用于制备硅烷的方法和系统技术方案

公开了用于使用电解以使其中的反应性组分再生而制备硅烷的方法和系统。该方法和系统可以为关于卤素、碱或碱土金属和/或氢气的基本闭环。

【技术实现步骤摘要】
本申请是由MEMC电子材料有限公司于2011年12月13日提交的国际申请号为PCT/US2011/064545的专利技术名称为“用于制备硅烷的方法和系统”的国际申请的分案申请。该国际申请PCT/US2011/064545进入中国国家阶段的日期为2013年8月21日，国家申请号为201180068094.0。
本公开内容的领域涉及制备硅烷的方法，特别是包括使用电解以使反应性组分再生的方法。一些特定实施方案涉及其中硅烷的制备是关于卤素和/或碱或碱土金属的基本“闭环”的方法。
技术介绍
硅烷是具有许多工业用途的多用途化合物。在半导体工业中，硅烷可用于使外延硅层沉积于半导体晶片上并用于制备多晶硅。多晶硅为用于生产许多商品(包括例如集成电路和光伏(即太阳能)电池)的重要原料，其可通过在流化床反应器中使硅烷热分解成硅颗粒而制备。硅烷可通过使四氟化硅与碱或碱土金属铝氢化物如四氢化铝钠反应而制备，如美国专利No.4,632,816所公开的，通过引用将其并入本文中以>用于所有相关和一致本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在基本闭环方法中制备硅烷的系统，所述系统包含：用于将碱或碱土金属卤化物盐电解以产生金属碱或碱土金属和卤素气体的容器；卤化反应器，其用于通过使硅与至少一种：(1)从容器中排出的卤素气体，和(2)通过使从容器中排出的卤素气体与氢气接触而产生的卤化氢反应而制备至少一种：(1)四卤化硅，和(2)三卤硅烷；用于使从容器中排出的金属碱或碱土金属与氢气反应以产生碱或碱土金属氢化物的氢化物反应器，其中所述氢化物反应器为搅拌罐反应器，其中使氢气鼓泡通过含有溶剂和金属碱或碱土金属的反应混合物以产生悬浮于溶剂中的碱或碱土金属氢化物；和用于使(1)四卤化硅和(2)三卤硅烷中的至少一种与碱或碱土金属氢化物反应以产生...

【技术特征摘要】
2010.12.23 US 12/978,189;2010.12.23 US 12/978,2091.用于在基本闭环方法中制备硅烷的系统，所述系统包含：
用于将碱或碱土金属卤化物盐电解以产生金属碱或碱土金属和卤素
气体的容器；
卤化反应器，其用于通过使硅与至少一种：
(1)从容器中排出的卤素气体，和
(2)通过使从容器中排出的卤素气体与氢气接触而产生的卤化氢
反应而制备至少一种：
(1)四卤化硅，和
(2)三卤硅烷；
用于使从容器中排出的金属碱或碱土金属与氢气反应以产生碱或碱
土金属氢化物的氢化物反应器，其中所述氢化物反应器为搅拌罐反应器，
其中使氢气鼓泡通过含有溶剂和金属碱或碱土金属的反应混合物以产生
悬浮于溶剂中的碱或碱土金属氢化物；和
用于使(1)四卤化硅和(2)三卤硅烷中的至少一种与碱或碱土金属氢
化物反应以产生硅烷和碱或碱土金属卤化物盐的硅烷反应器。
2.用于在基本闭环方法中制备硅烷的系统，所述系统包含：
用于将碱或碱土金属卤化物盐电解以产生金属碱或碱土金属和卤素
气体的容器；
卤化反应器，其用于通过使硅与至少一种：
(1)从容器中排出的卤素气体，和
(2)通过使从容器中排出的卤素气体与氢气接触而产生的卤化氢
反应而制备至少一种：
(1)四卤化硅，和
(2)三卤硅烷；
用于从(1)四卤化硅和(2)三卤硅烷中的至少一种制备一卤硅烷或二
卤硅烷的歧化系统；
用于使从容器中排出的金属碱或碱土金属与氢气反应以产生碱或碱

\t土金属氢化物的氢化物反应器；和
用于使(1)四卤化硅和(2)三卤硅烷中的至少一种与碱或碱土金属氢
化物反应以产生硅烷和碱或碱土金属卤化物盐的硅烷反应器。
3.用于在基本闭环方法中制备硅烷的系统，所述系统包含：
用于将碱或碱土金属卤化物盐电解以产生金属碱或碱土金属和卤素
气体的容器；
卤化反应器，其用于通过使硅与至少一种：
(1)从容器中排出的卤素气体，和
(2)通过使从容器中排出的卤素气体与氢气接触而产生的卤化氢
反应而制备至少一种：
(1)四卤化硅，和
(2)三卤硅烷；
用于使从容器中排出的金属碱或碱土金属与氢气反应以产生碱或碱
土金属氢化物的氢化物反应器；和
与含有溶剂和分散在溶剂中的碱或碱土金属氢化物的反应混合物结
合的硅烷反应器，其中使(1)四卤化硅和(2)三卤硅烷中的至少一种与碱或碱
土金属氢化物反应以产生硅烷和碱或碱土金属卤化物盐，其中硅烷反应器
为搅拌罐反应器，其中使包含至少一种选自四卤化硅和三卤硅烷的卤代硅
烷的卤化硅进料气体鼓泡通过反应混合物，且其中将产生的碱或碱土金属
卤化物盐溶于或悬浮于溶剂中。
4.用于在基本闭环方法中制备硅烷的系统，所述系统包含：
用于将碱或碱土金属卤化物盐电解以产生金属碱或碱土金属和卤素
气体的容器；
卤化反应器，其用于通过使硅与至少一种：
(1)从容器中排出的卤素气体，和
(2)通过使从容器中排出的卤素气体与氢气接触而产生的卤化氢
反应而制备至少一种：
(1)四卤化硅，和
(2)三卤硅烷；
用于使从容器中排出的金属碱或碱土金属与氢气反应以产生碱或碱
土金属氢化物的氢化物反应器；和
用于使(1)四卤化硅和(2)三卤硅烷中的至少一种与碱或碱土金属氢
化物反应以产生硅烷和碱或碱土金属卤化物盐的硅烷反应器。
5.根据权利要求1-4任一项的系统，其中容器为电解池。
6.根据权利要求1-4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·古普塔，H·F·厄尔克，A·格拉贝，
申请(专利权)人：爱迪生太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国;US