CN112479214B - 一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，利用硅烷与杂质组分之间在不同温度与压力下的物理化学性质及相对吸附/精馏分离系数的差异，通过中温变压吸附提纯与浅冷变压吸附浓缩与精馏、化学吸附纯化耦合，粗硅烷气经过中浅冷精馏、中温变压吸附提纯、浅冷变压吸附浓缩及硅烷纯化工序，高纯度高收率地获得了纯度大于等于99.9999%、收率大于96%的电子级硅烷产品气。本发明适合于不同的方法制造出来的粗硅烷作为原料气，克服了现有的粗硅烷制取电子级硅烷所存在的粗硅烷制备方法不同而产生的粗硅烷中杂质组分不同所需的提纯制备电子级硅烷的方法不同的局限。

Description

一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法

技术领域

本发明涉及电子及半导体材料制程中所需的硅源体-硅烷气体的制备与纯化，更具体的说是涉及一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法。

背景技术

硅烷（SiH4）是电子及半导体材料制备中最基本的原料之一，工业上通常采用适合规模化生产的硅化镁与氯化铵反应法、三氯氢硅还原法、四氟化硅还原法，以及氯硅烷氢化二次歧化反应（UCC）法。不同的生产工艺，所得到的粗硅烷中的杂质组分有所不同，进而所采用的分离与净（纯）化方法也有所不同，不过通常粗硅烷中含有氢气（H2）、甲烷（CH4）、氧（O2）、一氧化碳（CO）等轻组分杂质，氨（NH3）、水（H2O）、氯硅烷、硅氧烷、二氧化碳（CO2）等重组分杂质，以及微量的硅（Si）/硅团簇颗粒、金属离子等杂质，因而，在制备硅烷过程中，将粗硅烷提纯脱除杂质业已成为电子级硅烷制备的主要工艺。

硅烷的净（纯）化方法有许多，针对粗硅烷中的杂质不同而采用的方法有所不同，主要有液化冷冻法、低温精馏法、吸附法及其它方法，包括金属吸气剂法、水吸收法、膜分离法等。

液化冷冻法主要脱除与硅烷液化温度相差较大的气相杂质，如H2、N2、CO等，这种方法比较耗能，在低于-118℃的操作条件下，需要大量的冷量将硅烷液化，而少量的不凝气体逸出。而对于接近硅烷冷凝温度的CH4或CO等气相杂质也很难处理干净。同时，液化冷冻法也不适合含有更易液化的杂质组分诸如NH3、乙烯等碳二及碳二以上的轻烃类组分（C2+）的粗硅烷的净化。

低温精馏法是较为普遍应用的硅烷提纯方法，该法是利用一定温度（低温）及压力下SiH4与杂质组分相对挥发度的差异，可采用两个精馏塔工艺，把比硅烷更轻的H2及CH4，比硅烷更重的CO2、O2、C2+或氯硅烷等分离去除掉，但与硅烷沸点相近而导致的相对精馏挥发度分离系数较小的较轻组分CH4或较重组分CO含量时常超标，很难得到更纯的硅烷产品。由于CH4很容易与C2+组分形成平衡，因此，采用低温精馏仍然不足以同时将CH4与C2+脱除干净。

吸附法是利用硅烷与杂质组分的分子动力学直径或在吸附剂中的吸附容量或吸附速率的差异性实现净化分离，比如，采用5A分子筛进行吸附，可以将动力学直径约4.84A的硅烷分子吸附而非吸附相的H2得以排出，解吸采用加温方法得到高纯的硅烷产品。但是，粗硅烷中还含有CH4、CO等动力学直径与硅烷相同的杂质组分时，就可能发生共吸附或竞争性吸附现象，导致从吸附相中获取的硅烷产品的纯度受到很大影响。同时，由于硅烷不同的解吸条件下，还有一定的重新被吸附的能力，进而解吸条件很难掌控，因此，吸附法通常应用于粗硅烷中杂质组分相对较少的工况。

