CN115594183A - 电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用，该制备电子级六氯乙硅烷的方法包括：(1)对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离，以便得到氢气和四氯化硅，对电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，以便得到三氯氢硅；(2)将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应，以便得到六氯乙硅烷混合气；(3)对六氯乙硅烷混合气进行分离，以便得到电子级六氯乙硅烷。由此，显著提高了六氯乙硅烷的纯度，显著提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率，极大降低了生产操作成本。

Description

电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用。

背景技术

高纯电子级六氯乙硅烷是一种性能稳定、挥发性低的湿度敏感性的特种气体，在半导体行业有着较为广泛的应用。高纯电子级六氯乙硅烷的主要用于氧化硅膜、氮化硅膜等薄膜的制备，与传统的化学气相沉积法制备氧化硅膜、氮化硅膜相比，采用六氯乙硅烷制备的过程具有沉积温度低、沉积压力低、生产效率高的优点，且得到的氧化硅膜和氮化硅膜的密度、绝缘性、抗腐蚀性、兼容性都更好。

通常的六氯乙硅烷制备途径有两种，其一是通过硅、氢气和四氯化硅在某种温度下反应，产生含有六氯乙硅烷的混合气体，再通过分离和提纯得到六氯乙硅烷；其二是在改良西门子法生产多晶硅的过程中，冷氢化反应的副产物中含有较多的六氯乙硅烷，可通过适当的分离提纯得到六氯乙硅烷。这两种方法都存在提纯困难的问题，因为生产过程中的杂质较多，特别是这两个过程都涉及直接的从流化床获得原料，这个环节会产生较多的杂质，因此对于施主杂质、受主杂质、金属杂质的提纯效果并不好，最终导致得到的六氯乙硅烷纯度不足，如果使用规模庞大的精馏、吸附提纯系统来对原料进行处理，会导致生产成本大大提高，同时对某些共沸杂质、难除杂质的去除效果也不理想。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电子级六氯乙硅烷及其制备方法和应用，由此，显著提高了六氯乙硅烷的纯度，显著提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率，极大降低了生产操作成本。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电子级六氯乙硅烷的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离，以便得到氢气和四氯化硅，对所述电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，以便得到三氯氢硅；

(2)将所述四氯化硅、所述氢气、所述三氯氢硅和硅混合，反应，以便得到六氯乙硅烷混合气；

(3)对所述六氯乙硅烷混合气进行分离，以便得到所述电子级六氯乙硅烷。

根据本发明实施例的制备电子级六氯乙硅烷的方法，本发明将电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离得到氢气和四氯化硅，极大提高了氢气和四氯化硅的纯度，提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率；将电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，极大提高了三氯氢硅的纯度；将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应得到六氯乙硅烷混合气，三氯氢硅可以用于增加反应速度和增加六氯乙硅烷混合气中六氯乙硅烷的纯度；对六氯乙硅烷混合气进行分离，可以去除气体杂质和液体杂质，从而得到电子级六氯乙硅烷。与现有技术的方法相比，本发明的方法制备的六氯乙硅烷纯度显著提高，电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率显著提高，制备六氯乙硅烷的生产操作成本极大降低。

另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述电子级多晶硅生产系统包括氢化装置、精馏装置、还原装置、尾气回收装置和后处理装置，所述氢化装置与所述精馏装置相连，所述精馏装置与所述还原装置相连，所述还原装置与所述尾气回收装置相连，所述尾气回收装置分别与所述后处理装置和所述氢化装置相连，所述氢气和所述四氯化硅的来源为所述尾气回收装置，所述三氯氢硅的来源为精馏装置。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，分离得到的所述氢气的纯度不小于6N、分离得到的所述四氯化硅的浓度不小于9N，且分离得到的所述三氯氢硅的浓度不小于9N。

在本发明的一些实施例中，其特征在于，在步骤(2)中，所述四氯化硅、所述氢气和所述三氯氢硅的摩尔比为1：(2.5～5.5)：(0.5～1)。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述反应温度为300～500℃，所述反应时间为5～20h。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述硅选自硅棒、硅粉和硅块中的至少一种，优选硅棒。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述反应采用的装置为CVD炉。

在本发明的一些实施例中，所述CVD炉包括多晶硅导热棒和电极，所述电极与所述多晶硅导热棒相连。

在本发明的一些实施例中，所述多晶硅导热棒的形状选自U形、V形和圆形中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述CVD炉中的所述多晶硅导热棒数目为3～12。

