる。勿論他の耐熱性の材質
を用いることもできる。上記反応炉内部の高温部分には
シリコンあるいはシリコン化合物がコーテングされる。
即ち，分散板１３からカーボンヒータ１１の中央部付近
にかけて800〜1000℃に加熱される部分Ａには，ヒータ
および炉内壁にシリコン化合物がコーテングされる。該
シリコン化合物としては炭化珪素が好適である。その
他，窒化珪素などを用いることができる。コーテング層
の厚さは炉材のカーボンが露出しない厚さであれば良
く，耐久性を考慮して１〜２mm程度であれば良い。上記
反応炉１０の1000℃以上に加熱される部分Ｂ，即ちヒー
タ１１の中央部から炉上部の範囲にはヒータおよび炉内
壁に高純度のシリコンがコーテングされる。該シリコン
コーテングの厚さは１〜３０mm程度であればよく，好ま
しくは約１５mm程度である。該シリコン層が厚過ぎると
炉内壁とシリコンとの熱膨脹係数の差によりコーテング
層に亀裂を生ずる虞がある。また薄過ぎるとシリコンコ
ーテング層が反応中に消耗し，下地の炉材が露出する虞
がある。尚，シリコンは900〜1000℃以下の温度では下
地に析出しないので1000℃以上の高温部分にコーテング
される。
の材質はカーボンが用いられる。勿論他の耐熱性の材質
を用いることもできる。上記反応炉内部の高温部分には
シリコンあるいはシリコン化合物がコーテングされる。
即ち，分散板１３からカーボンヒータ１１の中央部付近
にかけて800〜1000℃に加熱される部分Ａには，ヒータ
および炉内壁にシリコン化合物がコーテングされる。該
シリコン化合物としては炭化珪素が好適である。その
他，窒化珪素などを用いることができる。コーテング層
の厚さは炉材のカーボンが露出しない厚さであれば良
く，耐久性を考慮して１〜２mm程度であれば良い。上記
反応炉１０の1000℃以上に加熱される部分Ｂ，即ちヒー
タ１１の中央部から炉上部の範囲にはヒータおよび炉内
壁に高純度のシリコンがコーテングされる。該シリコン
コーテングの厚さは１〜３０mm程度であればよく，好ま
しくは約１５mm程度である。該シリコン層が厚過ぎると
炉内壁とシリコンとの熱膨脹係数の差によりコーテング
層に亀裂を生ずる虞がある。また薄過ぎるとシリコンコ
ーテング層が反応中に消耗し，下地の炉材が露出する虞
がある。尚，シリコンは900〜1000℃以下の温度では下
地に析出しないので1000℃以上の高温部分にコーテング
される。
本発明に係る装置構成の他の例を第２図および第３図に
示す。
示す。
図示するように反応炉２０は円筒形であり，該反応炉２
０の下部側壁に原料ガスの供給口２１が適数個設けられ
ている。更に該反応炉２０の上面中央部に排気管２２が
設けられており，該排気管２２は炉上面から炉内に突出
し，炉下部に伸びている。該排気管２２を囲むように円
筒形のヒータ２３が炉内に設けられており，該ヒータ２
３は炉底部に設けた電極２４に保持され，炉上部に向か
つて立設されている。該ヒータ２３と炉上面との間には
原料ガスの流路となる隙間が形成されている。更に，該
ヒータ２３を囲む円筒状の仕切壁２５が路内に設けられ
ている。該仕切壁２５の上部には円筒に沿つて開口２６
が設けられており，原料ガスの流路を形成している。該
仕切壁２５は原料ガスの均一な分散と伝熱面の役割を果
し，供給口２１から炉内部に流入する原料ガスは該仕切
壁２５に沿つて上昇し，開口２６を通じてヒータ２３の
設置されている炉中央部に流入する。原料ガスはヒータ
２３に沿つて炉上部から下部に向かつて流下し，反応
後，排気管２２を通じて外部に導かれる。該反応炉２０
においても第１図の反応炉１０と同様にヒータを含む炉
内の高温部にシリコンまたはシリコン化合物がコーテン
グされる。即ち，炉内の800℃以上の高温となる部分に
は炭化珪素がコーテングされ，1000℃以上の高温となる
上記仕切壁２５の内側および外側上部，ヒータ２３，排
気管２２にはシリコンがコーテングされる。
０の下部側壁に原料ガスの供給口２１が適数個設けられ
ている。更に該反応炉２０の上面中央部に排気管２２が
設けられており，該排気管２２は炉上面から炉内に突出
し，炉下部に伸びている。該排気管２２を囲むように円
筒形のヒータ２３が炉内に設けられており，該ヒータ２
３は炉底部に設けた電極２４に保持され，炉上部に向か
つて立設されている。該ヒータ２３と炉上面との間には
原料ガスの流路となる隙間が形成されている。更に，該
ヒータ２３を囲む円筒状の仕切壁２５が路内に設けられ
