三氯硅烷制造裝置及制造方法制造方法及圖紙

提供能以較高的熱效率將供給氣體加熱并能不損害熱效率而實現(xiàn)裝置的大型化、能大量生產(chǎn)的三氯硅烷制造裝置。三氯硅烷制造裝置(100)具備：反應(yīng)容器(10)，具備大致筒狀的壁體(11)、將壁體的上端封閉的頂板(12)及將下端封閉的底板(13)，通過設(shè)在壁體的下部的氣體導(dǎo)入流路(11b)被供給包括四氯硅烷和氫的原料氣體，生成包括三氯硅烷和氯化氫的反應(yīng)氣體；多個加熱器(20)，設(shè)在反應(yīng)容器內(nèi)，將原料氣體加熱；加熱器具有被供電而發(fā)熱的發(fā)熱體(21)、和支承發(fā)熱體的下端的承受臺(22)；在發(fā)熱體上，沿著水平方向設(shè)有在其高度方向的中途位置且氣體導(dǎo)入流路的上方配置的凸緣(23)，在相鄰的加熱器間，形成有由凸緣縮窄的原料氣體的流路(102)。

Three chlorine silane manufacturing device and manufacturing method

Provided is a large, mass producing three chlorine silane producing device capable of heating the supply gas at high heat efficiency without damaging the thermal efficiency. Three chlorosilane manufacturing device (100) includes a reaction vessel (10), with roughly cylindrical wall (11), the upper wall of the roof will be closed (12) will be closed and the lower end of the base plate (13), located in the lower wall of the gas through introducing flow path (11b) by raw materials the gas supply includes four silane and hydrogen chloride, reaction gas generated including silane three chlorine and hydrogen chloride; a heater (20), located in the reaction vessel, the raw material gas heating; heater has supplied heating heating element (21), bearing and bearing body of the table at the lower end of the (22); the heating body, along the horizontal direction is arranged in the height direction of the middle position and the gas into the flow path arranged above a flange (23), the adjacent heater is formed by the flow path, the narrow flange shrinkage of raw gas (102).

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及將四氯硅烷轉(zhuǎn)換為三氯硅烷的。
技術(shù)介紹
作為用來制造硅(Si)的原料而使用的三氯硅烷(SiHCl3)可以通過使四氯硅烷 (SiCl4 四氯化硅)與氫反應(yīng)轉(zhuǎn)換來制造。S卩，硅通過基于以下的反應(yīng)式(1) (2)的三氯硅烷的還原反應(yīng)和熱分解反應(yīng)生成。 三氯硅烷通過基于以下的反應(yīng)式(3)的轉(zhuǎn)換反應(yīng)生成。SiHCl3+H2 — Si+3HC1 ......(1)4SiHCl3 — Si+3SiCl4+2H2 ......(2)SiCl4+H2 — SiHCl3+HCl ......(3)作為制造三氯硅烷的裝置，例如在專利文獻1中，提出了反應(yīng)室為具有由同心配置的兩個管形成的外室和內(nèi)室的雙層室設(shè)計、在該反應(yīng)室的外側(cè)的周圍配置有發(fā)熱體的反應(yīng)容器。在該反應(yīng)容器中，由碳等形成的作為加熱器部的發(fā)熱體通過通電而發(fā)熱，通過從外側(cè)將反應(yīng)室內(nèi)加熱，使反應(yīng)室內(nèi)的氣體反應(yīng)。