JP5579078B2

JP5579078B2 - ハロゲンシラン中の元素、例えばホウ素の含分を低減させるための装置及び方法

Info

Publication number: JP5579078B2
Application number: JP2010542547A
Authority: JP
Inventors: ミューエッケハルト; ラウレーダーハルトヴィッヒ; ショルクラインホルト
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: DE102008004396A1; EP2252549A2; UA101175C2; RU2502669C2; KR20100112576A; JP2011514871A; CN101486464A; WO2009089951A3; WO2009089951A2; CA2710796A1; US20110052474A1; BRPI0822003A2; RU2010133877A

Description

本発明は、非常に高純度のハロゲンシラン、とりわけ非常に高純度のクロロシランを製造するために、工業的な純度のハロゲンシラン中にある周期表の第三主族の元素、好ましくはホウ素、及びアルミニウムの含分を低減させるための方法に関する。本発明はさらに、本方法を実施するための装置に関する。

従来技術から、さらなる錯化剤と結びつけたトリフェニルメチルクロリドの使用に基づく、ハロゲンシランの精製法は、２種類知られている。その一方が、GB 975 000の多段階法であり、この方法では、ハロゲンシラン中のリン含有不純物を蒸留で除去するために、まずスズテトラハロゲン化物及び／又はチタンテトラハロゲン化物を添加して、固体の沈殿を形成させた。次の工程で、得られた留出物にトリフェニルメチルクロリドを著しい過剰量で添加し、これによってこの時、存在するスズ塩又はチタン塩によって沈殿を形成することができた。場合により存在するさらなる不純物（これにはホウ素、アルミニウム、又は他の不純物も該当する）は、沈殿として除去することができる。次工程で蒸留が行われた。

WO 2006/054325 A2から、電子工業グレードの四塩化ケイ素（Ｓｉ_eg）の製造、又は四塩化ケイ素からトリクロロシランの製造、又は工業的な純度のトリクロロシランの製造のための、多段階の方法は公知である。四塩化ケイ素及び／又は工業的な純度のトリクロロシランから出発して、とりわけホウ素を含む不純物（ＢＣｌ₃）は、第一の工程でジフェニルチオカルバゾン及びトリフェニルクロロメタンの添加によって、高沸点性の錯体に変え、そして第二工程で塔蒸留によって除去し、第三工程で塩化リン（ＰＣｌ₃）及びリンを含む不純物、並びにヒ素及びアルミニウムを含む不純物、及びさらなる金属不純物を蒸留残渣として第二の塔蒸留で分離する。

トリフェニルクロロメタンは、ホウ素を除いて多数の金属不純物と錯体を形成することができるため、すべての不純物を分離するためには、両方の錯化剤を使用することが必要であると説明されている。第四の工程になって初めて、ジクロロシランが留去される。

本発明の課題は、太陽電池用シリコンの製造、又はとりわけ半導体用シリコンの製造にも適した、とりわけ非常に高純度のハロゲンシラン、とりわけクロロシランを製造するための、簡単な、ひいては経済的な方法、並びに装置を開発することである。

この課題は、請求項１及び１０の特徴に相当する、本発明による方法及び本発明による装置によって解決される。好ましい実施変法は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、工業的な純度のハロゲンシランから非常に高純度のハロゲンシランの製造が可能になる方法が提供され、本方法では周期表の第三主族の元素（ＩＩＩＰＳＥ）、とりわけホウ素及び／又はアルミニウムを定量的に分離することができ、この方法はとりわけ冶金法シリコンのヒドロハロゲン化から出発する。

本発明の対象は、非常に高純度のハロゲンシランを製造するために、工業的な純度のハロゲンシラン中にある周期表の第三主族の元素、とりわけホウ素及び／又はアルミニウム含分を低減させるための方法であり、以下の工程：
ａ）当該元素の化合物との、とりわけホウ素及び／又はアルミニウムを含む化合物との錯体を形成するために、精製すべきハロゲンシランにトリフェニルメチルクロリドを加える工程、及び
ｂ）蒸留による錯体の除去によって、とりわけ一回の蒸留によって非常に高純度のハロゲンシランを得る工程、
から成るものである。

