CN107055552B - 一种四氯化硅的净化方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多晶硅生产中尾气的提纯技术领域，公开了一种四氯化硅的净化方法及应用，四氯化硅的净化方法主要用于净化多晶硅生产中得到的四氯化硅，包括离子化步骤：将含有Cl2、含碳杂质的四氯化硅通入等离子体发生器使Cl2活化得到氯自由基，氯自由基与含碳杂质反应得到含氯化合物。该方法还包括分离步骤：将含氯化合物与四氯化硅分离。该方法能够应用于多晶硅的生产中。本发明的四氯化硅的净化方法能够较好的去除四氯化硅中的含碳杂质。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅生产中尾气的提纯技术领域，具体而言，涉及一种四氯化硅的净化方法及应用。
背景技术
多晶硅是集成电路、航空航天、新能源等新型产业的基础性关键功能材料。尽管近年来我国多晶硅产业发展迅猛，产能规模跃居世界第一，但仍无法实现高纯、超高纯多晶硅的量产，研发高纯、超高纯多晶硅材料生产技术并实现规模化生产是我国的多晶硅产业发展的重点方向。
多晶硅生产中四氯化硅的深度净化技术是生产多晶硅材料的关键技术。三氯氢硅与氢气在还原炉中发生反应时温度很高，三氯氢硅与氢气在发生硅沉积反应的同时，也会副产四氯化硅，据统计，每生产1吨多晶硅，便会副产13～16吨四氯化硅，在改良西门子法中四氯化硅是生产还原原料三氯氢硅的主要原料。还原原料中的碳杂质在还原炉高温条件下会转化形成甲基硅烷，甲基硅烷沸点与四氯化硅相近，甲基硅烷会与四氯化硅形成共沸物，因此很难通过常规分离方法将甲基硅烷从四氯化硅中分离。纯度不高的四氯化硅会影响后续工艺的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四氯化硅的净化方法，其能够有效去除多晶硅生产中四氯化硅尾气中的含碳杂质。
本发明的另一目的在于提供一种上述的四氯化硅的净化方法在生产多晶硅中的应用，应用上述四氯化硅的净化方法得到的高纯度的四氯化硅有利于后续工艺的稳定。
一种四氯化硅的净化方法，主要用于净化多晶硅生产中得到的四氯化硅，四氯化硅的净化方法包括以下步骤，
等离子化步骤：将含有Cl2、含碳杂质的四氯化硅通入等离子体发生器使Cl2活化得到氯自由基，氯自由基与含碳杂质反应得到含氯化合物；
分离步骤：将含氯化合物与四氯化硅分离。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的等离子体发生器的电极上设置有电介质。
在本发明的一种实施例中，上述等离子体发生装置的电介质为氧化铝或者石英。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的分离步骤包括将含氯化合物与络合剂反应得到络合物，使得含氯化合物与四氯化硅分离。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的分离步骤包括将含氯化合物在液化装置中转变至液态,再将呈液态的含氯化合物与四氯化硅分离。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的将含氯化合物转变至液态的操作在58～70℃的条件下进行。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的将含氯化合物转变至液态的操作在5×105Pa～5×106Pa的条件下进行。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的液化装置为精馏塔。
在本发明的一种实施例中，上述四氯化硅的净化方法的分离步骤包括将含氯化合物与络合剂反应得到络合物，将剩余的含氯化合物与四氯化硅通入液化装置中，使含氯化合物转变至液态而实现含氯化合物与四氯化硅分离。
本发明还提供一种上述四氯化硅的净化方法在生产多晶硅中的应用。
本发明实施例的有益效果是：
在本发明提供的四氯化硅的净化方法中，四氯化硅中含有微量Cl2，等离子体发生器提供电磁场，Cl2通入等离子体发生器中，自由电子在电磁场的作用下加速成为高能电子，高能电子与活化Cl2碰撞，使Cl2转变为反应活性很强的氯自由基。高能电子与含碳杂质碰撞，使含碳杂质的活性增强，使氯自由基很容易与含碳杂质反应生成含氯化合物；同时，四氯化硅在等离子体发生器中完全变为非平衡等离子体，会产生频率广的强光辐射，该光辐射可以使Cl2活化成氯自由基，并与含碳杂质发生光取代反应，得到含氯化合物。与原有的含碳杂质相比，含氯化合物的沸点高、极性强，容易与四氯化硅进行分离。该方法能够较好的去除四氯化硅中的含碳杂质，使之得到深度净化，从而使四氯化硅稳定达到电子级，利于大规模生产多晶硅。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面将对本发明实施例的一种四氯化硅的净化方法及应用进行具体说明。
一种四氯化硅的净化方法，主要用于净化多晶硅生产中得到的四氯化硅，四氯化硅的净化方法包括以下步骤，
1、等离子化步骤：将含有Cl2、含碳杂质的四氯化硅通入等离子体发生器使Cl2活化得到氯自由基，氯自由基与含碳杂质反应得到含氯化合物。