ている。該仕切壁２５の上部には円筒に沿つて開口２６
が設けられており，原料ガスの流路を形成している。該
仕切壁２５は原料ガスの均一な分散と伝熱面の役割を果
し，供給口２１から炉内部に流入する原料ガスは該仕切
壁２５に沿つて上昇し，開口２６を通じてヒータ２３の
設置されている炉中央部に流入する。原料ガスはヒータ
２３に沿つて炉上部から下部に向かつて流下し，反応
後，排気管２２を通じて外部に導かれる。該反応炉２０
においても第１図の反応炉１０と同様にヒータを含む炉
内の高温部にシリコンまたはシリコン化合物がコーテン
グされる。即ち，炉内の800℃以上の高温となる部分に
は炭化珪素がコーテングされ，1000℃以上の高温となる
上記仕切壁２５の内側および外側上部，ヒータ２３，排
気管２２にはシリコンがコーテングされる。
上記装置構成において，四塩化珪素と水素との混合ガス
が供給口から炉内に導入され，ヒータ表面をその長手方
向に沿つて流れる。該ヒータは800〜1300℃に加熱され
ており，上記原料ガスがヒータおよびヒータによつて加
熱された炉内伝熱面と接触して約600〜1100℃に加熱さ
れ次式に従いトリクロルシランを生成する。
が供給口から炉内に導入され，ヒータ表面をその長手方
向に沿つて流れる。該ヒータは800〜1300℃に加熱され
ており，上記原料ガスがヒータおよびヒータによつて加
熱された炉内伝熱面と接触して約600〜1100℃に加熱さ
れ次式に従いトリクロルシランを生成する。
SiCl4＋H2→SiHCl3＋HCl 同時に次式に従い塩化水素とシリコンが副生する。
2SiHCl3→Si＋SiCl4＋2HCl SiHCl3＋H2→Si＋3HCl この場合，生成したトリクロルシランはガスの流れによ
つて高温のヒータおよび炉内伝熱面から直ちに取り除か
れるのでトリクロルシランのシリコンへの分解よりも四
塩化珪素のトリクロルシランへの転換量が多く，トリク
ロルシランが効率よく製造される。この場合の原料ガス
の四塩化珪素と水素の混合モル比は，四塩化珪素：水素
＝２：１〜１：１０の範囲が良い。四塩化珪素と水素の
モル比が２：１以下では予めコーテングしてあるシリコ
ンと消耗速度が速く，下地のカーボンや炭化珪素が露出
する虞があり，また１：１０以上では水素の循環量が多
くなり，経済的でない。一方，塩化水素の副生に起因し
て塩化水素がシリコンと反応し，トリクロルシランを生
成する反応が副次的に進行する。
つて高温のヒータおよび炉内伝熱面から直ちに取り除か
れるのでトリクロルシランのシリコンへの分解よりも四
塩化珪素のトリクロルシランへの転換量が多く，トリク
ロルシランが効率よく製造される。この場合の原料ガス
の四塩化珪素と水素の混合モル比は，四塩化珪素：水素
＝２：１〜１：１０の範囲が良い。四塩化珪素と水素の
モル比が２：１以下では予めコーテングしてあるシリコ
ンと消耗速度が速く，下地のカーボンや炭化珪素が露出
する虞があり，また１：１０以上では水素の循環量が多
くなり，経済的でない。一方，塩化水素の副生に起因し
て塩化水素がシリコンと反応し，トリクロルシランを生
成する反応が副次的に進行する。
Si＋3HCl→SiHCl3＋H2 この時，炉内の高温部分にコーテングされているシリコ
ンが消費されコーテング層の厚みが減少する場合があ
る。そこで，原料ガスの四塩化珪素と水素との混合モル
比を変え，四塩化珪素：水素＝１：４〜１：３０に調整
し，水素の混合量を増加すればシリコンと塩化水素の反
応が抑制されて，逆にトリクロルシランの分解ないし水
素還元によりシリコンが生成して，シリコンコーテング
層の厚さを回復できる。この他，上記原料ガスの組成を
変え，四塩化珪素に代えてトリクロルシランと水素とを
混合し，トリクロルシランと水素との混合モル比を，ト
リクロルシラン：水素＝１：２〜１：２０に調整するこ
とにより，シリコンコーテング層の厚さを回復できる。
ンが消費されコーテング層の厚みが減少する場合があ
る。そこで，原料ガスの四塩化珪素と水素との混合モル
比を変え，四塩化珪素：水素＝１：４〜１：３０に調整
し，水素の混合量を増加すればシリコンと塩化水素の反
応が抑制されて，逆にトリクロルシランの分解ないし水
素還元によりシリコンが生成して，シリコンコーテング
層の厚さを回復できる。この他，上記原料ガスの組成を
変え，四塩化珪素に代えてトリクロルシランと水素とを
混合し，トリクロルシランと水素との混合モル比を，ト
リクロルシラン：水素＝１：２〜１：２０に調整するこ
とにより，シリコンコーテング層の厚さを回復できる。
＜発明の効果＞ 本発明によれば，炉内の高温部分がシリコンないしシリ
コン化合物でコーテングされているので，炉材に起因す
る不純物の汚染がなく，高純度のトリクロルシランを得
ることができる。即ち，例えば炉本体あるいはヒータの
材質にカーボンを用いる場合，従来は直接カーボンが炉
内壁に露出しており，従つて800℃以上の高温に曝され
ると炉材のカーボンが原料ガスの水素と反応してメタン
を発生し，生成するトリクロルシランがこのメタンおよ
びシリコン有機化合物によつて汚染される問題がある。
ところが本発明においては前述のように従来のようなメ
タンの発生がなく，極めて高純度のトリクロルシランを
製造することができる。
コン化合物でコーテングされているので，炉材に起因す
る不純物の汚染がなく，高純度のトリクロルシランを得
ることができる。即ち，例えば炉本体あるいはヒータの
材質にカーボンを用いる場合，従来は直接カーボンが炉
内壁に露出しており，従つて800℃以上の高温に曝され
ると炉材のカーボンが原料ガスの水素と反応してメタン
を発生し，生成するトリクロルシランがこのメタンおよ
びシリコン有機化合物によつて汚染される問題がある。
ところが本発明においては前述のように従来のようなメ
タンの発生がなく，極めて高純度のトリクロルシランを
製造することができる。
更に，本発明においては原料ガスの四塩化珪素ガスと水
素との相対モル比を調整することにより炉内のシリコン
コーテング層を所定の厚みに保つて製造を継続でき，長
時間に亘つて安定に製造できる利点がある。
素との相対モル比を調整することにより炉内のシリコン
コーテング層を所定の厚みに保つて製造を継続でき，長
時間に亘つて安定に製造できる利点がある。
＜実施例および比較例＞ ステンレス鋼製の円筒容器内に内径180mmφ，ガス分散
板上の炉内高さ1200mmｈのカーボン繊維断熱材が内装さ
れ，上部より1000mmｌ，２６mmφのカーボン製ヒータが
４本突出している第１図に示すような反応炉を用いて以
下の実施例および比較例に示す条件下で本発明を実施し
た。
板上の炉内高さ1200mmｈのカーボン繊維断熱材が内装さ
れ，上部より1000mmｌ，２６mmφのカーボン製ヒータが
４本突出している第１図に示すような反応炉を用いて以
下の実施例および比較例に示す条件下で本発明を実施し
た。
実施例１ ガス分散板上１５０mmから上側の炉内壁部分とヒータに
０．５mmの厚みでSiCコーテングを施した。更にガス分
散板上４００mmから上側の炉内壁部分と，ヒータの上側
８００mmｌの部分に５mmの厚さでSiコーテングを施し
た。上記反応炉に原料ガスとして精製した四塩化珪素４
２０モル／時，水素2100モル／時の混合ガスを供給し，
トリクロルシランの製造を約180時間行つた。この時のS
iCコーテング部分の温度は約７００〜９００℃であり，
Siコーテング部分の温度は約900〜1200℃であった。
０．５mmの厚みでSiCコーテングを施した。更にガス分
散板上４００mmから上側の炉内壁部分と，ヒータの上側
８００mmｌの部分に５mmの厚さでSiコーテングを施し
た。上記反応炉に原料ガスとして精製した四塩化珪素４
２０モル／時，水素2100モル／時の混合ガスを供給し，
トリクロルシランの製造を約180時間行つた。この時のS
iCコーテング部分の温度は約７００〜９００℃であり，
Siコーテング部分の温度は約900〜1200℃であった。
反応生成ガスを−６０℃まで列客して凝縮液として回収
したクロルシランをガスクロマトグラフ法で分析したと
ころ，有機不純物は検出されなかつた。また非凝縮ガス
についても同法で分析したところ，メタン濃度０．１pp
m以下であり，その他の有機不純物は検出されなかつ
た。
したクロルシランをガスクロマトグラフ法で分析したと
ころ，有機不純物は検出されなかつた。また非凝縮ガス
についても同法で分析したところ，メタン濃度０．１pp
m以下であり，その他の有機不純物は検出されなかつ
た。
実施例２ 実施例１の製造を１６０時間継続したところ反応生成ガ
ス中にメタンが０．２ppm検出された。そこで，原料ガ
スの混合モル比を，四塩化珪素420モル／時，水素2100
モル／時（4CS：H2＝１：５）から四塩化珪素210モル／
時，水素2100モル／時（4CS：H2＝１：１０）に変え，
