[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成三氯硅烷的三氯硅烷制造装置。

背景技术

作为用于制造硅(Si：硅)的原料所使用的三氯硅烷(SiHCl₃)能够通过使四氯化硅(SiCl₄：四氯化硅)和氢气反应并转换来进行制造。

即，硅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。三氯硅烷通过基于以下反应式(3)的转换反应生成。

SiHCl₃+H₂→Si+3HCl        …(1)

4SiHCl₃→Si+3SiCl4+2H₂    …(2)

SiCl₄+H₂→SiHCl₃+HCl      …(3)

作为制造三氯硅烷的装置，例如在专利文献1、2中提出有如下反应容器，即反应室成为具有由同心配置的2个管形成的外室和内室的二重室设计，且在该反应室的外侧周围配置发热体的反应容器。在该反应容器中，由碳等形成的发热体通过通电发热而从外侧对反应室内进行加热，从而使反应室内的气体反应。

在专利文献3中公开有，多条管状加热器配置于反应室内且气体在反应室内及加热器内直接加热的构造的装置。

像这样的反应室中期望反应室内的温度分布要均匀。例如专利文献4中提出有如下加热器，即为了有效加热温度容易变低的反应室的下部，在发热部的中途形成阶梯差，下部中的截面积小，从而电阻值大且发热温度高的加热器。

专利文献1：日本专利第3781439号公报

专利文献2：日本专利公开2004-262753号公报

专利文献3：日本专利公告昭60-49021号公报

专利文献4：日本专利公开2007-3129号公报

在三氯硅烷的制造装置中要求以高的热效率加热反应室内的同时，原料气体被均匀地加热。

但是，若是专利文献1、2记载的构造，则有通过配置于反应室外部的发热体加热反应室内，但是无法有效利用从发热体发射至半径方向外方的辐射热而热效率低的问题点。

就专利文献3记载的构造而言，在反应室的内部设置有加热器并能够高效地利用加热器的热。但是，如果气体不在反应室内均匀地流过且相同地流入各加热器内，则整个气体无法均匀地加热，有可能反应效率变低。

专利文献4记载的加热器，通过使加热器的下部的截面积小于上部而使下部的输出密度上升。但是，若想使输出密度在上下部较大地变化，则必须使下部的截面积明显小于上部，变得难以支承上部的重量，加热器的强度有可能产生问题。

发明内容

本发明是鉴于前述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够均匀地且以高的热效率加热反应室内的原料气体的同时，在不损失热效率的情况下谋求装置的大型化，并能够实现大量生产的三氯硅烷制造装置。

本发明的由包含四氯化硅和氢气的原料气体制造三氯硅烷的装置，具备：大致筒状的反应室，自下方被供给所述原料气体而生成包含三氯硅烷和氯化氢等的反应气体；多个加热器，设置于所述反应室内并加热所述原料气体；及多个电极，连接于这些加热器的下端且固定于所述反应室的底板，各所述加热器具有：一对非发热部，固定于一对所述电极；及发热部，安装于这些非发热部并被供给电力进行发热，所述发热部具备：第1发热体，为板状且从各所述非发热部向上方延伸并连接所述一对非发热部之间；第2发热体，为板状且高度低于该第1发热体，从所述非发热部向上方延伸并连接所述一对非发热部之间。

根据该三氯硅烷制造装置，通过将加热器设置于反应室中，加热器的热直接传至在其周围流通的原料气体，因此能够以高的热效率加热原料气体。而且，由于在反应室内设置加热器，因此即便使反应室大型化，也能够在其必要处设置加热器，而不会损失热效率。

而且，根据该三氯硅烷制造装置，通过加热器的发热部具备板状的第1发热体及第2发热体，在发热部的下部中发热体的条数成为上部的2倍，因此即使根据发热体的截面积使输出密度不产生变化，也能够使发热部的下部中的发热量变大。而且，在一个加热器中，通过非发热部具备有2个发热体，因此在空间较小的反应室下部容易紧密立设发热部。

在该三氯硅烷制造装置中，所述第1发热体和所述第2发热体可以具有各不相同的截面积。通过任意设定各截面积容易设定加热器的上部及下部中的输出比例。