将多晶硅生产中直接放出的四氯化硅直接通入等离子体发生器中，多晶硅生产中直接放出的四氯化硅的温度较高，有利于后续的活化反应，同时，多晶硅生产以后就直接将四氯化硅进行净化，有利于净化后的四氯化硅又进行多晶硅的生产，有利于四氯化硅的循环使用，节约能源。
四氯化硅中含有微量Cl2，等离子体发生器提供电磁场，Cl2通入等离子体发生器中，自由电子在电磁场的作用下加速成为高能电子，高能电子与活化Cl2碰撞，使Cl2转变为反应活性很强的氯自由基；同时，四氯化硅在等离子体发生器中完全变为非平衡等离子体，会产生频率广的强光辐射，该光辐射可以使Cl2活化成氯自由基，使四氯化硅中的微量Cl2可以充分的转化成反应活性很强的氯自由基。
氯自由基活性的活性很强，高能电子也与含碳杂质碰撞，使含碳杂质的活性增强，活性很强的氯自由基与活性增强的含碳杂质很容易反应生成含氯化合物。
本发明的实施例中，含碳杂质主要为SiCl(CH3)3，其与氯自由基发生取代反应会生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等富含氯化物。
等离子体装置的电极上设置有电介质，采用介质阻挡放电使四氯化硅中的微量Cl2活化，并防止金属电极电离，避免引入金属杂质，避免产生新的杂质，使四氯化硅不会被污染。为更好地保护四氯化硅不被污染，电介质选用高纯介电材料；进一步地，高纯介电材料使用高纯陶瓷材料，比如石英或氧化铝。本发明的实施例中石英为高纯石英，避免因引入新的杂质而对四氯化硅造成污染。同样地，氧化铝为高纯氧化铝。在本发明的其他实施例中，电介质也可采用其他的高纯介电材料。
与原有的含碳杂质相比，含氯化合物的沸点高、极性强，容易与四氯化硅进行分离，将含氯化合物与四氯化硅分离，可对四氯化硅进行深度净化，从而使四氯化硅稳定达到电子级，利于大规模生产多晶硅。
2、分离步骤：将含氯化合物与四氯化硅分离。分离步骤可以是通过将含氯化合物与络合剂反应生成络合物，从而达到分离，也可以是将含氯化合物进行液化，再与四氯化硅分离。
向等离子体装置中加入络合剂，以使生成的含氯化合物与络合剂反应得到络合物实现含氯化合物与四氯化硅的分离。与原有的含碳杂质相比，含氯化合物的极性强，所以，其极易与络合剂反应形成稳定的络合物，络合物留在等离子体装置中，从而实现SiCl(CH3)3杂质的深度去除，达到净化四氯化硅的目的，而深度净化后的四氯化硅继续用于多晶硅的生产中。
在等离子体装置中，氯自由基的形成和含氯化合物的生成都非常快速，达到微秒级。向等离子体装置中填充络合剂，四氯化硅中的微量Cl2活化成反应活性很强的氯自由基，并与含碳杂质发生取代反应生成含氯化合物以后，继续与络合剂反应形成稳定的络合物，含氯化合物和络合物的形成几乎是同步形成，工艺简单、净化效率很高。
优选设置：等离子体装置内的结构为板式机构，即等离子体装置包括外壳、多个具有透气孔的隔板，多个隔板设置于外壳的空腔内，每个隔板上均铺设有络合剂，外壳具有进气口和出气口，进气口位于外壳的下方，出气口位于外壳的上方，四氯化硅进入等离子体装置以后马上发生微量Cl2活化成反应活性很强的氯自由基，并与含碳杂质发生取代反应生成含氯化合物，具有含氯化合物的四氯化硅在外壳的空腔向上运动，穿过隔板并使含氯化合物与隔板上的络合剂反应形成稳定的络合物，进行深度净化后的四氯化硅从出气口排出，继续用于多晶硅的生产中。设置多个隔板来放置络合剂，使含氯化合物与络合剂的接触更加充分，含氯化合物能够充分的反应形成稳定的络合物，使四氯化硅的净化效率更高。
液化分离是指将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中，使含氯化合物液化从而实现含氯化合物与四氯化硅的分离。与原有的含碳杂质相比，含氯化合物的沸点高，所以，其极易液化，从而使其与气态的四氯化硅分离，净化后的四氯化硅则用于多晶硅的生产中。
含碳杂质主要为SiCl(CH3)3，其在常压下沸点为57.7℃，与四氯化硅的沸点(57.6℃)非常接近，但经过等离子化步骤后，含碳杂质转化为SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等，它们各自的沸点相比SiCl(CH3)3均具有明显提高。比如SiCl2(CH3)2沸点达到70.5℃。因此可以通过液化的方式进行杂质分离。
优选地，将含氯化合物转变至液态的操作在58℃～70℃的条件下进行。当具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中的时候，含氯化合物能够很快的液化，使含氯化合物从四氯化硅中分离出来，而深度净化后的四氯化硅继续用于多晶硅的生产中。控制在这个温度范围内，相对容易实现，又能保证含氯化合物快速液化。
类似的实施方式还可以是：分离在压强为5×105Pa～5×106Pa的条件下进行，即将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中以后，对液化装置中的四氯化硅施加压强为5×105Pa～5×106Pa的压强，使四氯化硅中的含氯化合物快速液化，而深度净化后的四氯化硅继续用于多晶硅的生产中。
含氯化合物在等离子体装置中与络合剂反应生成稳定的络合物进行与四氯化硅分离的时候，含氯化合物的反应可能不够彻底，为了使具有含氯化合物的四氯化硅中的含氯化合物的液化效果更好，分离在温度为58℃～70℃、压强为5×105Pa～5×106Pa的条件下进行，即控制液化装置的温度为58℃～70℃，将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中以后，对液化装置中的四氯化硅施加压强为5×105Pa～5×106Pa的压强，使四氯化硅中的含氯化合物快速液化，其净化效率更高，而深度净化后的四氯化硅继续用于多晶硅的生产中。
优选地，四氯化硅的净化方法的液化装置为精馏塔，当具有含氯化合物的四氯化硅通入精馏塔中的时候，外部的冷凝水会使含氯化合物液化流入精馏塔中，而深度净化后的四氯化硅继续用于后续工艺中。
本发明实施例的四氯化硅的净化方法可以应用于多晶硅的生产中，也可以应用于其他需要使用到高纯四氯化硅作为原料或组分的工艺流程中，例如应用于光纤制备领域。
实施例1
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入具有络合剂的等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
含氯化合物与等离子体发生器内的络合剂反应生成稳定的络合物，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例2
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入具有络合剂的等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯氧化铝，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
含氯化合物与等离子体发生器内的络合剂反应生成稳定的络合物，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例3
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入温度为58℃的液化装置中，在常压下使含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例4
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入温度为61℃的液化装置中，在常压下使含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例5
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入温度为64℃的液化装置中，在常压下使含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例6
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入温度为67℃的液化装置中，在常压下使含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例7
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入温度为70℃的液化装置中，在常压下使含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例8
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加5×105Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例9
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加1×106Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例10
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加3×106Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例11
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加5×106Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例12
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入内部温度为58℃液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加5×105Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例13
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入内部温度为61℃液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加1×106Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例14