在本发明的一些实施例中，所述CVD炉的直径a为0.3～0.5m，且所述CVD炉的高度b为0.5～0.8m。

在本发明的一些实施例中，所述多晶硅导热棒的高度c与所述CVD炉的高度b的比值为(0.6～0.7)：1。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，对所述六氯乙硅烷混合气进行分离的步骤包括：

对所述六氯乙硅烷混合气进行深冷分离，以便得到一次分离六氯乙硅烷；

对所述一次分离六氯乙硅烷进行精馏塔精馏，以便得到电子级六氯乙硅烷。

在本发明的一些实施例中，所述深冷分离的分离温度为-45～-60℃。

在本发明的一些实施例中，所述精馏塔包括：第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔，所述一次处理六氯乙硅烷依次通过所述第一精馏塔、所述第二精馏塔和所述第三精馏塔进行精馏，以便得到电子级六氯乙硅烷。

在本发明的一些实施例中，所述第一精馏塔的理论塔板数为70～120。

在本发明的一些实施例中，所述第二精馏塔的理论塔板数为40～70。

在本发明的一些实施例中，所述第三精馏塔的理论塔板数为40～70。

在本发明的第二个方面，本发明提出一种电子级六氯乙硅烷。根据本发明的实施例，上述电子级六氯乙硅烷的杂质含量不大于0.1ppbw，相比于传统制备方法制备得到的六氯乙硅烷，本发明的六氯乙硅烷的纯度得到大幅度提高。

在本发明的第三个方面，本发明提出一种制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用。根据本发明的实施例，上述制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用包括以上实施例上述的制备电子级六氯乙硅烷的方法。由此，该制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用具有上述制备电子级六氯乙硅烷的方法的所有优点，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的制备电子级六氯乙硅烷的方法的流程示意图；

图2是本发明一个实施例的制备电子级六氯乙硅烷的方法的示意图；

图3是本发明一个实施例的制备电子级六氯乙硅烷的方法的CVD炉的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出了一种制备电子级六氯乙硅烷的方法。根据本发明的实施例，参考附图1，上述方法包括以下操作步骤：

S100：对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离得到氢气和四氯化硅，对电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏得到三氯氢硅

在该步骤中，对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离得到氢气和四氯化硅，大幅提高了氢气和四氯化硅的纯度，且提高了电子级多晶硅生产系统的尾气的利用率；对电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏得到三氯氢硅，大幅度提高了三氯氢硅的纯度，且降低了实际操作成本。

根据本发明的一个具体实施例，步骤S100还包括：对上述分离得到的四氯化硅进行进一步提纯，由此，可以进一步提高四氯化硅的纯度。对上述分离得到的四氯化硅进行进一步提纯的方式并不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行选择，作为一个具体示例，上述提纯方式可以为精馏塔精馏。

根据本发明的再一个具体实施例，参考附图2，上述电子级多晶硅生产系统包括氢化装置、精馏装置、还原装置、尾气回收装置和后处理装置，上述氢化装置与上述精馏装置相连，上述精馏装置与上述还原装置相连，上述还原装置与上述尾气回收装置相连，上述尾气回收装置分别与上述后处理装置和上述氢化装置相连，上述氢气和上述四氯化硅的来源为上述尾气回收装置，上述三氯氢硅的来源为精馏装置。上述氢化装置的作用是将尾气中的四氯化硅与硅粉反应生成三氯氢硅，上述精馏装置的作用是提纯氢化装置产生的三氯氢硅以及尾气回收装置分离后的三氯氢硅，上述还原装置的作用是将三氯氢硅与氢气反应生成多晶硅，同时会伴随着尾气的产生，尾气中的主要成分为三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅以及氢气等，尾气回收装置可以对还原装置得到的尾气进行回收，同时尾气回收装置还可以实现对三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅以及氢气等气体的分离和提纯，从而实现反应气体的可循环使用且减少环境污染，上述后处理装置的作用是将还原装置还原产出的多晶硅棒通过破碎筛分清洗等手段得到可用于单晶拉制的多晶硅料块。也就是说，上述电子级多晶硅生产系统的尾气回收装置具有对上述尾气进行分离的作用，因此可以直接从电子级多晶硅生产系统的尾气回收装置中引出氢气和四氯化硅，同时上述电子级多晶硅生产系统的精馏装置具有对上述氢化后的混合气体进行精馏的作用，因此可以直接从电子级多晶硅生产系统中引出三氯氢硅。

在本发明的实施例中，在步骤S100中，对上述尾气还原后进行分离的方式并不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行选择，作为一个具体示例，上述分离方式可以选自深冷分离、吸附和液体淋洗吸收中的至少一种。

根据本发明的又一个具体实施例，经过对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离，从而得到纯度不小于6N的上述氢气和纯度不小于9N的上述四氯化硅，经过对上述电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，从而得到纯度不小于9N的上述三氯氢硅，由此，可以获得高纯度的氢气、四氯化硅和三氯氢硅。

S200：将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应得到六氯乙硅烷混合气

在该步骤中，将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应，以便得到六氯乙硅烷混合气，三氯氢硅可以通过反应生成二氯化硅和氯化氢，四氯化硅再和二氯化硅反应生成六氯乙硅烷，生成的氯化氢容易通过后续除杂步骤去除，从而增加了生成六氯乙硅烷的反应速度和增加了六氯乙硅烷混合气中六氯乙硅烷的纯度。

根据本发明的又一个具体实施例，其特征在于，在步骤S200中，上述四氯化硅、上述氢气和上述三氯氢硅的摩尔比为1：(2.5～5.5)：(0.5～1)，由此，将上述四氯化硅、上述氢气和上述三氯氢硅的摩尔比限定在上述范围内，确保了六氯乙硅烷的单次转化率，同时限制了气相中异相成核的发生，避免了气相中硅粉过多影响后续六氯乙硅烷的纯度保持。需要解释的是，上述摩尔比为上述各成分在纯度为100％状态下的摩尔比，如果其纯度达不到100％，可通过换算计算其摩尔数。

根据本发明的又一个具体实施例，在步骤S200中，上述反应温度为300～500℃，由此，将上述反应温度限定在上述范围内，进一步确保了四氯化硅、氢气和硅反应效果良好。发明人发现，如果反应温度过低，会导致反应速度降低，从而无法得到较高比例的六氯乙硅烷；如果反应温度过高，会导致异相或同相沉积生成多晶硅的副反应比例过大，需要频繁停炉更换硅芯或打扫炉内卫生。

根据本发明的又一个具体实施例，在步骤S200中，上述反应时间为为5～20h，由此，将上述反应时间限定在上述范围内，确保了四氯化硅、氢气和硅反应效果良好，且避免了反应时间过长导致副反应过多，降低单程产率或反应时间过短导致生成六氯乙硅烷的反应不充分，从而造成反应物的浪费。

在本发明的实施例中，上述硅并不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行选择，作为一个具体示例，上述硅选自硅棒、硅粉和硅块中的至少一种，优选硅棒。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图3，在步骤S200中，上述反应采用的装置为CVD炉。CVD炉的炉内环境远好于常规CVD西门子还原炉，在该环节生产过程引入的杂质更少，且由于CVD炉的尺寸较小，在CVD炉中发生的反应更加容易控制。

根据本发明的又一个具体实施例，上述CVD炉包括多晶硅导热棒和电极，上述电极与上述多晶硅导热棒相连，由此，可以通过控制电极的电流大小控制多晶硅导热棒的温度。

根据本发明的又一个具体实施例，通过对多晶硅导热棒进行通电，控制多晶硅导热棒的温度为900～1100℃，进而控制CVD炉内气相空间的温度达到300～500℃，由此，通过控制CVD炉内气相空间的温度与生成六氯乙硅烷的反应温度相近，进一步提高了四氯化硅、氢气和硅反应程度。发明人发现，较低温度的多晶硅导热棒可以控制CVD炉内气相空间的温度为300～500℃，整个生成六氯乙硅烷的反应过程中几乎不产生硅粉，从而大大降低了后续尾气处理阶段的难度，有效避免了硅粉摩擦管道和设备造成的二次污染。

在本发明的实施例中，上述多晶硅导热棒的形状并不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行选择，作为一个具体示例，上述多晶硅导热棒的形状可以选自U形、V形和圆形中的至少一种。

根据本发明的又一个具体实施例，上述CVD炉中的上述多晶硅导热棒数目为3～12，由此，将上述CVD炉中的上述多晶硅导热棒数目限定在上述范围内，确保了CVD炉内部温度均匀，使得四氯化硅、氢气和硅反应效果良好，且避免了多晶硅导热棒数目过大导致多晶硅导热棒在CVD炉内难以布置，增加操作难度或多晶硅导热棒数目过小导致CVD炉内温度不够均匀且难以达到所需温度，从而使得四氯化硅、氢气和硅反应效果变差。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图3，上述CVD炉的直径a为0.3～0.5m，且上述CVD炉的高度b为0.5～0.8m，由此，将上述CVD炉的直径a与且上述CVD炉的高度b限定在上述范围内，确保了四氯化硅、氢气和硅在此CVD炉中反应效果良好，且避免了反应器过大导致不易控制反应进度或反应器过小导致一次反应所产生的六氯乙硅烷产量过少。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图3，上述多晶硅导热棒的高度c与上述CVD炉的高度b的比值为(0.6～0.7)：1，由此，将上述多晶硅导热棒的高度c与上述CVD炉的高度b的比值限定在上述范围内，确保了四氯化硅、氢气和硅反应效果良好，且避免了比值过大导致实际操作难度增大或比值过小导致CVD炉的内部空间的浪费。

S300：对六氯乙硅烷混合气进行分离得到电子级六氯乙硅烷

在该步骤中，对六氯乙硅烷混合气进行分离，可以进一步提高六氯乙硅烷的纯度，以便得到电子级六氯乙硅烷。

根据本发明的又一个具体实施例，在步骤S300中，对上述六氯乙硅烷混合气进行分离的步骤包括：对上述六氯乙硅烷混合气进行深冷分离，以便得到一次分离六氯乙硅烷，对上述一次分离六氯乙硅烷进行精馏塔精馏，以便得到电子级六氯乙硅烷，由此，通过对六氯乙硅烷混合气进行深冷分离和精馏塔精馏，提高了六氯乙硅烷的纯度，使得可以达到电子级六氯乙硅烷。

在本发明的实施例中，上述深冷分离的冷却物质并不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行选择，作为一个具体示例，上述冷却物质可以为氟利昂。

根据本发明的又一个具体实施例，在步骤S300中，上述深冷分离的分离温度为-45～-60℃，由此，将上述深冷分离的分离温度控制在上述范围内，保证了六氯乙硅烷混合气中的氢气和氯化氢等气体可以被除掉，且使得气态六氯乙硅烷可以冷却为为液态六氯乙硅烷，有利于后续分离提纯操作的进行。经过深冷处理后的液态六氯乙硅烷中六氯乙硅烷的质量含量可以达到15％～20％，二氯二氢硅的质量含量可以达到15％～20％，三氯化硅和四氯化硅的质量含量可以达到60％～70％，常规制备方法制备得到的液态六氯乙硅烷中六氯乙硅烷的质量含量一般只能达到0.5％～2％，本发明制备方法制备得到的六氯乙硅烷纯度远远高于常规制备方法制备得到的六氯乙硅烷纯度。

根据本发明的又一个具体实施例，在步骤S300中，上述精馏塔包括：第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔，上述一次处理六氯乙硅烷依次通过上述第一精馏塔、上述第二精馏塔和上述第三精馏塔进行精馏，以便得到电子级六氯乙硅烷，第一精馏塔的作用是组分分离，将二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅等成分去除，得到较为纯净的六氯乙硅烷，第二精馏塔的作用是除杂，除掉液态六氯乙硅烷中的重组分物质，第三精馏塔的作用也是除杂，除掉液态六氯乙硅烷中的轻组分物质。

根据本发明的又一个具体实施例，上述第一精馏塔的操作压力为2～5barg，上述第一精馏塔的操作温度为65～85度，上述第一精馏塔的理论塔板数为70～120。

根据本发明的又一个具体实施例，上述第二精馏塔的操作压力为2.5～6barg，上述第二精馏塔的操作温度为145～170度，上述第二精馏塔的理论塔板数为40～70。

根据本发明的又一个具体实施例，上述第三精馏塔的操作压力为2.5～6barg，上述第三精馏塔的操作温度为145～170度，上述第三精馏塔的理论塔板数为40～70。

传统制备方法制备得到的液态六氯乙硅烷经过深冷冷却后，需要再经过4个以上的精馏塔进行分离，各精馏塔的理论板数一般均大于100块，并且最终的六氯乙硅烷纯度无法达到电子级。因此，与现有技术的制备方法相比，本发明的方法制备的六氯乙硅烷纯度显著提高，操作步骤显著简化，制备六氯乙硅烷的生产操作成本极大降低。