此外，在專利文獻2中，公開了由同心狀的外筒和內(nèi)筒形成反應(yīng)室、包圍該反應(yīng)室而設(shè)有加熱元件(加熱器)的構(gòu)造的裝置。另一方面，在專利文獻3中，提出了將反應(yīng)容器通過多個同心狀的圓筒壁、和將這些圓筒壁之間的小空間的上下封閉的圓板構(gòu)成、并且使各小空間連續(xù)地連通而做成反應(yīng)室、在最內(nèi)周位置的圓筒壁的內(nèi)側(cè)設(shè)有發(fā)熱體的三氯硅烷制造裝置。在專利文獻4中，公開了在反應(yīng)室內(nèi)配置有多根管狀的加熱器、在反應(yīng)室內(nèi)及加熱器內(nèi)將氣體直接加熱的構(gòu)造的裝置。特許第3781439號公報特開2004-262753號公報特開2008-133170號公報特公昭60-49021號公報但是，如果是專利文獻1、2記載的構(gòu)造，則通過配設(shè)在反應(yīng)室的外部的發(fā)熱體將反應(yīng)室內(nèi)加熱，但在此情況下，從發(fā)熱體不僅向半徑方向內(nèi)方、向半徑方向外方也放射輻射熱，所以有熱效率較低的不良狀況。另一方面，在專利文獻3記載的構(gòu)造的情況下，通過在反應(yīng)容器的中央位置設(shè)置發(fā)熱體，能夠?qū)⑾虬霃椒较蛲夥椒派涞妮椛錈嵴w施加在反應(yīng)室內(nèi)的氣體上，能夠以比專利文獻1記載的裝置更高的熱效率進行加熱。但是，由于包圍發(fā)熱體的外側(cè)而設(shè)置反應(yīng)室， 所以如果為了生產(chǎn)量的增大而使裝置大型化、使反應(yīng)室的外徑變大，則反應(yīng)室的外周部變得離發(fā)熱體較遠(yuǎn)，所以對于向大型化的對應(yīng)存在界限。在專利文獻4記載的構(gòu)造的情況下，在反應(yīng)室的內(nèi)部設(shè)置有加熱器，能夠高效率地利用加熱器的熱。但是，如果氣體沒有在反應(yīng)室內(nèi)均勻地流動而同樣地流入到各加熱器內(nèi)，則不能將全部量的氣體均勻地加熱，反應(yīng)效率有可能變低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是鑒于上述課題而做出的，目的是提供一種能夠以更高的熱效率將供給氣體加熱、并且能夠不損害熱效率而實現(xiàn)裝置的大型化、能夠進行大量生產(chǎn)的。本專利技術(shù)是一種由包括四氯硅烷和氫的原料氣體制造三氯硅烷的裝置，具備反應(yīng)容器，具備大致筒狀的壁體、將該壁體的上端封閉的頂板及將下端封閉的底板，通過設(shè)在上述壁體的下部的氣體導(dǎo)入流路被供給上述原料氣體，生成包括三氯硅烷和氯化氫等的反應(yīng)氣體；多個加熱器，設(shè)置在上述反應(yīng)容器內(nèi)，將上述原料氣體加熱；上述加熱器具有沿上下方向延伸、被供電而發(fā)熱的發(fā)熱體、和固定在上述底板上、支承上述發(fā)熱體的下端的承受臺；在上述發(fā)熱體上，沿著水平方向設(shè)有在其高度方向的中途位置且上述氣體導(dǎo)入流路的上方配置的凸緣，在相鄰的上述加熱器間，形成有由上述凸緣縮窄的上述原料氣體的流路。此外，本專利技術(shù)是一種由包括四氯硅烷和氫的原料氣體制造三氯硅烷的方法，通過將具有在中途位置具備凸緣的發(fā)熱體的多個加熱器排列、以使上述發(fā)熱體沿著使原料氣體流通的上下方向延伸、并且在相鄰的上述加熱器間形成由上述凸緣縮窄的上述原料氣體的流路，將上述原料氣體一邊整流一邊直接加熱。根據(jù)該，通過將加熱器設(shè)置在反應(yīng)室中，加熱器的熱直接傳遞給在其周圍流通的原料氣體，所以能夠?qū)⒃蠚怏w高效率地加熱。此外，由于將加熱器設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)，所以即使將反應(yīng)容器大型化，也能夠在其需要的部位上設(shè)置加熱器，不會損害熱效率。此外，在該中，通過將具有設(shè)在發(fā)熱體上的凸緣的加熱器排列多個，對于原料氣體的上升流，凸緣成為阻力，各加熱器間的間隙被縮窄，成為原料氣體的流路。因此，被從氣體導(dǎo)入流路導(dǎo)入的原料氣體在擴散而充滿到凸緣的下方的空間中之后，通過由凸緣縮窄的間隙而向上方流通。因而，通過凸緣將原料氣體整流，原料氣體在反應(yīng)室的內(nèi)部從下方朝向上方同樣地流通。由此，通過各加熱器的發(fā)熱體將全部量的原料氣體均勻地加熱，所以能夠防止加熱不均勻造成的反應(yīng)效率的下降等。另外，凸緣不易流過構(gòu)造上電流，所以發(fā)熱量較小。