硅烷的其它净（纯）化方法，最常用的是金属吸气剂，可以将O2、H2O、CO2及硼磷等痕量杂质脱除至ppb级。不过，正如H2/NH3等金属吸气剂，对进入金属吸气剂的进料气有一定的要求，比如CH4、C2+或H2等含量有较严格的限制，防止金属吸气剂失活。因此，金属吸气剂一般是用于最后一道纯化而直接进入用气工序。

发明内容

本发明提供一种粗硅烷全温程变压吸附（FTrPSA）制取电子级硅烷的方法，全温程变压吸附（英文全称：Full Temperature Range-Pressure Swing Adsorption，简称：FTrPSA）是一种以变压吸附（PSA）为基础并可与各种分离技术相耦合的方法，利用不同物料组分本身在不同压力与温度下的吸附分离系数及物理化学性质的差异性，以硅烷（SiH4）为切割组分，依据粗硅烷气体中所含有效组分SiH4与H2/CH4/CO/O2以及C2+/NH3/CO2等主要杂质组分之间的物理化学特性、相对吸附分离系数与相对挥发度差异，的分离净化方法以及对应的操作条件（温度与压力），将各种分离方法，包括各种吸附与精馏或吸收相耦合，采取中温与浅冷变压吸附过程中吸附与解吸易于匹配和平衡的循环操作，并与低温精馏耦合来分离和提纯硅烷（纯度大于等于99.999%（v/v）），实现粗硅烷全温程变压吸附（FTrPSA）制取电子级硅烷产品，为此，本发明采用以下技术方案：

一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，包括如下步骤：

（1）中浅冷精馏，粗硅烷原料气经过冷却至-35~-30℃、加压至2.0~2.5MPa后进入由两个精馏塔组成的中浅冷精馏工序，其中，粗硅烷先进入精馏塔-1，从精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，主要为H2、CH4及CO杂质组分，或经冷热交换或直接进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从精馏塔-1塔底流出的重组份流体，再进入操作温度为-30~-10℃、操作压力为1.5~2.2MPa的精馏塔-2，从其塔底流出含大部分C2+、CO2、NH3、氯硅烷及部分O2、CO的重组分排出界区进行处理，从其塔顶流出超纯SiH4的塔顶气，经过冷热交换及调压后进入下一个工序——中温变压吸附提纯。

（2）中温变压吸附提纯，来自中浅冷精馏工序中的精馏塔-2的超纯SiH4的塔顶气，经冷热交换至30~80℃、调压至0.6~1.0MPa，进入由4个及以上的多个吸附塔组成的中温变压吸附提纯工序，吸附温度为30~80℃、吸附压力为0.6~1.0MPa，解吸采用抽真空，从处于吸附状态的吸附塔顶部流出非吸附相的超高纯SiH4，其浓度可达到99.99~99.999%，或直接作为产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从处于解吸抽真空状态的吸附塔底部流出的吸附相解吸气，经过冷热交换与加压后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，进一步回收硅烷，解吸气中的被吸附的杂质组分，从精馏塔-2的塔底流出。

（3）浅冷变压吸附浓缩，来自中浅冷精馏工序的精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，经冷热交换至-10~20℃后进入至少由4塔组成的多塔变压吸附浓缩工序，吸附塔的操作压力为0.3~1.0MPa，操作温度为-10~20℃，至少一个吸附塔处于吸附步骤，其余吸附塔处于解吸再生步骤，所形成的非吸附相气体为吸附废气，或直接排放，或作为燃料气使用，所形成的吸附相气体为富硅烷的浓缩气体，经冷热交换与加压后再返回至中浅冷精馏工序的精馏塔-1，进一步回收硅烷，浓缩气体中所含的少量轻组分H2、CH4杂质，通过精馏塔-塔顶气脱除流出，浅冷变压吸附浓缩工序的吸附剂采用硅藻土、硅胶、活性炭、分子筛的一种或多种组合，解吸时采用抽真空再生。

（4）硅烷纯化，来自中温变压吸附提纯工序的超高纯SiH4气体，直接或经过冷热交换至25~100℃后进入由一种氢化的金属镐（Zr）-钒（V）-铁（Fe）合金制成的硅烷金属吸气剂纯化器进一步纯化，由此得到的电子级硅烷产品气纯度大于等于99.9999%，收率大于等于96%，其中，O2、H2O、CO、CO2、总的碳氢化合物、硫化物（H2S计）以及硅氧烷的主要杂质含量均小于0.01~0.1ppm，且金属吸气剂使用寿命大于1~2年。

更进一步的，所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的原料气，包括其余半导体制程中产生的硅烷浓度大于60~70%且含氢气、甲烷及少量的氯硅烷/C2+主要杂质组分的废气或尾气。

更进一步的，所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中浅冷精馏工序中的精馏塔-1用透氢膜替代，来自粗硅烷原料气经过冷热交换至60~80℃并加压至2.0~2.5MPa后进入由一级或多级的膜分离系统，从渗透侧流出富氢气体，压力降为0.6~1.0MPa并经冷热交换-10~20℃再进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从膜分离系统的非渗透侧流出的重组份流体，再进入操作温度为-30~-10℃、操作压力为1.5~2.2MPa的精馏塔-2，从其塔底流出的重组分排出界区进行处理，从其塔顶流出超纯SiH4的塔顶气，经过冷热交换及调压后进入下一个工序——中温变压吸附提纯，由此得到的硅烷产品的收率大于等于98%。

更进一步的，所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中温变压吸附提纯工序，将来自中浅冷精馏工序中的精馏塔-2的超纯SiH4的塔顶气，经冷热交换至30~80℃、调压至0.6~1.0MPa，进入由二段PSA系统所组成的中温变压吸附提纯工序，超纯SiH4塔顶气从第一PSA吸附塔（1段PSA）塔底进入，从1段PSA塔顶流出的非吸附相气体为超高纯硅烷，其浓度可达到99.99~99.999%，或直接作为产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从1段PSA塔底解吸（逆放、冲洗或抽真空）流出的解吸气经增压送入第二PSA吸附塔（2段PSA）塔底，从2段PSA塔顶流出的非吸附相气体为中间气体，返回到1段PSA中与超纯SiH4塔顶气进行混合后进入1段PSA，从2段PSA塔底流出的吸附相气体为解吸气，经过冷热交换与加压后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，进一步回收硅烷，解吸气中的被吸附的杂质组分，从精馏塔-2的塔底流出，由此得到的硅烷产品的收率大于等于98%。

更进一步的，所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中温变压吸附提纯工序放置在所述的中浅冷精馏工序的精馏塔-1与精馏塔-2之间，即，从精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，或经冷热交换或直接进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从精馏塔-1塔底流出的重组份流体，经冷热交换进入中温变压吸附提纯工序，从处于吸附状态的吸附塔顶部流出非吸附相的超纯SiH4，再经过冷热交换后进入精馏塔-2，从其塔顶流出超高纯SiH4，其纯度大于等于99.999%，或直接作为硅烷产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从其塔底流出的重组份外排处理，而从中温变压吸附提纯工序中处于解吸状态的吸附塔底部流出的解吸气，经冷热交换与加压后返回至精馏塔-1，进一步回收硅烷，由此得到的硅烷产品收率大于等于98%。

更进一步的，所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的粗硅烷原料气中硅烷含量超过90%且氯硅烷/C2+/O2/CO2杂质组分总含量小于1%，所述的中浅冷精馏工序的精馏塔-1可以省去，即，粗硅烷原料气直接进入中温变压吸附提纯工序，从吸附塔顶部流出富硅烷中间气体，经冷热交换后进入中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，从其塔顶流出超高纯SiH4，其纯度大于等于99.99~99.999%，或直接作为硅烷产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从其塔底排出重组分杂质，而从中温变压吸附提纯工序的吸附塔底部流出的解吸气，经冷热交换与加压后，进入浅冷变压吸附浓缩工序，从其塔顶排出吸附废气，或直接排放，或作为燃料气使用，从其塔底流出的浓缩气体，经冷热交换与加压后返回至中温变压吸附提纯工序，进一步回收硅烷。