非常に高純度のハロゲンシランを直接得るために、形成される錯体の分離は、本発明によれば工程ａ）からの反応混合物の一回の蒸留を用いて蒸留塔を介して、例えば（これのみではない）１〜１００の理論段を有する精留塔を介して行う。この際に、形成される錯体は、有利には蒸留残渣に残る。本発明によれば、非常に高純度のハロゲンシランは、ホウ素及びアルミニウムを有する不純物の含分はそれぞれ、ハロゲンシラン１キログラムあたり当該元素が、≦５０μｇ／ｋｇである。

この際、工業的な純度のハロゲンシランが、事前にリン若しくはリン含有化合物の分離に供されていなかったならば、かつ／又は非常に高純度のハロゲンシランがリン及び／又はリン含有化合物の分離に供されないならば、特に好ましい。とりわけ工業的な純度のハロゲンシラン中のリン含分は、すでに４μｇ／ｋｇ未満、好ましくは＜２μｇ／ｋｇ、とりわけ＜１μｇ／ｋｇであり、相応することが非常に高純度のハロゲンシランにも当てはまる。リン含分の測定は、現在の分析当業者に慣用の方法を用いて行う。例えばＩＰＣＭＳを用いて行い、この際に試料中のリン含分は、事前に通常の方法によって凝縮されている。

得られる非常に高純度のハロゲンシラン中のホウ素含分は、ハロゲンシラン１ｋｇについてホウ素が好ましくは≦２０μｇ／ｋｇ、及び特に好ましくは≦５μｇ／ｋｇである。好ましいハロゲンシラン、四塩化ケイ素、及び／又はトリクロロシランの蒸留精製は通常、約３１．８℃〜５６．７℃の塔頂温度で、かつ約１０１３．２５ｈＰａ、又は１０１３．２５ｍｂａｒ_absの圧力で行う。より高い、又はより低い圧力では、塔頂温度が相応して変わる。易揮発性のハロゲンシランの場合、過圧で蒸留することが適切であり得る。

代替的な実施態様によれば本発明による方法は、以下のように説明される：
精製すべきハロゲンシランにトリフェニルメチルクロリドを加えて錯体を形成する工程（ａ）を、錯体化のための装置（２）内で行い、工程（ｂ）で錯体を分離するために、該装置からハロゲンシラン及び錯体を少なくとも部分的に、好ましくは完全に蒸留塔（３）に移す。代替的な方法実施によれば、工程（ａ）は工程（ｂ）と分離して、とりわけ空間的に分離して行われる。蒸留塔（３）を介して、ホウ素及びアルミニウムを含む錯体の定量的な分離が行われる。本発明によれば、工程（ａ）及び（ｂ）は、非常に高純度のハロゲンシランを製造するための連続的な方法で結合されており、好適には冶金法シリコン（metallurgisches Silizium）の反応から、とりわけ冶金法シリコンのヒドロハロゲン化から出発する。

この方法実施の利点は、錯体化が分離とは分かれており、かつこの方法でホウ素及び／又はアルミニウムを含む化合物の分離が、連続的な全体の方法に統合可能であることに基づく。これは例えば、錯体化のための少なくとも１つの装置（２）、好適には複数の並列接続された装置（２）が、１つの蒸留塔（３）に配置されていることによって可能になる。代替的には、直列接続された錯体化のための装置は、蒸留塔（３）にそれぞれ配置されている。１つ若しくは複数の錯体化のための装置（２）は、例えばバッチ式又は連続式に（バッチ式反応器又は管型反応器）ハロゲンシランを充填又は貫流させることができ、ホウ素、及び場合によりさらなる不純物の含分は、分析により測定することができる。引き続き、精製すべきハロゲンシランにトリフェニルメチルクロリドを、好適には≦２０ｍｏｌ％、≦１０ｍｏｌ％、好適には５ｍｏｌ％、又はそれ未満のやや過剰量で加える。この際に、生成する反応混合物を均質化し、ホウ素及び／又はアルミニウムを含む化合物の完全な錯体化を保証することができる。

この均質化は、撹拌によって、又は管型反応器内で流動化によって行うことができる。引き続き、ハロゲンシラン、及び場合により錯体を蒸留塔（３）に、若しくは配置された吹き込み部（Destillationsblase）に移す。本発明によればその場所でハロゲンシラン及び錯体の蒸留分離が続き、非常に高純度のハロゲンシランが得られる。

バッチ式、半連続式、又は連続式の並行的に実施されている錯体化（工程ａ）、及び後続のハロゲンシランの蒸留分離によって、本発明による方法は、冶金法シリコンのヒドロハロゲン化から出発する、非常に高純度のハロゲンシランを製造するための連続的な全体の方法に統合することができる。

本方法にとって重要な周期表の第三主族の元素（ＩＩＩａＰＳＥ）（工業的な純度のハロゲンシラン中にあるこれらの含分を低減させる）としてはとりわけ、ホウ素及び／又はアルミニウム、並びに工程条件由来のホウ素及び／又はアルミニウム含有不純物を挙げることができる。一般的にトリフェニルメチルクロリドは、すべての通常のルイス酸によって錯体を形成することができる。これらはホウ素及びアルミニウムの他に、スズ、チタン、バナジウム、及び／又はアンチモンであるか、又はこれらの異物金属（Ｆｒｅｍｄｍｅｔａｌｌ）を含む化合物であり得る。

ハロゲンシランとは、好ましくはクロロシラン及び／又はブロモシランと理解され、この際に四塩化ケイ素、トリクロロシラン、及び／又はこれらのシランの混合物、場合によりこれらのシランとさらなるハロゲンシラン、例えばジクロロシラン、及び／又はモノクロロシランとの混合物が特に好ましい。従って本方法は一般的に、これらの化合物がハロゲンシランに匹敵する沸点若しくは沸点範囲を有するか、又はハロゲンシランと共沸を起こし得たような場合、かつ／又は形成される錯体の溶解度がハロゲンシラン中で相応して低い場合には、ハロゲンシラン中にある周期表の第三主族元素の含分を良好に低減するために適している。従って、周期表の第三主族の元素を含む化合物は、部分的には蒸留のみによっては分離が非常に困難であるか、又はそもそもハロゲンシランとはまったく分離できない。ハロゲンシランの沸点の範囲にある沸点とは、常圧（約１０１３．２５ｈＰａ又は１０１３．２５ｍｂａｒ）でハロゲンシランの１つの沸点の±２０℃の範囲にある沸点と見なされる。

本方法はまた適切には、テトラブロモシラン、トリブロモシラン、及び／又はハロゲンシランの混合物を精製するために適用することもできる。ハロゲンシラン中には一般的に、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素から選択されるさらなるハロゲン原子とは独立して、あらゆるハロゲン原子が含まれていてよく、その結果例えば、混合ハロゲンシラン、例えばＳｉＢｒＣｌ₂Ｆ、又はＳｉＢｒ₂ＣｌＦも含まれていてよい。これらの好ましいモノマー化合物の他にまた、ダイマー、又は高分子化合物、例えばヘキサクロロジシラン、デカクロロテトラシラン、オクタクロロトリシラン、ペンタクロロジシラン、テトラクロロジシラン、並びモノマー性、ダイマー性、線状、分枝状、及び／又は環状のオリゴマー性、及び／又はポリマー性ハロゲンシランを含む液体状混合物のホウ素含分を相応して低減させることができる。