進而，在該三氯硅烷制造裝置中，由于在反應(yīng)容器的底板上較密地立設(shè)有多個加熱器，所以難以再安裝例如分散板那樣的其他部件，但由于在加熱器的發(fā)熱體上設(shè)置凸緣而作為分散板發(fā)揮功能，所以能夠不再安裝分散板而有效果地使原料氣體分散。在該三氯硅烷制造裝置中，優(yōu)選的是，上述發(fā)熱體具有發(fā)熱量較小而設(shè)在下部的非發(fā)熱部、和發(fā)熱量較大而設(shè)在上述非發(fā)熱部的上部的發(fā)熱部；上述凸緣設(shè)在比上述發(fā)熱部靠下方。在此情況下，能夠抑制來自發(fā)熱部的熱傳遞到下方，防止發(fā)熱體的基端部被加熱。進而，更優(yōu)選的是，上述凸緣設(shè)在上述非發(fā)熱部與上述發(fā)熱部的邊界部上。如果凸緣處于比發(fā)熱部與非發(fā)熱部的邊界部靠下，則由凸緣整流后的原料氣體在達到發(fā)熱部前沒有被加熱，在發(fā)熱體中產(chǎn)生浪費的部分。此外，如果凸緣處于比發(fā)熱部與非發(fā)熱部的邊界部靠上，則原料氣體產(chǎn)生在整流前接觸到發(fā)熱體的部分，不僅該部分處的向原料氣體的傳熱是非效率的，而且通過輻射使熱從處于比凸緣靠下的發(fā)熱部向非發(fā)熱部、承受臺及容器的底板部散逸。此外，在該三氯硅烷制造裝置中，在相鄰的上述發(fā)熱體中的上述凸緣的高度方向的位置不同的情況下，能夠抑制相鄰的發(fā)熱體間的短路的可能性。此外，在該三氯硅烷制造裝置中，在一個上述發(fā)熱體上設(shè)有多級的上述凸緣的情況下，能夠得到更高的整流效果。進而，在相鄰的上述發(fā)熱體的上述凸緣的高度方向的位置不同的情況下，還能夠防止相鄰的發(fā)熱體間的短路。根據(jù)有關(guān)本專利技術(shù)的，通過將加熱器設(shè)置在反應(yīng)室之中，能夠?qū)⒓訜崞鞯臒嶂苯觽鬟f給原料氣體、將原料氣體以較高的熱效率加熱、使向三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率進一步提高。并且，即使將反應(yīng)容器大型化，也能夠在需要的部位上設(shè)置加熱器，能夠不損害熱效率而實現(xiàn)裝置的大型化，能夠大量生產(chǎn)。此外，通過在加熱器的發(fā)熱體上設(shè)置凸緣，在凸緣間形成原料氣體的流路，所以通過使原料氣體在該流路中流通而同樣地分散到反應(yīng)室內(nèi)，能夠?qū)⒃蠚怏w均勻地加熱，能夠得到較高的反應(yīng)效率。附圖說明圖1是表示有關(guān)本專利技術(shù)的三氯硅烷制造裝置的一實施方式的縱剖視圖。圖2是沿著圖中的A-A線的剖視圖。圖3是表示圖1所示的三氯硅烷制造裝置的加熱器的側(cè)視圖。圖4是表示有關(guān)本專利技術(shù)的三氯硅烷制造裝置的加熱器的一例的縱剖視圖。圖5是表示有關(guān)本專利技術(shù)的三氯硅烷制造裝置的加熱器的再另一例的縱剖視圖。圖6是表示有關(guān)本專利技術(shù)的三氯硅烷制造裝置的加熱器的再另一例的縱剖視圖。具體實施例方式以下，對有關(guān)本專利技術(shù)的三氯硅烷制造裝置的一實施方式進行說明。本實施方式的三氯硅烷制造裝置100是將包括四氯硅烷和氫的原料氣體加熱、通過轉(zhuǎn)換反應(yīng)而生成包括三氯硅烷和氯化氫等的反應(yīng)氣體、來制造三氯硅烷的裝置，如圖1 及圖2所示，具備被供給原料氣體的反應(yīng)容器10、和裝備在該反應(yīng)容器10中、將原料氣體加熱的加熱器20。反應(yīng)容器10具本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
１．一種三氯硅烷制造裝置，是由包括四氯硅烷和氫的原料氣體制造三氯硅烷的裝置，其特征在于，具備：反應(yīng)容器，具備大致筒狀的壁體、將該壁體的上端封閉的頂板及將下端封閉的底板，由上述原料氣體生成包括三氯硅烷和氯化氫的反應(yīng)氣體；多個加熱器，設(shè)置在上述反應(yīng)容器內(nèi)，將上述原料氣體加熱；在上述壁體的下部，設(shè)有用于將上述原料氣體供給到被上述壁體、頂板、及底板包圍的反應(yīng)室的氣體導(dǎo)入流路；上述加熱器具有沿上下方向延伸、被供電而發(fā)熱的發(fā)熱體、和固定在上述底板上、支承該發(fā)熱體的下端的承受臺；在上述發(fā)熱體上，沿著水平方向設(shè)有在其高度方向的中途位置且上述氣體導(dǎo)入流路的上方配置的凸緣，在相鄰的上述加熱器間，形成有由上述凸緣縮窄的上述原料氣體的流路。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：村上直也，斎木涉，
申請(專利權(quán))人：三菱綜合材料株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP