[发明专利]生产三氯硅烷的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2009年11月6日提交的、名称为“生产三氯硅烷的系统和方法”的美国专利申请号12/614,269的优先权，以引用的方式将其整体并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明涉及生产三氯硅烷（trichlorosilane）的系统和方法，具体而言涉及下述合成三氯硅烷的系统和方法：利用汽化技术（vaporization techniques）促进副产物固体（如金属盐）的移除，从而减少其在下游单元操作（unit operation）中沉积的可能性。

背景技术

在美国专利号2,595,620中，Wagner等公开了一种氢化方法，该方法包括用氢原子取代一个或多个与硅键合的氯原子。

在美国专利号3,968,199中，Bakay公开了通过三氯硅烷HSiCl₃的歧化或再分配（disproportionation or redistribution）制造硅烷SiH₄方法。

在美国专利号4,099,936中，Tarancon公开了一种对硅烷进行纯化的方法，该方法包括使硅烷和杂质的混合物穿过多孔粒状木炭，再穿过多孔粒状硅酸镁，然后进行蒸馏。

在美国专利号4,340,574中，Coleman公开了从分离塔中再循环来生产超高纯度硅烷的方法。

在美国专利号4,676,967中，Breneman公开了生产高纯度硅烷和硅的方法。

在美国专利号5,118,486中，Burgie等公开了通过使副产物流雾化（atomization）成为微粒状硅和硅烷来进行分离。

在美国专利号5,232,602中，Brink等公开了对四氯化硅进行纯化来制造电子级硅的方法，所述方法包括通过与活性炭接触来移除痕量的杂质磷。

在美国专利号5,723,644中，Tzou公开了通过使包含具有磷污染物的氯硅烷的混合物与铜化合物或铜的吸附剂接触，对氯硅烷进行纯化的方法。

在美国专利号6,060,021中，Oda公开了在作为密封气体的氢气下储存三氯硅烷和四氯化硅的方法。

在美国专利号6,843,972B2中，Klein等公开了通过与固体碱接触来纯化三氯硅烷的方法。

在美国专利号6,852,301B2中，Block等公开了下述生产硅烷的方法：通过使冶金硅与四氯化硅SiCl₄和氢气反应，从而形成四氯化硅和三氯硅烷SiHCl₃的粗气体流（crude gas stream）；通过用经冷凝的氯硅烷进行洗涤，从所述的粗气体流中移除杂质；通过蒸馏对经纯化的粗气体流进行冷凝和分离；使部分四氯化硅流返回（returning）至冶金硅与四氯化硅和氢气的反应中；使部分流发生歧化以形成四氯化硅和硅烷；以及将通过冶金级硅与四氯化硅和氢气的反应发生歧化所形成的硅烷返回。

在美国专利号6,887,448B2中，Block等公开了生产高纯度硅的方法。

在美国专利号6,905,576B1中，Block等公开了通过在催化剂床中对三氯硅烷进行催化歧化来生产硅烷的方法和系统。

在美国专利号7,056,484B2中，Bulan等公开了通过使硅与氢气、四氯化硅反应生产三氯硅烷的方法，所述硅处于与催化剂混合的粉碎形式。

在美国专利申请公开号2002/0044904A1中，Bulan等公开了通过利用催化剂使硅与四氯化硅、氢气以及任选的氯化氢反应来制备三氯硅烷的方法。

在美国专利申请公开号2004/0022713A1中，Bulan等公开了通过用催化剂使硅与氢气、四氯化硅以及任选的氯化氢反应来生产三氯硅烷的方法，所述催化剂具有所使用的硅的平均粒度（grain size）1/30到1/100的平均粒度。

在美国专利申请公开号2007/0231236A1中，Kajimoto等公开了生产卤代硅烷的方法和纯化固体组分的方法。

在美国专利申请公开号2009/0035205A1中，Bohmhammel等公开了通过用催化剂对四氯化硅进行催化氢化脱卤来制备四氯化硅的方法，所述催化剂为元素周期表第2族的至少一种金属或金属盐。

在欧洲专利申请文件公开号0444190B1中，Hsieh等公开了通过半透膜进行的气体分离。

在欧洲专利说明书公开号0450393A2中，Allen公开了改进的多晶硅及其方法。