[发明专利]三氯硅烷的制备方法和制备装置以及多晶硅的制备方法

权利要求书

1.三氯硅烷的制备方法，其特征在于：该制备方法具有：将原 料四氯硅烷和氢在1000℃以上～1900℃以下的第1温度范围进行转化 反应，生成含有三氯硅烷、二氯硅烯、氯化氢和高级次硅烷化合物的 第1反应生成气体的转化反应步骤(第1反应步骤)；将上述第1反应 生成气体在1秒以内冷却至950℃以下的第1冷却步骤，在0.01秒以 内冷却至低于600℃的情况除外；以经由拐点与第1冷却速度不同的 冷却速度将上述第1冷却步骤后的反应生成气体在600℃以上～950 ℃以下的第2温度范围保持0.01秒以上～5秒以下的第2反应步骤； 以及将上述第2反应步骤后的第2反应生成气体冷却至低于600℃的 第2冷却步骤，

在上述第2反应步骤中，进行以下的式(1)和(2)所表示的反应

SiCl₂+HCl→SiHCl₃    (1)

Si₂Cl₆+HCl→SiHCl₃+SiCl₄    (2)。

2.根据权利要求1所述的三氯硅烷的制备方法，其中，在第2 反应步骤中，将第1冷却后的第1反应生成气体在第2温度范围内保 持0.1秒以上～5秒以下。

3.根据权利要求1所述的三氯硅烷的制备方法，其中，在第1 冷却步骤中，在0.5秒以内将第1反应生成气体冷却至950℃以下。

4.根据权利要求1所述的三氯硅烷的制备方法，其中，在第1 冷却步骤中，将四氯硅烷和氢的至少一方与第1反应生成气体混合。

5.根据权利要求1所述的三氯硅烷的制备方法，其中，在第2 反应步骤中，将氯化氢与第1反应生成气体混合。

6.根据权利要求1所述的三氯硅烷的制备方法，其中，在第2 冷却步骤中，将氯化氢与350℃以上的温度区域的第2反应生成气体 混合。

7.根据权利要求1所述的三氯硅烷的制备方法，其中，在第1 冷却步骤、第2反应步骤和第2冷却步骤的至少任意一个步骤中，通 过使用原料四氯硅烷和氢的至少一方的热交换进行冷却。

8.多晶硅的制备方法，其中，通过权利要求1所述的方法制备 三氯硅烷，将所述三氯硅烷用作原料的一部分。

9.三氯硅烷的制备装置，其特征在于：该制备装置具有：将原 料四氯硅烷和氢在1000℃以上～1900℃以下的第1温度范围进行转化 反应，生成含有三氯硅烷、二氯硅烯、氯化氢和高级次硅烷化合物的 第1反应生成气体的转化反应器(第1反应器)；将上述第1反应生成 气体在1秒以内冷却至950℃以下的第1冷却器，在0.01秒以内冷却 至低于600℃的情况除外；以经由拐点与第1冷却速度不同的冷却速 度将第1冷却器的反应生成气体在600℃以上～950℃以下的第2温度 范围保持0.01秒以上～5秒以下的第2反应器；以及将第2反应步骤 后的第2反应生成气体冷却至低于600℃的第2冷却器，

在上述第2反应器中，进行以下的式(1)和(2)所表示的反应

SiCl₂+HCl→SiHCl₃    (1)

Si₂Cl₆+HCl→SiHCl₃+SiCl₄    (2)。

10.根据权利要求9所述的三氯硅烷的制备装置，其中，第1冷 却器将第1反应生成气体在0.5秒以内冷却至950℃以下。

11.根据权利要求9所述的三氯硅烷的制备装置，其中，第1冷 却器具有混合四氯硅烷和氢的至少一方的设备。

12.根据权利要求9所述的三氯硅烷的制备装置，其中，第2反 应器具有混合氯化氢的设备。

13.根据权利要求9所述的三氯硅烷的制备装置，其中，第2冷 却器具有向350℃以上温度区域的第2反应生成气体中混合氯化氢的 设备。

14.根据权利要求9所述的三氯硅烷的制备装置，其中，第1冷 却器、第2反应器和第2冷却器的至少任意一个是使用原料四氯硅烷 和氢的至少一方进行热交换的热交换器。