更进一步的，所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中温变压吸附提纯与浅冷变压吸附浓缩工序，在吸附压力大于等于0.6MPa的操作条件下，吸附与解吸循环操作过程中的压力变化，通过各吸附塔之间连接的管道上程序控制阀与调节阀，实现缓均控制，防止系统压力变化过大所导致的气流冲刷吸附塔床层及吸附剂粉化产生，使得本工序系统操作稳定与安全。

本发明的有益效果是：

（1）本发明适合于不同的方法制造出来的粗硅烷作为原料气，克服了现有的粗硅烷制取电子级硅烷所存在的粗硅烷制备方法不同而产生的粗硅烷中杂质组分不同所需的提纯制备电子级硅烷的方法不同的局限；

（2）本发明利用粗硅烷原料中硅烷有效组分与主要的轻组分杂质如H2、CH4及主要的重组分杂质如氯硅烷、C2+、CO2、NH3等之间的物理化学与相对挥发度及相对吸附分离系数特性，采用中温变压吸附、浅冷变压吸附与中浅冷精馏相耦合，选择性的分离制取有效组分SiH4，同时避免了吸附、精馏等分离单元循环操作中的极性较强的氯硅烷、C2+深度吸附或挥发度相对较小而再生困难或单纯低温精馏负荷过大，以及传统变温或变压吸附难于直接处理SiH4/CH4/H2易燃易爆的技术难题，使得本发明基于各种吸附与精馏分离技术耦合为基础的中温与浅冷温度范围的全温程变压吸附（FTrPSA）系统的吸附与再生循环操作得以实现，最终高纯度、高收率地得到电子级硅烷产品；

（3）本发明也可以通过膜分离、变压吸附与精馏的耦合，或通过两段精馏与中温变压吸附位置互换，或通过两段中温变压吸附，实现制取电子级硅烷的更高纯度与收率；

（4）本发明利用各工序的操作温度的差异性，通过安排合理的冷热量交换系统，使得整个操作系统的冷热量得到充分的利用。

附图说明

图1为本发明实施例1流程示意图。

图2为本发明实施例2流程示意图。

图3为本发明实施例3流程示意图。

图4为本发明实施例4流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图1所示，一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，具体实施步骤包括，

（1）中浅冷精馏，粗硅烷原料气经过冷却至-35~-30℃、加压至2.0~2.5MPa后进入由两个精馏塔组成的中浅冷精馏工序，其中，粗硅烷先进入精馏塔-1，从精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，主要为H2、CH4及CO杂质组分，进入浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从精馏塔-1塔底流出的重组份流体，再进入操作温度为-30~-10℃、操作压力为1.5~2.2MPa的精馏塔-2，从其塔底流出含大部分C2+、CO2、NH3、氯硅烷及部分O2、CO的重组分排出界区进行处理，从其塔顶流出超纯SiH4的塔顶气，经过冷热交换及调压后进入中温变压吸附提纯工序。

（2）中温变压吸附提纯工序，来自中浅冷精馏工序中的精馏塔-2的超纯SiH4的塔顶气，经冷热交换至30~80℃、调压至0.6~1.0MPa，进入由4个吸附塔组成的中温变压吸附提纯工序，吸附温度为30~80℃、吸附压力为0.6~1.0MPa，解吸采用抽真空，从处于吸附状态的吸附塔顶部流出非吸附相的超高纯SiH4气体，其浓度可达到99.99~99.999%，进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从处于解吸抽真空状态的吸附塔底部流出的吸附相解吸气，经过冷热交换与加压后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，进一步回收硅烷，解吸气中的被吸附的杂质组分，从精馏塔-2的塔底流出。