工業的な純度のハロゲンシランとは、とりわけハロゲンシラン含分が≧９７質量％であり、かつ周期表の第三主族の元素の含分がそれぞれ、≦０．１質量％、好ましくは≦０．１質量％、かつ≧１００μｇ／ｋｇ、特に好ましくは≦０．１質量％、かつ＞３０μｇ／ｋｇのハロゲンシランと理解される。好ましくは、工業的な純度のハロゲンシランは、１つの又は複数の所望のハロゲンシランの少なくとも９９．００質量％の含分、とりわけ少なくとも９９．９質量％の含分を有する。その組成は例えば、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ₄）の含分が９７．５質量％、かつトリクロロシラン（ＨＳｉＣｌ₃）の含分が２．２質量％であるか、又はＳｉＣｌ₄がおよそ８５質量％、かつＨＳｉＣｌ₃が１５質量％であるか、又は四塩化ケイ素が９９．０質量％でもあり得る。この際、工業的な純度のハロゲンシラン中にあるリン含分が、４μｇ／ｋｇ未満、特に好ましくは＜２μｇ／ｋｇ、とりわけ＜１μｇ／ｋｇであり、とりわけリン含分が沈殿の形成により除去されなかったことが好ましい。

非常に高純度のハロゲンシランとして通用するのは、ハロゲンシラン含分が９９．９９質量％のハロゲンシランであり、かつ最大不純物はＰＳＥの第三主族の元素それぞれ、とりわけホウ素及びアルミニウムを含む化合物について、ハロゲンシラン１キログラムにつき前記元素が、≦３０μｇ／ｋｇ、とりわけ≦２５μｇ／ｋｇ、好ましくは≦２０μｇ／ｋｇ、≦１５μｇ／ｋｇ、又は≦１０μｇ／ｋｇであり、この際に不純物はハロゲンシラン中の各元素について、本発明によればそれぞれホウ素及びアルミニウムについて、≦５μｇ／ｋｇ、≦２μｇ／ｋｇ、又は≦１μｇ／ｋｇであるのが特に好ましい。

好ましい実施態様によれば、工業的な純度のハロゲンシランとして通用するのはとりわけ、ハロゲンシラン混合物をも含むハロゲンシランであり、ハロゲンシラン含分が≧９７質量％であり、かつ周期表の第三主族の元素の含分がそれぞれ、≦０．１質量％、好ましくは当該元素の含分が≦０．１質量％、かつ≧６μｇ／ｋｇ、特に好ましくは≦０．１質量％、かつ＞５μｇ／ｋｇであり、この際に非常に高純度のハロゲンシランとして通用するのは、ハロゲンシラン含分が≦９９．９９質量％であり、かつＰＳＥの第三主族の元素、とりわけホウ素及びとりわけアルミニウムを含む化合物の最大不純物含分がそれぞれ、ハロゲンシラン１キログラム中の当該元素に対して≦５μｇ／ｋｇである。

ホウ素を含む化合物は例えば、塩化ホウ素、又はホウ素エステルである。また一般的には、ハロゲンシランの合成の際に製造される、又は方法において共沸されたホウ素を含むすべての化合物を、ハロゲンシラン１キログラムあたりホウ素がとりわけ最大≦２０μｇ／ｋｇ、好ましくは≦５μｇ／ｋｇ、≦２μｇ／ｋｇ、特に好ましくは≦１μｇ／ｋｇに低減させることができる。一般的にはホウ素及び／又はホウ素を含む化合物を、その出発濃度にかかわらず、５０〜９９．９質量％低減させることができる。相応することが、アルミニウム、又はアルミニウム含有化合物にもあてはまる。典型的なアルミニウム含有化合物は、ＡｌＣｌ₃である。

