本发明专利技术提供一种三氯硅烷制造装置，其能够使反应室内的温度分布均匀并以更高的热效率加热供给气体的同时，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。该三氯硅烷制造装置具备自下方被供给所述原料气体而生成反应气体的大致筒状的反应室、设置于所述反应室内并加热所述原料气体的多个加热器、及连接于这些加热器的下端且固定于所述反应室的底板的多个电极，其中，各所述加热器具有固定于一对所述电极的一对非发热部、及安装于这些非发热部并被供给电力进行发热的发热部，所述发热部具备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的板状的第1发热体、及高度低于该第1发热体且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的板状的第2发热体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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。S卩，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+3HC1... (1)4SiHCl3 — Si+3SiC14+2H2 …U)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勻。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 勻地加热。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ο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勻地流过且相同地流入各加热器内，则整个气 体无法均勻地加热，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。
技术实现思路
本专利技术是鉴于前述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够均勻地且以高的热 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。本专利技术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。根据本专利技术所涉及的三氯硅烷制造装置，通过在反应室中设置加热器，能够将加 热器的热直接传至原料气体，以高的热效率加热原料气体，从而进一步提高向三氯硅烷的 转换率。并且，即便使反应室大型化，也能够在必要处设置加热器，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。而且，通过由2条板状的发热体形成加热器的发热部，可无需降低加热器的强度 而增大加热器下部中的发热量，并能够使温度难以上升的反应室的下部的温度有效地上 升，得到高的反应效率。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的三氯硅烷制造装置的一实施方式的纵截面图。图2是沿图1中的A-A线的截面图。图3是表示图1所示的三氯硅烷制造装置中的加热器的发热部的侧视图。图4是表示以往的三氯硅烷制造装置中的加热器的发热部的侧视图。图5是表示本专利技术所涉及的三氯硅烷制造装置的第2实施方式的纵截面图。图6是沿图5中的B-B线的截面图。图7是本专利技术所涉及的三氯硅烷制造装置的第3实施方式的纵截面图。符号说明10-反应容器，11-壁体，Ila-圆筒状流道，lib-气体导入流道，Ilc-环状流道， IlA-内侧壁体，IlB-外侧壁体，12-顶板，13-底板，14-原料气体供给管，15-气体导出管，20-加热器，21-发热部，21A-第1发热体，21B-第2发热体，22-非发热部，23-电极， 30-绝热容器，40-分散板，40a-分散流道，50-加热器，51-发热部，52-非发热部，53-电极， 100-三氯硅烷制造装置，101-反应室。具体实施例方式以下，对本专利技术所涉及的三氯硅烷制造装置的一实施方式进行说明。本实施方式的三氯硅烷制造装置100为对包含四氯化硅和氢气的原料气体进行 加热并通过转换反应生成包含三氯硅烷和氯化氢等的反应气体来制造三氯硅烷的装置，如 图1所示，具备有被供给原料气体的反应容器10、配置于该反应容器10中对原料气体进行 加热的加热器20、及连接于这些加热器20的下端且固定于反应容器10的底板13的多个电 极23。反应容器10具备有绝热容器30，防止由基于加热器20的热从反应容器10放出引 起的加热效率的下降。反应容器10具备有大致筒状的壁体11、关闭该壁体11的上端的顶板12、及关闭 壁体11的下端的底板13。壁体11具备有分别设计成同心状的大致筒状的内侧壁体IlA和外侧壁体11B。在 这些内侧壁体IlA和外侧壁体IlB之间形成有圆筒状的空间(圆筒状流道Ila)。外侧壁体 IlB的下端部连接于底板13而被堵塞，另一方面，内侧壁体IlA配置成下端部离开底板13。 因此，在内侧壁体IlA的下端部形成有开口的环状的气体导入流道11b，使圆筒状流道Ila 和内侧壁体IlA的内部空间连通。在该壁体11中，设置有连接于圆筒状流道Ila的上部的环状流道11c。而且，在该 环状流道Ilc的上部连接有原料气体供给管14。另外，连接有将反应气体导出至装置外的 气体导出管15以贯穿关闭壁体11的上端的顶板12的中央。反应容器10的底板13连接于外侧壁体IlB的下端来关闭壁体11的下端的同时， 将多个加热器20立设保持成以同心状多重描绘圆而排列。而且，反应容器10的顶板12连 接于壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种由包含四氯化硅和氢气的原料气体制造三氯硅烷的装置，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村上直也，斋木渉，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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