[发明专利]三氯硅烷制造装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将四氯硅烷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

作为用来制造硅(Si)的原料而使用的三氯硅烷(SiHCl₃)可以通过使四氯硅烷(SiCl₄：四氯化硅)与氢反应转换来制造。

即，硅通过基于以下的反应式(1)(2)的三氯硅烷的还原反应和热分解反应生成。三氯硅烷通过基于以下的反应式(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中，提出了反应室为具有由同心配置的两个管形成的外室和内室的双层室设计、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，由碳等形成的作为加热器部的发热体通过通电而发热，通过从外侧将反应室内加热，使反应室内的气体反应。

此外，在专利文献2中，公开了由同心状的外筒和内筒形成反应室、包围该反应室而设有加热元件(加热器)的构造的装置。

另一方面，在专利文献3中，提出了将反应容器通过多个同心状的圆筒壁、和将这些圆筒壁之间的小空间的上下封闭的圆板构成、并且使各小空间连续地连通而做成反应室、在最内周位置的圆筒壁的内侧设有发热体的三氯硅烷制造装置。

在专利文献4中，公开了在反应室内配置有多根管状的加热器、在反应室内及加热器内将气体直接加热的构造的装置。

[专利文献1]特许第3781439号公报

[专利文献2]特开2004-262753号公报

[专利文献3]特开2008-133170号公报

[专利文献4]特公昭60-49021号公报

但是，如果是专利文献1、2记载的构造，则通过配设在反应室的外部的发热体将反应室内加热，但在此情况下，从发热体不仅向半径方向内方、向半径方向外方也放射辐射热，所以有热效率较低的不良状况。

另一方面，在专利文献3记载的构造的情况下，通过在反应容器的中央位置设置发热体，能够将向半径方向外方放射的辐射热整体施加在反应室内的气体上，能够以比专利文献1记载的装置更高的热效率进行加热。但是，由于包围发热体的外侧而设置反应室，所以如果为了生产量的增大而使装置大型化、使反应室的外径变大，则反应室的外周部变得离发热体较远，所以对于向大型化的对应存在界限。

在专利文献4记载的构造的情况下，在反应室的内部设置有加热器，能够高效率地利用加热器的热。但是，如果气体没有在反应室内均匀地流动而同样地流入到各加热器内，则不能将全部量的气体均匀地加热，反应效率有可能变低。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而做出的，目的是提供一种能够以更高的热效率将供给气体加热、并且能够不损害热效率而实现装置的大型化、能够进行大量生产的三氯硅烷制造装置及制造方法。

本发明是一种由包括四氯硅烷和氢的原料气体制造三氯硅烷的装置，具备：反应容器，具备大致筒状的壁体、将该壁体的上端封闭的顶板及将下端封闭的底板，通过设在上述壁体的下部的气体导入流路被供给上述原料气体，生成包括三氯硅烷和氯化氢等的反应气体；多个加热器，设置在上述反应容器内，将上述原料气体加热；上述加热器具有沿上下方向延伸、被供电而发热的发热体、和固定在上述底板上、支承上述发热体的下端的承受台；在上述发热体上，沿着水平方向设有在其高度方向的中途位置且上述气体导入流路的上方配置的凸缘，在相邻的上述加热器间，形成有由上述凸缘缩窄的上述原料气体的流路。

此外，本发明是一种由包括四氯硅烷和氢的原料气体制造三氯硅烷的方法，通过将具有在中途位置具备凸缘的发热体的多个加热器排列、以使上述发热体沿着使原料气体流通的上下方向延伸、并且在相邻的上述加热器间形成由上述凸缘缩窄的上述原料气体的流路，将上述原料气体一边整流一边直接加热。