本発明によれば、本方法の方法工程ａ）では好ましくは、周期表の第三主族（ＩＩＩａＰＳＥ）元素の１つ又は複数の形成される錯体の可溶性生成物、とりわけ当該元素を含む化合物の可溶性生成物、特に好ましくはホウ素及び／又はアルミニウム含有化合物の可溶性生成物をトリフェニルメチルクロリドが上回る量で、かつ１つ又は複数の錯体から沈殿が形成されるような量で、錯体形成化合物のトリフェニルメチルクロリドを加え、難溶性の錯体が形成される。この際に特に好ましくは、添加するトリフェニルメチルクロリドの量は、当該化合物が僅かな過剰量で、周期表の第三主族の元素を有する不純物に対して≦約２０ｍｏｌ％、とりわけ≦１０ｍｏｌ％、特に好ましくは≦５ｍｏｌ％で添加されるように量定する。

従ってトリフェニルメチルクロリドを加える前に、工業的な純度のハロゲンシラン中にある不純物の含分、とりわけＰＳＥのＩＩＩａの元素の含分、及び場合により、トリフェニルメチルクロリドと難揮発性及び／又は難溶性の錯体を形成するさらなる不純物の含分を測定するのが望ましかった。

これらはとりわけ、先に説明したホウ素及び／又はアルミニウムを含む化合物である。含分測定は例えば、ＩＣＰ−ＭＳを用いて行うことができる。これらの元素（ＩＩＩａＰＳＥ）の含分、及び／又は場合によりトリフェニルメチルクロリドと反応するさらなる不純物の含分にかかわらず、トリフェニルメチルクロリドの必要量を測定することができる。

これまで先行技術では、トリフェニルメチルクロリドを、含まれるホウ素化合物に対して明らかな過剰量で添加していた。本発明による方法によれば、トリフェニルメチルクロリドの必要量を、汚染度に適合させることができる。この方法によって、環境を大事にしながら、トリフェニルメチルクロリドの添加量を、例えばより正確に難溶性ホウ素錯体及び／又はアルミニウム錯体の溶解生成物に適合させることができる。工程手法のよりよい理解のために、適用例での実施例を示す。

方法工程（ａ）におけるトリフェニルメチルクロリドの添加は、一回の計量供給によって、又は段階的にも行うことができる。この際に装置の種類又は方法実施によって、固体として、又は溶剤に溶解されても添加することができる。溶剤としては不活性の高沸点性溶剤、又は好ましくは非常に高純度のハロゲンシラン、例えば四塩化ケイ素、及び／又はトリクロロシランを使用することができる。この方法でトリフェニルメチルクロリドの添加は、非常に正確に供給することができ、かつ短時間で良好な完全混合を達成できる。

工業的な純度のハロゲンシランには通常、保護ガス雰囲気下でトリフェニルメチルクロリドを加え、場合により撹拌する。適切には、撹拌は数時間にわたって続けられる。

一般的に、反応混合物は５分〜最大１０時間、通常は最大１時間撹拌する。引き続き、蒸留精製をする。方法操作は、必要に応じて非連続的に又は連続的に行うことができる。

実施例１ａ〜１ｄが示しているのは、ホウ素含分を低減させるために、トリフェニルメチルクロリドの添加直後に、難溶性錯体を分離するための蒸留精製を行うことができるということである。反応混合物の一定の滞留時間は、非常に高純度のハロゲンシラン中のホウ素含分のさらなる低減につながらない。同様に、反応混合物の熱処理は、反応を完全に行うための加熱という意味では、必ず必要なわけではない。

この方法で製造されるハロゲンシラン、とりわけ非常に高純度の四塩化ケイ素及び／又はトリクロロシランは、エピタキシャル層の製造、単結晶、マルチ結晶（multikristall）、又は多結晶のインゴット製造又はウェハ製造、太陽電池の製造、又は半導体産業、例えば電子部材で適用するための非常に高純度のシリコンの製造、又は医薬工業でのＳｉＯ₂製造、光ファイバーの製造、又はさらなるケイ素含有化合物の製造のために使用することができる。

