JP2011207746A - トリクロロシラン製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原料ガスを供給されてトリクロロシランと塩化水素とを含む反応ガスを生成する反応室101と、反応室101内に上下方向に沿って設けられ原料ガスを加熱する発熱部21が形成される複数のヒータ20と、これらヒータ20の基端部22に接続された複数の電極23と、ヒータ20の発熱部21同士間に設置される複数の輻射板24とが備えられている。
【選択図】 図2
Description
すなわち、シリコンは、以下の反応式(1)(2)によるトリクロロシランの還元反応と熱分解反応で生成される。トリクロロシランは、以下の反応式(3)による転換反応で生成される。
SiHCl3+H2 → Si+3HCl ・・・(1)
4SiHCl3 → Si+3SiCl4+2H2 ・・・(2)
SiCl4+H2 → SiHCl3+HCl ・・・(3)
しかしながら、特許文献1,2記載の構造であると、反応室の外部に配した発熱体により反応室内を加熱するが、発熱体から半径方向外方に放射される輻射熱を有効に利用できず、熱効率が低いという不都合がある。
ヒータ同士が対面する各ヒータの面は、ヒータが発熱面でない面と対面する場合に比べて輻射により奪われる熱が少なくなるので高温となる。そのため、ヒータ同士が直接対面しないように輻射板を配置すれば、ヒータ表面の最高温度を下げることができる。
本実施形態のトリクロロシラン製造装置100は、テトラクロロシランと水素とを含む原料ガスを加熱して、転換反応によりトリクロロシランと塩化水素等とを含む反応ガスを生成し、トリクロロシランを製造する装置であって、図1に示すように、原料ガスを供給される反応容器10と、この反応容器10の中に備えられて原料ガスを加熱する複数のヒータ20と、これらヒータ20の下端に接続された複数の電極23とを備えている。反応容器10は断熱容器30を備えており、ヒータ20による熱が反応容器10から放出されることによる加熱効率の低下が防止されている。
壁体11は、それぞれ同心状に設けられた略筒状の内側壁体11Aと外側壁体11Bとを備えている。これら内側壁体11Aと外側壁体11Bとの間には、円筒状の空間(円筒状流路11a)が形成されている。外側壁体11Bの下端部は底板13に接続して閉塞されている。一方、内側壁体11Aは下端が底板13上に接するように設置されている。この底板13との接合部近傍に、内側壁体11Aを貫通して円筒状流路11aと内側壁体11Aの内部空間とを連通させる複数個のガス導入口11bが形成されている。これらガス導入口11bは、ガスの偏流が発生しないように、周方向に略等間隔(本実施形態では45°間隔)に設けられる。
その他の構成は、第1実施形態のものと同じであり、共通部分に同一符号を付して説明を省略する。
たとえば、反応室101の下部101Aに電極23を設けてヒータ20を接続するとともに、反応室101の下部101Aから原料ガスを供給する構成としたが、反応室の上方に電極を設け、反応室の上部から原料ガスを供給する構成としてもよい。この場合、ヒータは上部から下方へ延びるように発熱部を設ける構成とし、輻射筒の上部に開口部を設けることで、本発明の実施形態と同様の効果を得ることができる。
11 壁体
11a 円筒状流路
11b ガス導入口
11c 環状流路
11A 内側壁体
11B 外側壁体
12 天板
13 底板
14 原料ガス供給管
15 ガス導出口
16 導出管
20 ヒータ
21 発熱部
22 基端部
23 電極
24 輻射板
25 輻射筒
25a 開口部
25b ネジ
30 断熱容器
40 分散板
40a 分散流路
100 トリクロロシラン製造装置
101 反応室
101A 下部
101B 上部
A 仮想発熱面
Claims (5)
- テトラクロロシランと水素とを含む原料ガスからトリクロロシランを製造する装置であって、
前記原料ガスを供給されてトリクロロシランと塩化水素とを含む反応ガスを生成する反応室と、
前記反応室内に上下方向に沿って設けられた発熱部を備え、前記原料ガスを加熱する複数のヒータと、
これらヒータの基端部に接続された複数の電極と、
前記ヒータの発熱部同士間に設置される輻射板とが備えられていることを特徴とするトリクロロシラン製造装置。 - 前記複数のヒータは、前記反応室内に同心円状に2列以上設置されており、前記輻射板は、各ヒータ列同士間に挟まれて設置されることを特徴とする請求項1記載のトリクロロシラン製造装置。
- 前記反応室の下部に連通して前記反応室内に前記原料ガスを導入する導入口が設けられるとともに、
前記ヒータと前記電極との接続箇所が前記反応室の前記下部に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトリクロロシラン製造装置。 - 前記輻射板は、前記各ヒータの周囲を囲んで配置される輻射筒であることを特徴とする請求項1記載のトリクロロシラン製造装置。
- 前記反応室の下部を通じて前記反応室内に前記原料ガスを導入する複数の導入口が間隔をおいて設けられており、前記輻射筒には前記導入口方向に向けた開口部が設けられることを特徴とする請求項4記載のトリクロロシラン製造装置。
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