反応を継続したところ約０．５時間で反応生成ガス中の
メタンは検出されなくなつた。更に4CS：H2＝１：１０
の混合モル比で反応を４．５時間継続した。
ス中にメタンが０．２ppm検出された。そこで，原料ガ
スの混合モル比を，四塩化珪素420モル／時，水素2100
モル／時（4CS：H2＝１：５）から四塩化珪素210モル／
時，水素2100モル／時（4CS：H2＝１：１０）に変え，
反応を継続したところ約０．５時間で反応生成ガス中の
メタンは検出されなくなつた。更に4CS：H2＝１：１０
の混合モル比で反応を４．５時間継続した。
その後，再び4CS：H2＝１：５のモル比に戻し，反応を
継続したところ115時間後に生成ガス中にメタン０．２p
pmが検出された。そこで，4CS：H2＝１：１０のモル比
で５時間反応後，4CS：H2＝１：５のモル比で100時間反
応させ，更に4CS：H2＝１：１０に変えて５時間反応
後，再度4CS：H2＝１：５に戻す操作を繰り返したとこ
ろ，長期間，反応生成ガス中にメタンが検出されず，ま
た他の有機不純物による汚染もない，純度の高いトリク
ロルシランを得ることが出来た。
継続したところ115時間後に生成ガス中にメタン０．２p
pmが検出された。そこで，4CS：H2＝１：１０のモル比
で５時間反応後，4CS：H2＝１：５のモル比で100時間反
応させ，更に4CS：H2＝１：１０に変えて５時間反応
後，再度4CS：H2＝１：５に戻す操作を繰り返したとこ
ろ，長期間，反応生成ガス中にメタンが検出されず，ま
た他の有機不純物による汚染もない，純度の高いトリク
ロルシランを得ることが出来た。
比較例１ 珪素および炭化珪素のコーテングを施さない上記反応炉
に原料ガスとして精製した四塩化珪素420モル／時，水
素2100モル／時の混合ガスを供給し，トリクロルシラン
の製造した。この時と炉内壁とヒータの温度分布は実施
例１の場合と略等しかつた。
に原料ガスとして精製した四塩化珪素420モル／時，水
素2100モル／時の混合ガスを供給し，トリクロルシラン
の製造した。この時と炉内壁とヒータの温度分布は実施
例１の場合と略等しかつた。
反応生成ガスを−６０℃まで冷却して凝縮液として回収
されたクロルシランをガスクロマトグラフ法で分析した
ところ，５０ppmのメチルトリクロルシランが検出され
た。また非凝縮ガスについても同法で分析したところ，
２４０ppmのメタンが検出された。
されたクロルシランをガスクロマトグラフ法で分析した
ところ，５０ppmのメチルトリクロルシランが検出され
た。また非凝縮ガスについても同法で分析したところ，
２４０ppmのメタンが検出された。
比較例２ ガス分散板上150mmから上側の炉内壁部分とヒータに
０．５mmの厚みでSiCコーテングを施し，他にはSiコー
テングを施さない反応炉に，原料ガスとして四塩化珪素
420モル／時，水素2100モル／時の混合ガスを供給し，
トリクロルシランを製造した。この時の炉内壁とヒータ
の温度分布は実施例１と略等しかつた。
０．５mmの厚みでSiCコーテングを施し，他にはSiコー
テングを施さない反応炉に，原料ガスとして四塩化珪素
420モル／時，水素2100モル／時の混合ガスを供給し，
トリクロルシランを製造した。この時の炉内壁とヒータ
の温度分布は実施例１と略等しかつた。
反応生成ガスを−６０℃まで冷却して凝縮液として回収
されたクロスシランをガスクロマトグラフ法で分析した
ところ，３ppm濃度のメチルトリクロルシランが検出さ
れた。また非凝縮ガスについても同法で分析したとこ
ろ，８ppm濃度のメタンが検出された。
されたクロスシランをガスクロマトグラフ法で分析した
ところ，３ppm濃度のメチルトリクロルシランが検出さ
れた。また非凝縮ガスについても同法で分析したとこ
ろ，８ppm濃度のメタンが検出された。
第１図ないし第３図は本発明の位置に係り，第１図はそ
の一実施例の概略斜視図，第２図は他の実施例の概略縦
断面図，第３図は該装置の概略横断面図である。 図面中，１０，２０……反応炉，１１，２３……ヒー
タ，１２，２１……供給口，１４……分散板，１５，２
２……排気口，１６，２４……電極，２５……仕切壁。
の一実施例の概略斜視図，第２図は他の実施例の概略縦
断面図，第３図は該装置の概略横断面図である。 図面中，１０，２０……反応炉，１１，２３……ヒー
タ，１２，２１……供給口，１４……分散板，１５，２
２……排気口，１６，２４……電極，２５……仕切壁。