本発明の対象はさらに、非常に高純度のハロゲンシランを製造するための、工業的な純度のハロゲンシラン中にある周期表の第三主族（ＩＩＩａＰＳＥ）の元素の含分、とりわけホウ素及び／又はアルミニウム含分を低減させるための装置（１）、並びにその使用であり、当該装置（１）は、とりわけ供給装置が配置されている錯体化のための装置（２）、及び錯体化のための装置（２）に配置された蒸留塔（３）を含むものである。

好ましい変法によれば、非常に高純度のハロゲンシランを製造するための、工業的な純度のハロゲンシラン中にある周期表の第三主族（ＩＩＩａＰＳＥ）の元素の含分、とりわけホウ素及び／又はアルミニウム含分を低減させるための装置（１）は、とりわけ供給装置が配置されている当該元素の化合物を錯体化するための装置（２）、及び錯体化のための装置に配置された蒸留塔（３）から成る。

代替的な本発明によるさらなる装置（１）では、蒸留塔（３）が、錯体化のための少なくとも１つの装置（２）の下流に後接続されており、とりわけ蒸留塔（３）は錯体化のための装置（２）とは分かれている。このことにより、冶金法シリコンのヒドロハロゲン化から出発して、非常に高純度のハロゲンシランを製造するための全体の装置、例えば連続的に稼働する全体の装置に装置（１）を統合することが可能になる。この際に錯体化のための装置（２）は、並列に、及び／又は直列に接続された、半連続式又は連続的な錯体化及び反応混合物の均質化のための反応器、例えばバッチ式反応器及び／又は管型反応器を有することができ、この下流に少なくとも１つの蒸留塔（３）が、錯体からハロゲンシランを分離するために配置されている。適切には、直列に接続された反応器にはそれぞれ、蒸留塔（３）が配置されている。蒸留塔（３）には、吹き込み部、及び非常に高純度のハロゲンシランを取得するための少なくとも１つの蒸留受け器が配置されている。蒸留塔（３）、とりわけ精留塔は１〜１００の理論段を有する。塔頂では、蒸留精製された、非常に高純度のハロゲンシランの生成留分、例えば四塩化ケイ素、及び／又はトリクロロシランが得られ、その一方で可溶性、及び／又は難揮発性の錯体は、蒸留塔吹き込みに留まる。装置は、バッチ式に、又は連続式に稼働させることができる。

この際に装置（１）は、冶金法シリコンから出発して非常に高純度のハロゲンシランの製造に用いられる、比較的大きな装置の構成要素であってよく、とりわけ装置（１）は、冶金法シリコンの反応のための反応器を含む全体の装置に組み込まれている。

以下の実施例は、本発明による方法をより詳細に説明するものであるが、本発明はこの実施例によって制限されることはない。

蒸留塔を有する装置の概略図である。

実施例
ホウ素含分の測定：試料の準備と試料の測定は、分析の当業者に慣用の方法で行い、試料を脱イオン水で加水分解し、そして加水分解物からフッ化水素酸（スプラピュア）を用いてフッ素を除去した。残留物を脱イオン水に取り、そして元素含分をＩＣＰ−ＭＳ（ＥＬＡＮ６０００ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）で測定した。

実施例１
一般的な方法手順
四塩化ケイ素及びトリフェニルメチルクロリドの秤量は、可能な限り速く、ガラスビーカー内でその都度相応する精度を有する天秤で行った。トリフェニルメチルクロリドの添加量は、量り皿を再度測ることによって測定した。通常、錯化剤の添加の際に直ちに、黄色い、凝集状の沈殿が形成された。この際、反応混合物の温度は変化しなかった。そうして反応混合物を、５００ｍｌの四つ首フラスコに移した。引き続き、四塩化ケイ素の蒸留精製を行う前に、バッチをさらに一時間、還流しながら煮沸した。すべてのさらなるバッチを、直ちに蒸留精製した。

蒸留は、セラミック製台座部（６ｍｍ、２０ｃｍ）、及び排出制御部（Abnahmesteuerung）のない塔頂を有する蒸留塔を介して、マグネチックスターラで撹拌しながら、窒素雰囲気下で行った。温度供給は、温度制御を有する油浴を介して行った。浴温度は蒸留の間、約８０℃であり、そしてこの温度は、蒸留終了付近の吹き込み部では最大６０℃だった。四塩化ケイ素の沸点は、常圧で約５７℃だった。