（3）浅冷变压吸附浓缩，来自中浅冷精馏工序的精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，经冷热交换至-10~20℃后进入由4塔组成的多塔变压吸附浓缩工序，吸附塔的操作压力为0.3~1.0MPa，操作温度为-10~20℃，其中，一个吸附塔处于吸附步骤，其余吸附塔处于解吸再生步骤，所形成的非吸附相气体为吸附废气，作为燃料气使用，所形成的吸附相气体为富硅烷的浓缩气体，经冷热交换与加压后再返回至中浅冷精馏工序的精馏塔-1，进一步回收硅烷，浓缩气体中所含的少量轻组分H2、CH4杂质，通过精馏塔-塔顶气脱除流出，浅冷变压吸附浓缩工序的吸附剂采用硅藻土、硅胶、活性炭、分子筛的多种组合，解吸时采用抽真空再生。

（4）硅烷纯化，来自中温变压吸附提纯工序的超高纯SiH4气体，经过冷热交换至60~100℃后进入由一种氢化的金属镐（Zr）-钒（V）-铁（Fe）合金制成的硅烷金属吸气剂纯化器进一步纯化，由此得到的电子级硅烷产品气纯度大于等于99.9999%，收率大于等于96%，其中，O2、H2O、CO、CO2、总的碳氢化合物、硫化物（H2S计）以及硅氧烷的主要杂质含量均小于0.01~0.1ppm，且金属吸气剂使用寿命大于1~2年。

实施例2

如图2所示，在实施例1基础上，中浅冷精馏工序中的精馏塔-1采用透氢膜替代，来自粗硅烷原料气经过冷热交换至60~80℃并加压至2.0~2.5MPa后进入由一级渗透膜分离系统，从渗透侧流出富氢气体，压力降为0.6~1.0MPa并经冷热交换-10~20℃再进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从膜分离系统的非渗透侧流出的重组份流体，再进入操作温度为-30~-10℃、操作压力为1.5~2.2MPa的精馏塔-2，从其塔底流出的重组分排出界区进行处理，从其塔顶流出超纯SiH4的塔顶气，经过冷热交换及调压后进入中温变压吸附提纯，由此得到的硅烷产品的收率大于等于98%。

实施例3

如图3所示，在实施例1基础上，来自中浅冷精馏工序中的精馏塔-2的超纯SiH4的塔顶气，经冷热交换至30~80℃、调压至0.6~1.0MPa，进入由二段PSA系统所组成的中温变压吸附提纯工序，超纯SiH4塔顶气从第一PSA吸附塔（1段PSA）塔底进入，从1段PSA塔顶流出的非吸附相气体为超高纯硅烷，其浓度可达到99.99~99.999%，进入硅烷纯化工序进一步进行提纯，从1段PSA塔底解吸（逆放、冲洗或抽真空）流出的解吸气经增压送入第二PSA吸附塔（2段PSA）塔底，从2段PSA塔顶流出的非吸附相气体为中间气体，返回到1段PSA中与超纯SiH4塔顶气进行混合后进入1段PSA，从2段PSA塔底流出的吸附相气体为解吸气，经过冷热交换与加压后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，进一步回收硅烷，解吸气中的被吸附的杂质组分，从精馏塔-2的塔底流出，由此得到的硅烷产品的收率大于等于98%。

实施例4

如图4所示，在实施例1基础上，粗硅烷原料气中硅烷含量超过90%且氯硅烷/C2+/O2/CO2杂质组分总含量小于1%的工况，中浅冷精馏工序的精馏塔-1可以省去，即，粗硅烷原料气直接进入中温变压吸附提纯工序，从吸附塔顶部流出富硅烷中间气体，经冷热交换后进入中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，从其塔顶流出超高纯SiH4，其纯度大于等于99.99~99.999%，进入硅烷纯化工序进一步进行提纯，从其塔底排出重组分杂质，而从中温变压吸附提纯工序的吸附塔底部流出的解吸气，经冷热交换与加压后进入浅冷变压吸附浓缩工序，从其塔顶排出吸附废气作为燃料气使用，从其塔底流出的浓缩气体，经冷热交换与加压后返回至中温变压吸附提纯工序，进一步回收硅烷。