Claims (7)
- 【請求項１】炉内のヒータおよび炉壁の高温部分に珪素
または珪素化合物をコーテングした反応炉を用い，四塩
化珪素と水素を混合した原料ガスを加熱してトリクロル
シランを製造することを特徴とするトリクロルシランの
製造方法。 - 【請求項２】四塩化珪素と水素を２：１〜１：３０モル
比で混合した原料ガスを用い，該原料ガスを600〜1100
℃に加熱してトリクロルシランを製造する特許請求の範
囲第１項の製造方法。 - 【請求項３】原料ガスの四塩化珪素と水素との混合モル
比を変えて，上記コーテング層の厚みを一定に保ちなが
らトリクロルシランを製造する特許請求の範囲第１項の
製造方法。 - 【請求項４】炉内のヒータおよび炉壁の高温部分に珪素
または珪素化合物をコーテングした反応炉を用い，四塩
化珪素と水素を混合した原料ガスを加熱し，トリクロル
シランを製造する一方，トリクロルシランと水素の混合
ガスを供給し，該混合ガスの加熱分解ないし水素還元に
よりコーテング層の厚さを回復するトリクロルシランの
製造方法。 - 【請求項５】四塩化珪素と水素とを混合した原料ガスの
供給口と，排気口とを具え，炉内にヒータが設けられて
いる反応炉において，ヒータおよび炉内の高温に曝され
る部分に珪素あるいは珪素化合物がコーテングされてい
ることを特徴とするトリクロルシランの製造装置。 - 【請求項６】上記反応炉の800〜1000℃の高温部分に炭
化珪素がコーテングされている特許請求の範囲第５項の
製造装置。 - 【請求項７】上記反応炉の1000℃以上の高温部分に珪素
がコーテングされている特許請求の範囲第５項の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26248085A JPH0649569B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | トリクロルシランの製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26248085A JPH0649569B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | トリクロルシランの製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123011A JPS62123011A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0649569B2 true JPH0649569B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=17376369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26248085A Expired - Lifetime JPH0649569B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | トリクロルシランの製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649569B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0684070A1 (en) * | 1994-05-23 | 1995-11-29 | Hemlock Semiconductor Corporation | Fluidized-bed reactor |
| JP2001294416A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-23 | Mitsubishi Materials Polycrystalline Silicon Corp | 多結晶シリコンの製造装置 |