実施例１ａ
四塩化ケイ素の蒸留を行う前に、四塩化ケイ素（試料１:ＧＣ純度はＳｉＣｌ₄が９７．５質量％、ＳｉＨＣｌ₃が２．２質量％）２０１．０ｇ、及びトリフェニルメチルクロリド（Ａｃｒｏｓ、純度９９％）０．２７ｇから成る反応混合物を還流しながら一時間加熱した。トリフェニルメチルクロリドの含分は、使用されたハロゲンシランの量に対して０．１３４質量％に相応した。トリフェニルメチルクロリドの添加後、黄色い、凝集状の沈殿が形成された。無色で透明な留出物、１８２．３ｇが得られた。蒸留残渣は、６．５ｇであった。ホウ素の含分は、トリフェニルメチルクロリド添加前の８８０μｇ／ｋｇから、蒸留後には＜５μｇ／ｋｇに減らすことができた。

実施例１ｂ
四塩化ケイ素（試料１:ＧＣ純度はＳｉＣｌ₄が９７．５質量％、ＳｉＨＣｌ₃が２．２質量％）１９９．６ｇ、及びトリフェニルメチルクロリド（Ａｃｒｏｓ、純度９９％）０．０１ｇから成る反応混合物を、錯化剤の添加直後に蒸留精製した。添加されたトリフェニルメチルクロリドの含分は、使用されたハロゲンシランに対して０．００５質量％に相応した。トリフェニルメチルクロリドの添加後、黄色い、凝集状の沈殿が形成された。無色で、透明な留出物１８６．８ｇ、及び蒸留残渣９．７ｇが得られた。

ホウ素含分は、トリフェニルメチルクロリドの添加前は８８０μｇ／ｋｇであり、そして蒸留後には＜５μｇ／ｋｇであった。

実施例１ｃ
四塩化ケイ素（試料２:ＧＣ純度はＳｉＣｌ₄が９９質量％）４０１．７ｇ、及びトリフェニルメチルクロリド（Ａｃｒｏｓ、純度９９％）０．０１ｇから成る反応混合物を、錯化剤の添加直後に蒸留精製した。添加されたトリフェニルメチルクロリドの含分は、使用されたクロロシランに対して０．００２質量％に相応した。トリフェニルメチルクロリドの添加後、まばらな（vereinzelt）黄色い、凝集状の沈殿が形成された。無色で、透明な留出物３８０．０ｇを単離し、そして１４．８ｇが蒸留残渣として残った。ホウ素の含分は、トリフェニルメチルクロリド添加前の２８９μｇ／ｋｇから、蒸留後には＜５μｇ／ｋｇに減らすことができた。

実施例１ｄ
四塩化ケイ素（試料２:ＧＣ純度はＳｉＣｌ₄が９９質量％）４００．１ｇ、及びトリフェニルメチルクロリド（Ａｃｒｏｓ、純度９９％）０．００５２ｇから成る反応混合物を、錯化剤の添加直後に蒸留精製した。添加されたトリフェニルメチルクロリドの含分は、使用されたクロロシランに対して０．００１質量％に相応した。トリフェニルメチルクロリドの添加後、まばらな（vereinzelt）黄色い、凝集状の沈殿が形成された。無色で、透明な留出物が３７５．３ｇ、及び蒸留残渣が１９．７ｇ得られた。ホウ素の含分は、トリフェニルメチルクロリド添加前の２８９μｇ／ｋｇから、蒸留後には＜５μｇ／ｋｇに減った。

