三氯硅烷制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三氯硅烷制造装置，其简化了抑制反应室内的加热器表面的最高温度的同时增大反应室内的传热面积且能够以高的热效率加热供给气体的结构，且装配及检查等作业性优异。其具备：反应室(101)，供给原料气体而生成包含三氯硅烷和氯化氢的反应气体；多个加热器(20)，形成有在反应室(101)内沿上下方向设置并加热原料气体的发热部(21)；多个电极(23)，连接于这些加热器(20)的基端部(22)；及多个辐射板(24)，设置于加热器(20)的发热部(21)彼此之间。

【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)的原料而使用的三氯硅烷(SiHC13)能够通过使四氯化硅(SiC14 四氯化硅)和氢气反应并进行转换来制造。S卩，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硅。三氯硅烷通过基于以下反应式(3)的转换反应生成。SiHC13+H2 — Si+3HC1. . . (1)4SiHC13 — Si+3SiC14+2H2. . . (2)SiC14+H2 — SiHC13+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，即反应室成为带有由同心配置的2个管形成的外室和内室的双重室设计，且绕该反应室的外侧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因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中公开有如下结构的装置多条管状加热器配置于反应室内且在反应室内及加热器内直接加热气体。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号公报在三氯硅烷的制造装置中要求以高的热效率对反应室内进行加热。但是，若是专利文献1、2中记载的结构，则有如下问题点通过配设于反应室外部的发热体对反应室内进行加热，但是无法有效利用从发热体向半径方向外方放射的辐射热，从而热效率低。另外，如专利文献3在反应室内部设置加热器时，加热器设置部分需要用于通电的电极等机构，并需要用于绝缘、冷却这些机构的结构或反应室的贯穿部的密封结构等。因此，存在如下问题加热器设置部分成为各机构紧密连接的复杂的结构，为了实现大容量化而加热器的设置数量越多，装配、检查等作业性越差。在三氯硅烷的制造装置中，为了防止在高温下产生杂质，一般在反应容器或加热器中使用施有碳化硅涂层的石墨部件。另外，在三氯硅烷的制造装置中要求以高的热效率将反应室内有效地加热至三氯硅烷的反应温度，但另一方面，若加热器温度变得过高，则损伤加热器表面的碳化硅涂层而导致石墨外露，有可能由石墨产生杂质，因此需要将加热器表面的最高温度保持在限定值以下的同时增加高温区域。就专利文献3中记载的结构而言，高温状态的气体所流过的筒状加热器的内面容易变高温，为了将该部分的温度保持在限定值以下，需要使加热器的输出降低，装置整体的温度下降，并非有效。
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简化了抑制反应室内的加热器表面的最高温度的同时增大反应室内的传热面积且能够以高的热效率加热供给气体的结构，且装配及检查等作业性优异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，其具备有反应室，供给所述原料气体而生成包含三氯硅烷和氯化氢的反应气体；多个加热器，具备在所述反应室内沿上下方向设置的发热部，并加热所述原料气体；多个电极，连接于这些加热器的基端部；及辐射板，设置于所述加热器的发热部彼此之间。根据该三氯硅烷制造装置，通过在反应室内设置加热器，从而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。另外，由于在反应室内设置加热器，因此即便使反应室大型化，也可以在其所需部位设置加热器。并且，在本专利技术的三氯硅烷制造装置中，辐射板设置于加热器的发热部之间。相比加热器与非发热面的面相面对的情况，加热器彼此相面对的各加热器的面因辐射而被夺去的热变少，因此变成高温。因此，若配置辐射板以免加热器彼此相互面对，则可下调加热器表面的最高温度。