| JP5205910B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2013-06-05 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| JP5428145B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2014-02-26 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| JP5205906B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2013-06-05 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| JP5428146B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2014-02-26 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| WO2008062632A1 (fr) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Mitsubishi Materials Corporation | Appareil de production de trichlorosilane |
| JP5160181B2 (ja) * | 2006-11-21 | 2013-03-13 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| JP5012449B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2012-08-29 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| JP5119856B2 (ja) | 2006-11-29 | 2013-01-16 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| DE602007013469D1 (de) * | 2007-01-17 | 2011-05-05 | Dow Corning | Verschleissfeste materialien im direktverfahren |
| JP5083004B2 (ja) * | 2008-04-11 | 2012-11-28 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| JP5444839B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2014-03-19 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置及び製造方法 |
| JP5316290B2 (ja) | 2008-08-05 | 2013-10-16 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置及び製造方法 |
| JP5539967B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-07-02 | 電気化学工業株式会社 | 反応炉 |
| WO2010113298A1 (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | 電気化学工業株式会社 | 気相反応装置 |
| JP5316284B2 (ja) * | 2009-07-23 | 2013-10-16 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置 |
| CN102190303B (zh) | 2010-03-04 | 2015-04-01 | 三菱综合材料株式会社 | 三氯硅烷制造装置及制造方法 |
| EP2621626B1 (en) * | 2010-09-27 | 2015-01-28 | GTAT Corporation | Heater and related methods therefor |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP26248085A patent/JPH0649569B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62123011A (ja) | 1987-06-04 |
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