以下で本発明による装置を、図１で概略的に示される実施例に基づきより詳細に説明する。

図１：蒸留塔を有する装置の概略図である。

図１に示されている、ハロゲンシラン中にある周期表の第三主族の元素の含分を低減させるための装置（１）は、反応条件に対して耐性のある材料から、例えば貴金属合金から作られている。装置（１）は、当該元素を含む化合物を錯体化するための装置（２）、及び該装置（２）に配置された蒸留塔（３）を含む。錯体化のための装置（２）は通常、反応器（釜型反応器又は管型反応器であってよい）であり、この反応器には蒸留塔（３）が配置されている。錯体化のための装置（２）は、１つ又は２つの供給部（２．１）及び（２．２）を備える。供給部（２．１）を介してトリフェニルメチルクロリドを、並びに供給部（２．２）を介して工業的な純度のハロゲンシランを供給することができる。１〜１００の理論段を有する蒸留塔には、比較的高沸点の不純物及びトリフェニルメチルクロリドとの錯体（３．２）を排出するための吹き込み部、及びそれぞれ非常に高純度のハロゲンシランを取得するための少なくとも１つの蒸留受け器（３．１）が配置されている。蒸留塔（３）は、錯体化のための装置（２）の下流に設置されている。トリフェニルメチルクロリド量のより正確な供給のために、錯体化装置（２）には、供給装置（図示せず）が配置されていてよい。

１本発明による装置、２錯体化のための装置、２．１供給部、２．２供給部、３蒸留塔、３．１蒸留受け器、３．２吹き込み部

Claims

非常に高純度のハロゲンシランを製造するために、工業的な純度のハロゲンシラン中にある周期表の第三主族の元素の含分を低減させる方法であって、以下の工程：
ａ）当該元素の化合物との錯体を形成するために、精製すべきハロゲンシランにトリフェニルメチルクロリドを加える工程、
ｂ）蒸留による錯体の除去によって非常に高純度のハロゲンシランを得る工程、
から成り、その際、錯体を形成するために、精製すべきハロゲンシランにトリフェニルメチルクロリドを加える工程（ａ）を、錯体化のための装置（２）内で行い、
工程（ｂ）で錯体を分離するために、該装置からハロゲンシランと錯体を少なくとも部分的に蒸留塔（３）に移し、かつ工程（ａ）及び（ｂ）が、冶金法シリコンの反応から出発して非常に高純度のハロゲンシランを製造するための連続的な方法に結合されており、かつその際、工業的な純度のハロゲンシランは、事前にリン若しくはリン含有化合物の分離に供されていなかったか、かつ／又は非常に高純度のハロゲンシランはリン及び／又はリン含有化合物の分離に供されない、前記方法。
ホウ素及び／又はアルミニウムの含分が低減されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
ホウ素及びアルミニウムの含分が低減されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
前記ハロゲンシランが、クロロシランに相応することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
前記ハロゲンシランが、テトラクロロシラン、及び／又はトリクロロシランに相応することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
工業的な純度のハロゲンシラン中にある、トリフェニルメチルクロリドと錯体を形成する不純物の含分を測定することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
周期表の第三主族の元素の含分がそれぞれ、≦３０μｇ／ｋｇである非常に高純度のハロゲンシランが得られることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
請求項１から７までのいずれか１項に記載の、非常に高純度のハロゲンシランを製造するために、工業的な純度のハロゲンシラン中にある周期表の第三主族の元素の含分を低減させるための方法のための装置（１）であって、
当該元素を含む化合物を錯体化するための少なくとも１つの装置（２）、及び
錯体化のための装置に配置された蒸留塔（３）
を含み、前記装置（１）は、冶金法シリコンを反応させるための反応器を含む全体の装置に組み込まれている、前記装置。
前記蒸留塔（３）が、錯体化のための少なくとも１つの装置（２）の下流に後接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
前記蒸留塔に、吹き込み部、及び少なくとも１つの蒸留受け器が配置されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の装置。
錯体化のための装置（２）に、供給装置が配置されていることを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項に記載の装置。
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法を実施するための、請求項８から１１までのいずれか１項に記載の装置の使用。