KR20080008323A - 하이드로클로로실란의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

수소와 사염화규소 및/또는 염화수소 및 규소와의 반응에 의한 수소-함유 클로로실란이 제조되며, 여기서 상기 규소의 표면은 구리와 같은 하나 이상의 촉매 소재의 화학기상증착에 의해 개질된다.

Description

하이드로클로로실란의 제조방법{Process for the production of hydrochlorosilanes}
본 발명은 수소-함유 클로로실란의 제조방법에 관한 것이며, 특히 규소로부터 트리클로로실란 및 디클로로실란을 제조하는 방법에 관한 것이다.
촉매 또는 촉진제를 사용하지 않고 수소와 규소와의 반응으로 사염화규소를 제조하는 것이 공지되어 있다 (Ingle, US 4526769). 반응의 전체 경로는 하기와 같이 표시된다:
3 SiCl4 + 2 H2 + Si → 4 HSiCl3 (1)
트리클로로실란은 하기에 의해서 표현되는 것처럼 촉매 없이 염산과 규소와의 반응으로 제조될 수 있음이 또한 공지되어 있다:
3 HCl + Si → HSiCl3 + H2 (2)
구리와 같은 특정 금속이 사용될 경우 반응의 속도 및 반응의 선택성이 증가될 수 있음이 또한 공지되어 있다 (Breneman, US 4676967). 이러한 촉매가 공정에 혼입되는 방식은 몇몇 문헌의 주제였다. 더욱이 하기의 반응에 의해 상당한 양의 디클로로실란을 제조하기 위해서는 촉매가 필요하다:
2 HCl + Si → H2SiCl2 (3)
Wagner (US 2499009)는 단계적 배소법 (staged roasting method)으로 많은 양의 할로겐화구리를 사용하여 디클로로실란 형성을 촉진시키는 데 유용한 구리-규소 소재를 제조하였다. 그러나 배치 공정, 최종 고온 어닐링, 및 요구되는 고농도의 구리는 그의 방법을 비실용적으로 만들었으며 많은 양의 구리를 포함한 폐기물의 처리로 가혹한 환경적 도전을 불러일으켰다. Downing (US 4314908)은 산화구리 (copper oxide)가 수소 분위기 중에서 높은 온도로 금속 등급 (metallurgical grade)의 규소와 배소되어 규소 표면 위에 상당히 균일한 분포의 구리를 제조하는 방법을 교시하고 있다. Mui (US 5250716)는 염화제일구리 (cuprous chloride)와 규소와의 반응에 의한 구리-규소 합금의 형성을 기재하고 있다.
Wakamatsu (DE 19654154)는 규화구리 (copper silicide) 촉매를 사용하여 제조될 수 있는 트리클로로실란을 교시하고 있다. Margaria 등 (US 6057469)은 규소 결정립의 표면 위에 증착ehls는 구리를 기재하고 있다. Bulan 등 (US 특허 출원 2004/0022713A1)은 유효한 구리는 규소 입자보다 30 내지 100 배 더 미세한 과립형으로 존재해야 함을 지적하고 있다. 다르게는, 야금 공정 도중 원소 구리 금속의 형태로 또는 구리 화합물로서 규소에 구리를 첨가함으로써 규소의 벌크 내로 구리가 혼입될 수 있다. 그러나 이러한 벌크 혼입은 구리가 규소의 표면에만 도포될 경우보다는 동일한 촉매 효과에 도달하기 위해 훨씬 높은 구리 농도로 존재해야 한다. 벌크 첨가에 의해 요구되는 구리의 고농도는 추가적 구리를 함유하는 폐규소의 효과적인 처분에 대한 도전을 불러일으킨다.
이러한 모든 종래의 방법에서, 매우 미세하게 분할된 형태의 구리를 제조하고나서 이러한 미세형태의 구리를 규소 소재와 밀접하고 효과적으로 합치는 주의 깊게 조절된 방법을 갖기 위해 상당한 노력이 투입되었다. 예를 들면 Downing (US 4314908)과 같이 수소화 반응 구역 바깥쪽의 구역에서의 구리 코팅의 수행은 처리된 소재가 차후에 수소화 반응을 지연시키는 산화물 코팅을 재형성하는 것을 방지하기 위한 추가적 취급 문제를 또한 제공한다. 이러한 특별한 방법은 항상 전체 제조에 비용 및 복잡성을 더한다.
촉진제 또는 촉매의 역할을 고려할 때 모든 종래 방법은 규소 상의 자연 표면 산화물 (native surface oxide)의 효과를 올바르게 인식하는 데 실패하고 있다. 규소 금속 위의 자연 산화물 (native oxide)은 규소 표면에 대한 구리의 효과적인 결합을 늦추며, 차례로 자연 산화물이 공정 내에서 다른 화학적 작용에 의해 제거될 수 있을 때까지 촉매의 효과적인 혼입을 감소시키거나 촉매의 이익 (benefit)을 늦춘다. 자연 산화물은 과격한 밀링 (milling)에 의해 다소 제거될 수 있다. 그러나 일단 산화물이 제거되면, 규소는 실용적 상업적 시도에 있어 어렵고 비싼 공정인 무산소 조건 내에서 유지되어야 한다.