根据本发明实施例的制备电子级六氯乙硅烷的方法，本发明将电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离得到氢气和四氯化硅，从而极大提高了氢气和四氯化硅的纯度，提高了电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率；将电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，从而极大提高了三氯氢硅的纯度；将四氯化硅、氢气、三氯氢硅和硅混合，反应得到六氯乙硅烷混合气，三氯氢硅可以用于增加反应速度和增加六氯乙硅烷混合气中六氯乙硅烷的纯度；对六氯乙硅烷混合气进行分离，可以去除气体杂质和液体杂质，从而得到电子级六氯乙硅烷。与现有技术的方法相比，本发明的方法制备的六氯乙硅烷纯度显著提高，电子级多晶硅生产系统中尾气的利用率显著提高，制备六氯乙硅烷的生产操作成本极大降低。

在本发明的第二个方面，本发明提出一种电子级六氯乙硅烷。根据本发明的实施例，上述电子级六氯乙硅烷的杂质含量不大于0.1ppbw，相比于传统制备方法制备得到的六氯乙硅烷，本发明的六氯乙硅烷的纯度得到大幅度提高。

在本发明的第三个方面，本发明提出一种制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用。根据本发明的实施例，上述制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用包括以上实施例上述的制备电子级六氯乙硅烷的方法。由此，该制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用具有上述制备电子级六氯乙硅烷的方法的所有优点，在此不再赘述。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

实施例1

本实施例提供一种制备电子级六氯乙硅烷的方法，包括如下步骤：

(1)从电子级多晶硅生产系统的尾气回收装置分离得到氢气和一次分离四氯化硅，对分离得到的四氯化硅进行精馏提纯，以便得到二次分离四氯化硅，精馏塔的操作压力为3barg，操作温度为68℃，操作塔板数为60；从电子级多晶硅生产系统的精馏装置得到三氯氢硅，分离得到的氢气的纯度为6N、分离得到的二次分离四氯化硅的纯度为9N和分离得到的三氯氢硅的纯度为9N。

(2)将经过步骤(1)得到的氢气、二次分离四氯化硅和三氯氢硅通入带有多晶硅导热棒的CVD炉进行反应，反应温度为350℃，反应时间为10h，以便得到六氯乙硅烷混合气，四氯化硅、氢气和三氯氢硅的摩尔比为1：3：0.7，CVD炉的多晶硅导热棒形状为U形，多晶硅导热棒数目为9，多晶硅导热棒的高度为0.4m，CVD炉的直径为0.4m，CVD炉的高度为0.65m。

(3)对六氯乙硅烷混合气进行深冷分离，以便得到一次分离六氯乙硅烷，深冷温度为-50℃，六氯乙硅烷占一次分离六氯乙硅烷比值为16％；将一次分离六氯乙硅烷通入填料塔(即第一精馏塔)，从填料塔底侧线采出二次分离六氯乙硅烷，填料塔的操作温度为66度，操作压力为3barg，填料塔的塔板数为90；将二次处理六氯乙硅烷通入脱轻塔(即第二精馏塔)内进行脱轻处理，用以脱除轻组分杂质，脱轻塔操作压力为3.5barg，操作温度为152℃，脱轻塔的塔板数为50；脱轻后的物料进入脱重塔(即第三精馏塔)进行精馏分离，脱重塔操作压力为3.5barg，操作温度为152℃，脱重塔的塔板数为60；在脱重塔顶液相采出产物。

采用气质联用仪检测出所述产物为六氯乙硅烷，经气相色谱测试得到六氯乙硅烷的纯度为99.9999％，采用ICP-MS对六氯乙硅烷的金属杂质含量进行检测，最后得到六氯乙硅烷总金属杂质含量为0.08ppbw。

实施例2

本实施例提供一种制备电子级六氯乙硅烷的方法，包括如下步骤：

(1)从电子级多晶硅生产系统的尾气回收装置分离得到氢气和一次分离四氯化硅，对分离得到的四氯化硅进行精馏提纯，以便得到二次分离四氯化硅，精馏塔的操作压力为5barg，操作温度为72℃，操作塔板数为65；从电子级多晶硅生产系统的精馏装置得到三氯氢硅，分离得到的氢气的纯度为6N、分离得到的二次分离四氯化硅的纯度为9N和分离得到的三氯氢硅的纯度为9N。

(2)将经过步骤(1)得到的氢气、二次分离四氯化硅和三氯氢硅通入带有多晶硅导热棒的CVD炉进行反应，反应温度为350℃，反应时间为10h，以便得到六氯乙硅烷混合气，四氯化硅、氢气和三氯氢硅的摩尔比为1：3.5：0.6，CVD炉的多晶硅导热棒形状为U形，多晶硅导热棒数目为6，多晶硅导热棒的高度为0.4m，CVD炉的直径为0.35m，CVD炉的高度为0.7m。

