[发明专利]电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用，该制备电子级六氯乙硅烷的方法包括：(1)对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离，以便得到氢气和四氯化硅，对电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，以便得到三氯氢硅；(2)将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应，以便得到六氯乙硅烷混合气；(3)对六氯乙硅烷混合气进行分离，以便得到电子级六氯乙硅烷。由此，显著提高了六氯乙硅烷的纯度，显著提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率，极大降低了生产操作成本。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用。

背景技术

高纯电子级六氯乙硅烷是一种性能稳定、挥发性低的湿度敏感性的特种气体，在半导体行业有着较为广泛的应用。高纯电子级六氯乙硅烷的主要用于氧化硅膜、氮化硅膜等薄膜的制备，与传统的化学气相沉积法制备氧化硅膜、氮化硅膜相比，采用六氯乙硅烷制备的过程具有沉积温度低、沉积压力低、生产效率高的优点，且得到的氧化硅膜和氮化硅膜的密度、绝缘性、抗腐蚀性、兼容性都更好。

通常的六氯乙硅烷制备途径有两种，其一是通过硅、氢气和四氯化硅在某种温度下反应，产生含有六氯乙硅烷的混合气体，再通过分离和提纯得到六氯乙硅烷；其二是在改良西门子法生产多晶硅的过程中，冷氢化反应的副产物中含有较多的六氯乙硅烷，可通过适当的分离提纯得到六氯乙硅烷。这两种方法都存在提纯困难的问题，因为生产过程中的杂质较多，特别是这两个过程都涉及直接的从流化床获得原料，这个环节会产生较多的杂质，因此对于施主杂质、受主杂质、金属杂质的提纯效果并不好，最终导致得到的六氯乙硅烷纯度不足，如果使用规模庞大的精馏、吸附提纯系统来对原料进行处理，会导致生产成本大大提高，同时对某些共沸杂质、难除杂质的去除效果也不理想。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用，由此，显著提高了六氯乙硅烷的纯度，显著提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率，极大降低了生产操作成本。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电子级六氯乙硅烷的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离，以便得到氢气和四氯化硅，对所述电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，以便得到三氯氢硅；

(2)将所述四氯化硅、所述氢气、所述三氯氢硅和硅混合，反应，以便得到六氯乙硅烷混合气；

(3)对所述六氯乙硅烷混合气进行分离，以便得到所述电子级六氯乙硅烷。

根据本发明实施例的制备电子级六氯乙硅烷的方法，本发明将电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离得到氢气和四氯化硅，极大提高了氢气和四氯化硅的纯度，提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率；将电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，极大提高了三氯氢硅的纯度；将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应得到六氯乙硅烷混合气，三氯氢硅可以用于增加反应速度和增加六氯乙硅烷混合气中六氯乙硅烷的纯度；对六氯乙硅烷混合气进行分离，可以去除气体杂质和液体杂质，从而得到电子级六氯乙硅烷。与现有技术的方法相比，本发明的方法制备的六氯乙硅烷纯度显著提高，电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率显著提高，制备六氯乙硅烷的生产操作成本极大降低。

另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述电子级多晶硅生产系统包括氢化装置、精馏装置、还原装置、尾气回收装置和后处理装置，所述氢化装置与所述精馏装置相连，所述精馏装置与所述还原装置相连，所述还原装置与所述尾气回收装置相连，所述尾气回收装置分别与所述后处理装置和所述氢化装置相连，所述氢气和所述四氯化硅的来源为所述尾气回收装置，所述三氯氢硅的来源为精馏装置。