辐射板通过接受来自加热器的辐射热并被热加而成高温，能够有效地加热原料气体的同时，可通过将其热进一步向周围辐射来加热反应室内的壁面。由此可使反应室内成高温度的传热面积增加，因此能够以高的热效率加热原料气体。另外，由于通过辐射板加热原料气体，因此可通过设置适当数量的该辐射板来减少加热器的设置数量。由于辐射板不需要用于通电的电极等结构，因此可简化反应室的底面等结构而实现装配、检查等作业性优异的三氯硅烷制造装置。另外，在本专利技术的三氯硅烷制造装置中，所述多个加热器在所述反应室内以同心圆状设置有2列以上，所述辐射板夹在各加热器列彼此之间而设置即可。在反应室的周向上通过电极以环状串联连结多个加热器而配置多列加热器，并在这些多个加热器列之间以遮挡各加热器列彼此相对面的方式夹入辐射板，从而通过接受配置于两侧的加热器的热的辐射板的辐射热能够有效地加热反应室内，且能够下调加热器表面的最高温度。另外，原料气体沿对置配置的加热器和辐射板流动，来自加热器及辐射板的热直接传至原料气体，以高的热效率加热原料气体，从而能够提高向三氯硅烷的转换率。另外，在本专利技术的三氯硅烷制造装置中，设置与所述反应室的下部连通，而向所述反应室内导入所述原料气体的导入口的同时，所述加热器与所述电极的连接部位配置于所述反应室的所述下部即可。通过在反应室内设置加热器，加热器的热能够直接传至在其周围流通的原料气体，并以高的热效率加热原料气体，但此时，由于电极也设置于反应室内，因此设置于反应室下部的加热器与电极的连接部位的周边暴露于原料气体中。因此，有可能从其连接部位产生杂质。另外，由于电极在反应室外与电源连接，因此需要以任意方法冷却，并且还需要与底板之间的绝缘或密封等机构。本专利技术的三氯硅烷的制造装置中，将原料气体的导入口配置于反应室的下部或底部，并将加热器与电极的连接部配置于反应室的下部，因此从气体导入口导入的比较低温的原料气体接触于连接部而抑制连接部的温度上升，并可防止杂质的产生，连接部中的冷却机构等的设计变得容易。另外，本专利技术的三氯硅烷制造装置中，所述辐射板为包围所述各加热器的周围而配置的辐射筒即可。并且，隔开间隔设置经所述反应室的下部而向所述反应室内导入所述原料气体的多个导入口，在所述辐射筒上设置朝向所述导入口的开口部即可。这时，开口部也可以贯穿设置于辐射筒。通过设置包围各加热器周围的多个辐射筒且从设置于辐射筒的开口部引导原料气体，从而原料气体穿过由加热器与辐射筒的一组形成的上下方向连通的空间流通。这样原料气体沿发热部及辐射筒的内侧流动，来自高温部的热直接传至原料气体，并以高的热效率加热原料气体，能够提高向三氯硅烷的转换率。另外，通过将辐射板设成筒状，能够完全遮挡各加热器彼此的相对面，并可下调加热器表面的最高温度。专利技术效果根据本专利技术所涉及的三氯硅烷制造装置，通过将加热器设置于反应室中，能够将加热器的热直接传至原料气体，并以高的热效率加热原料气体，所以能够进一步提高向三氯硅烷的转换率。并且，通过以包围加热器的方式设置辐射板，抑制加热器表面的最高温度的同时，通过增加加热器及辐射板的表面温度的高温区域，能够得到高的反应效率。另外， 通过采用可利用不需要电极的辐射板来有效加热的结构，可简化加热器设置部的结构，并能够提高装置的装配及检查等作业性。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的三氯硅烷制造装置的纵剖面图。图2是沿图1中的A-A线的剖面图。图3是表示加热器的侧视图。图4是表示辐射板的侧视图。图5是表示加热器中的假想发热面的立体图。图6是表示加热器及辐射板的配置例的横剖面图。图7是表示加热器及辐射板的其他配本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三氯硅烷制造装置，其由包含四氯化硅和氢气的原料气体制造三氯硅烷，其特征在于，具备有：反应室，供给所述原料气体而生成包含三氯硅烷和氯化氢的反应气体；多个加热器，具备在所述反应室内沿上下方向设置的发热部，并加热所述原料气体；多个电极，连接于这些加热器的基端部；及辐射板，设置于所述加热器的发热部彼此之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三宅政美，水岛一树，斋木涉，村上直也，
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