显而易见的，上面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，或在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)中浅冷精馏，粗硅烷原料气经过冷却至-35～-30℃、加压至2.0～2.5MPa后进入由两个精馏塔组成的中浅冷精馏工序，其中，粗硅烷先进入精馏塔-1，从精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，主要为H2、CH4及CO杂质组分，或经冷热交换或直接进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从精馏塔-1塔底流出的重组份流体，再进入操作温度为-30～-10℃、操作压力为1.5～2.2MPa的精馏塔-2，从其塔底流出含大部分C2+、CO2、NH3、氯硅烷及部分O2、CO的重组分排出界区进行处理，从其塔顶流出超纯SiH4的塔顶气，经过冷热交换及调压后进入下一个工序——中温变压吸附提纯；

(2)中温变压吸附提纯，来自中浅冷精馏工序中的精馏塔-2的超纯SiH4的塔顶气，经冷热交换至30～80℃、调压至0.6～1.0MPa，进入由4个及以上的多个吸附塔组成的中温变压吸附提纯工序，吸附温度为30～80℃、吸附压力为0.6～1.0MPa，解吸采用抽真空，从处于吸附状态的吸附塔顶部流出非吸附相的超高纯SiH4，其浓度可达到99.99～99.999％，或直接作为产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从处于解吸抽真空状态的吸附塔底部流出的吸附相解吸气，经过冷热交换与加压后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，进一步回收硅烷，解吸气中的被吸附的杂质组分，从精馏塔-2的塔底流出；

(3)浅冷变压吸附浓缩，来自中浅冷精馏工序的精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，经冷热交换至-10～20℃后进入至少由4塔组成的多塔变压吸附浓缩工序，吸附塔的操作压力为0.3～1.0MPa，操作温度为-10～20℃，至少一个吸附塔处于吸附步骤，其余吸附塔处于解吸再生步骤，所形成的非吸附相气体为吸附废气，或直接排放，或作为燃料气使用，所形成的吸附相气体为富硅烷的浓缩气体，经冷热交换与加压后再返回至中浅冷精馏工序的精馏塔-1，进一步回收硅烷，浓缩气体中所含的少量轻组分H2、CH4杂质，通过精馏塔-塔顶气脱除流出，浅冷变压吸附浓缩工序的吸附剂采用硅藻土、硅胶、活性炭、分子筛的一种或多种组合，解吸时采用抽真空再生；

(4)硅烷纯化，来自中温变压吸附提纯工序的超高纯SiH4气体，直接或经过冷热交换至25～100℃后进入由一种氢化的金属镐-钒-铁合金制成的硅烷金属吸气剂纯化器进一步纯化，由此得到的电子级硅烷产品气纯度大于等于99.9999％，收率大于等于96％，其中，O2、H2O、CO、CO2、总的碳氢化合物、硫化物以及硅氧烷的主要杂质含量均小于0.01～0.1ppm，且金属吸气剂使用寿命大于1～2年。

2.如权利要求1所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的原料气，包括其余半导体制程中产生的硅烷浓度大于60～70％且含氢气、甲烷及少量的氯硅烷/C2+主要杂质组分的废气或尾气。

3.如权利要求1所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中浅冷精馏工序中的精馏塔-1用透氢膜替代，来自粗硅烷原料气经过冷热交换至60～80℃并加压至2.0～2.5MPa后进入由一级或多级的膜分离系统，从渗透侧流出富氢气体，压力降为0.6～1.0MPa并经冷热交换-10～20℃再进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从膜分离系统的非渗透侧流出的重组份流体，再进入操作温度为-30～-10℃、操作压力为1.5～2.2MPa的精馏塔-2，从其塔底流出的重组分排出界区进行处理，从其塔顶流出超纯SiH4的塔顶气，经过冷热交换及调压后进入下一个工序——中温变压吸附提纯，由此得到的硅烷产品的收率大于等于98％。