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入内部温度为64℃液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加3×106Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例15
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
将具有含氯化合物的四氯化硅通入内部温度为70℃液化装置中，对具有含氯化合物杂质的四氯化硅施加5×106Pa的压强，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例16
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入具有络合剂的等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
含氯化合物与等离子体发生器内的络合剂反应生成稳定的络合物，从而与四氯化硅初步分离，得到初步净化后的四氯化硅。初步净化后的四氯化硅还残留有少量含氯化合物，将初步净化后的四氯化硅通入内部温度为58℃的液化装置内，将剩余的少量含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例17
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入具有络合剂的等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
含氯化合物与等离子体发生器内的络合剂反应生成稳定的络合物，从而与四氯化硅初步分离，得到初步净化后的四氯化硅。初步净化后的四氯化硅还残留有少量含氯化合物，将初步净化后的四氯化硅通入液化装置内，对初步净化后的四氯化硅施加5×106Pa的压强。将剩余的少量含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例18
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
剩余具有少量含氯化合物的四氯化硅通入精馏塔中，使含氯化合物液化，从而使含氯化合物与四氯化硅分离。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
实施例19
本实施例的一种四氯化硅的净化方法包括以下步骤。
S1、等离子化步骤：
将含有微量Cl2、SiCl(CH3)3等杂质的四氯化硅通入放置有络合剂的等离子体装置内，等离子体装置的电极上设置有作为电介质的高纯石英，微量Cl2转变为反应活性很强的氯自由基，与SiCl(CH3)3杂质反应生成SiCl2(CH3)2、SiCl3CH3、SiCl4、SiCl(CH2Cl)3、SiCl(CHCl2)3等含氯化合物。
S2、分离步骤：
含氯化合物与等离子体发生器内的络合剂反应生成稳定的络合物，从而与四氯化硅初步分离，得到初步净化后的四氯化硅。初步净化后的四氯化硅还残留有少量含氯化合物，将初步净化后的四氯化硅通入精馏塔内，将剩余的少量含氯化合物液化，从而与四氯化硅分离，得到净化后的四氯化硅。
净化后的四氯化硅可继续用于多晶硅的生产中。
综上所述，本发明提供的四氯化硅的净化方法中，四氯化硅中含有微量Cl2，等离子体发生器提供电磁场，Cl2通入等离子体发生器中，自由电子在电磁场的作用下加速成为高能电子，高能电子与活化Cl2碰撞，使Cl2转变为反应活性很强的氯自由基。高能电子与含碳杂质碰撞，使含碳杂质的活性增强，使氯自由基很容易与含碳杂质反应生成含氯化合物；同时，四氯化硅在等离子体发生器中完全变为非平衡等离子体，会产生频率广的强光辐射，该光辐射可以使Cl2活化成氯自由基，并与含碳杂质发生光取代反应，得到含氯化合物。与原有的含碳杂质相比，含氯化合物的沸点高、极性强，容易与四氯化硅进行分离。该方法能够较好的去除四氯化硅中的含碳杂质，使之得到深度净化，从而使四氯化硅稳定达到电子级，利于大规模生产多晶硅。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种四氯化硅的净化方法，主要用于净化多晶硅生产中得到的四氯化硅，其特征在于，所述四氯化硅的净化方法包括以下步骤，
等离子化步骤：将含有Cl2、含碳杂质的所述四氯化硅通入等离子体发生器使所述Cl2活化得到氯自由基，所述氯自由基与所述含碳杂质反应得到含氯化合物；
分离步骤：包括将所述含氯化合物与预留于所述等离子体发生器中的络合剂反应得到络合物，使得所述含氯化合物与所述四氯化硅分离。
2.根据权利要求1所述的四氯化硅的净化方法，其特征在于，所述等离子体发生器的电极上设置有电介质。
3.根据权利要求2所述的四氯化硅的净化方法，其特征在于，所述电介质为氧化铝或者石英。
4.权利要求1至3中任一项所述的四氯化硅的净化方法在生产多晶硅中的应用。
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