(3)对六氯乙硅烷混合气进行深冷分离，以便得到一次分离六氯乙硅烷，深冷温度为℃，六氯乙硅烷占一次分离六氯乙硅烷比值为17％；将一次分离六氯乙硅烷通入填料塔(即第一精馏塔)，从填料塔底侧线采出二次分离六氯乙硅烷，填料塔的操作温度为81度，操作压力为4.5barg，填料塔的塔板数为80；将二次处理六氯乙硅烷通入脱轻塔(即第二精馏塔)内进行脱轻处理，用以脱除轻组分杂质，脱轻塔操作压力为4.5barg，操作温度为155℃，脱轻塔的塔板数为55；脱轻后的物料进入脱重塔(即第三精馏塔)进行精馏分离，脱重塔操作压力为4.5barg，操作温度为156℃，脱重塔的塔板数为55；在脱重塔顶液相采出产物。

采用气质联用仪检测出所述产物为六氯乙硅烷，经气相色谱测试得到六氯乙硅烷的纯度为99.9999％，采用ICP-MS对六氯乙硅烷的金属杂质含量进行检测，最后得到六氯乙硅烷各种金属杂质含量为0.08ppbw。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种制备电子级六氯乙硅烷的方法，其特征在于，包括：

(1)对电子级多晶硅生产系统的尾气进行分离，以便得到氢气和四氯化硅；

对所述电子级多晶硅生产系统中氢化后的混合气体进行精馏，以便得到三氯氢硅；

(2)将所述四氯化硅、所述氢气、所述三氯氢硅和硅混合，反应，以便得到六氯乙硅烷混合气；

(3)对所述六氯乙硅烷混合气进行分离，以便得到所述电子级六氯乙硅烷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子级多晶硅生产系统包括氢化装置、精馏装置、还原装置、尾气回收装置和后处理装置，所述氢化装置与所述精馏装置相连，所述精馏装置与所述还原装置相连，所述还原装置与所述尾气回收装置相连，所述尾气回收装置分别与所述后处理装置和所述氢化装置相连，所述氢气和所述四氯化硅的来源为所述尾气回收装置，所述三氯氢硅的来源为精馏装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，分离得到的所述氢气的纯度不小于6N、分离得到的所述四氯化硅的纯度不小于9N，且分离得到的所述三氯氢硅的纯度不小于9N。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述四氯化硅、所述氢气和所述三氯氢硅的摩尔比为1：(2.5～5.5)：(0.5～1)；

任选地，在步骤(2)中，所述反应温度为300～500℃，所述反应时间为5～20h；

任选地，在步骤(2)中，所述硅选自硅棒、硅粉和硅块中的至少一种，优选硅棒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述反应采用的装置为CVD炉；

任选地，所述CVD炉包括多晶硅导热棒和电极，所述电极与所述多晶硅导热棒相连；

任选地，所述多晶硅导热棒的形状选自U形、V形和圆形中的至少一种；

任选地，所述CVD炉中的所述多晶硅导热棒数目为3～12；

任选地，所述CVD炉的直径a为0.3～0.5m，且所述CVD炉的高度b为0.5～0.8m；

任选地，所述多晶硅导热棒的高度c与所述CVD炉的高度b的比值为(0.6～0.7)：1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，对所述六氯乙硅烷混合气进行分离的步骤包括：

对所述六氯乙硅烷混合气进行深冷分离，以便得到一次分离六氯乙硅烷；

对所述一次分离六氯乙硅烷进行精馏塔精馏，以便得到电子级六氯乙硅烷；

任选地，所述深冷分离的分离温度为-45～-60℃。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述精馏塔包括：第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔，所述一次处理六氯乙硅烷依次通过所述第一精馏塔、所述第二精馏塔和所述第三精馏塔进行精馏，以便得到电子级六氯乙硅烷。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一精馏塔的理论塔板数为70～120；

任选地，所述第二精馏塔的理论塔板数为40～70；

任选地，所述第三精馏塔的理论塔板数为40～70。

9.一种电子级六氯乙硅烷，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述方法制备得到的，所述电子级六氯乙硅烷的金属杂质含量不大于0.1ppbw。

10.一种权利要求1-8任一项所述的制备电子级六氯乙硅烷的方法在制备氧化硅膜或者制备氮化硅膜中的应用。

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