4.如权利要求1所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中温变压吸附提纯工序，将来自中浅冷精馏工序中的精馏塔-2的超纯SiH4的塔顶气，经冷热交换至30～80℃、调压至0.6～1.0MPa，进入由二段PSA系统所组成的中温变压吸附提纯工序，超纯SiH4塔顶气从第一PSA吸附塔塔底进入，从第一PSA吸附塔塔顶流出的非吸附相气体为超高纯硅烷，其浓度可达到99.99～99.999％，或直接作为产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，而第一PSA吸附塔进行解吸，所述解吸方法为逆放、冲洗或抽真空，从第一PSA吸附塔塔底流出的解吸气经增压送入第二PSA吸附塔塔底，从第二PSA吸附塔塔顶流出的非吸附相气体为中间气体，返回到第一PSA吸附塔中与超纯SiH4塔顶气进行混合后进入第一PSA吸附塔，从第二PSA吸附塔塔底流出的吸附相气体为解吸气，经过冷热交换与加压后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，进一步回收硅烷，解吸气中的被吸附的杂质组分，从精馏塔-2的塔底流出，由此得到的硅烷产品的收率大于等于98％。

5.如权利要求1所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中温变压吸附提纯工序放置在所述的中浅冷精馏工序的精馏塔-1与精馏塔-2之间，即，从精馏塔-1塔顶流出轻组分的不凝气体，或经冷热交换或直接进入后续的浅冷变压吸附浓缩工序，进一步回收硅烷，从精馏塔-1塔底流出的重组份流体，经冷热交换进入中温变压吸附提纯工序，从处于吸附状态的吸附塔顶部流出非吸附相的超纯SiH4，再经过冷热交换后进入精馏塔-2，从其塔顶流出超高纯SiH4，其纯度大于等于99.999％，或直接作为硅烷产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从其塔底流出的重组份外排处理，而从中温变压吸附提纯工序中处于解吸状态的吸附塔底部流出的解吸气，经冷热交换与加压后返回至精馏塔-1，进一步回收硅烷，由此得到的硅烷产品收率大于等于98％。

6.如权利要求1或5所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的粗硅烷原料气中硅烷含量超过90％且氯硅烷/C2+/O2/CO2杂质组分总含量小于1％，所述的中浅冷精馏工序的精馏塔-1可以省去，即，粗硅烷原料气直接进入中温变压吸附提纯工序，从吸附塔顶部流出富硅烷中间气体，经冷热交换后进入中浅冷精馏工序中的精馏塔-2，从其塔顶流出超高纯SiH4，其纯度大于等于99.99～99.999％，或直接作为硅烷产品气外输使用，或进入后续的硅烷纯化工序，进一步进行提纯，从其塔底排出重组分杂质，而从中温变压吸附提纯工序的吸附塔底部流出的解吸气，经冷热交换与加压后，进入浅冷变压吸附浓缩工序，从其塔顶排出吸附废气，或直接排放，或作为燃料气使用，从其塔底流出的浓缩气体，经冷热交换与加压后返回至中温变压吸附提纯工序，进一步回收硅烷。

7.如权利要求1或4所述的一种粗硅烷全温程变压吸附制取电子级硅烷的方法，其特征在于，所述的中温变压吸附提纯与浅冷变压吸附浓缩工序，在吸附压力大于等于0.6MPa的操作条件下，吸附与解吸循环操作过程中的压力变化，通过各吸附塔之间连接的管道上程序控制阀与调节阀，实现缓均控制，防止系统压力变化过大所导致的气流冲刷吸附塔床层及吸附剂粉化产生，使得本工序系统操作稳定与安全。