따라서 하이드로클로로실란의 제조를 향상시키기 위하여 활성 촉매종을 형성하는 단순화된 방법을 가지는 것이 유용하다. 효율적이고 활성 있는 촉매를 사용하면 하이드로클로로실란은 염소 공급원과 함께 규소와 수소와의 반응으로부터 제조될 수 있다. 염소 공급원은 염화수소, 사염화규소 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 그리고 목적에 따라, 디클로로실란과 트리클로로실란의 비는 수소:염소 비, 가스 체류시간, 및 효율적인 촉매를 사용할 경우 반응 온도와 압력을 조절함으로써 변경될 수 있다.
규소를 사용하여 효율적인 촉매를 형성하기 위해, 규소 표면 위의 자연 산화물에 의해 주어지는 어려움은 표면 산화물을 제거하기 위해 규소가 먼저 환원성 분위기에 노출되는 유형의 반응을 사용함으로써 극복될 수 있다. 높은 온도에서의 수소 가스는 하기의 반응에 의해 이를 달성할 수 있다.
H2 + SiO2 (고체) → Si (금속) + H2O (증기) (4)
무산소 환경이 유지된다면 생성된 규소 표면은 이 때 실질적으로 산화물이 없다.
염화제일구리는 높은 온도에서 수소로 빠르게 환원되는 환원성 물질이다:
CuCl + H2 → 2 HCl + Cu (금속) (5)
반응 (5)의 환원은 약 275℃ 이상의 온도에서 수소 분위기 중에서 자발적으로 일어난다.
상업적으로 입수가능한 금속 등급 또는 정제 등급 규소가 반응 (1) 또는 (2)에 의한 트리클로로실란의 제조에서 출발 물질로 사용된다. 이러한 규소는 본질적으로 규소 표면 위에 존재하는 자연 산화물을 가지고 있다. 통상적인 상업적 관습에 있어서, 규소는 선택된 공정 디자인의 특정한 요구에 부합하는 입자 크기를 공급하기 위해 밀링되고 체를 치게 (screen) 된다. 약 200 미크론의 입자 크기가 많은 공정에 적합하나, 가스가 쉽게 규소 입자와 접촉될 수 있는 유동층 (fluidized bed) 또는 교반층 (stirred bed) 반응기와 같은 혼합 환경에서 작동하기에 입자가 충분할 정도로 작은 한 크기는 문제되지 않는다.
유효한 양의 구리를 무산화물 규소 표면 위에 합금함으로써, 구리의 활용도가 매우 뛰어나며 이익을 달성하기 위해 요구되는 구리의 양은 매우 낮다. 이러한 이익은 하이드로클로로실란의 제조가 통상의 온도 및 압력에서 진행되는 동안, 필요한 만큼의, 추가적 양의 구리 및 규소를 공급함으로써 달성된다.
일반적으로 반응 (1, 2, 또는 3)에 따fk 하이드로클로로실란을 제조하기 위해서, 규소가 유동층 또는 기계식 교반층 반응기와 같은 용기에 첨가되며, 반응기는 기상의 수소 및 염소 공급원의 공급과 함께 275℃ - 550℃의 통상적인 작동 조건에 놓이게 된다. 염소 공급원은 염화수소, 사염화규소, 또는 이들의 조합일 수 있다. 염화수소가 없는 경우, 규소가 관여하지 않는 하기의 무촉매 반응이 일어나며 소량의 HCl (<1%)이 형성된다.
SiCl4 + H2 → HCl + HSiCl3 (6)
온도, 반응기 체류시간, 및 수소 및 염화물 농도는 요구되는 제품 혼합물을 제조하기 위해 조절될 수 있다. HCl은 반응 (2)에 의하여 275℃ 이상의 어느 온도나 활발히 규소를 공격한다. 반응 (2) 및 (6)의 조합은 반응 (1)을 낳는다. 규소의 효과는 반응 환경으로부터 HCl을 제거하고 반응 (1)의 평형 농도를 오른쪽으로 이동시켜, 하이드로클로로실란의 전체 수율을 증가시킨다.
동시에 규소의 표면은 표면 산화물 및 흡착된 수분을 제거하기 위해 수소에 의해 공격받는다:
H2 + SiO(H) → Si + H2O (7)
반응 (6) 및 (7)은 과량의 H2로 진행된다. 동시에 반응 (6) 및 (7)이 결합되어 어떤 산화물 또는 수분이라도 규소 표면의 적어도 일부로부터 제거한다. 다음 생성되는 실질적으로 무산화물인 규소 표면은 효과적으로 활성 구리 금속을 수용 및 결합할 수 있다.
다음 가장 효과적으로는 염화제일구리 (CuCl)의 형태인 구리가 반응기에 첨가되며 275℃ 내지 550℃에서 과량의 수소에 의한 환원이 일어나 반응 (5)에 의하여 구리 금속 및 추가적 HCl을 형성한다. 원자 기초로 생성된 구리는 화학기상증착에 의해 적어도 일부의 실질적으로 무산화물인 규소 표면 위에 증착되어 구리-규소 합금을 형성한다. 특히 CuCl의 입자가 무산화물 규소에 아주 근접하여 인-시츄 환원되어 효과적인 합금 촉매를 형성한다. 구리 증착은 규소 표면 위에 무작위로 배열된 구리의 "섬"으로 이루어질 수 있다. 구리-규소 표면 합금은 반응 (1), (2) 및 (3)에 매우 효과적인 촉매이다. 1.0% 미만의 구리 수준으로 매우 효과적인 결과가 얻어진다. 구리가 구리-합금된 규소의 질량의 0.01% 내지 0.5%이면 특히 효율적인 운전이 달성된다. 환경적 영향의 고려로서, 요구되는 수율의 하이드로클로로실란을 달성하기 위해 더 낮은 양의 구리를 사용할수록 더 좋으며, 본 명세서에서 확인된 낮은 수준은 종래 요구되는 수준보다 하나의 크기의 자리수 (an order of magnitude)만큼 더 낮다.
염화구리에 부가되거나 염화구리를 위한 대신하는 다른 환원성 구리 화합물이 사용될 수 있다. 산화구리 또는 산화구리의 혼합물 및 구리 금속이 사용될 수 있다. 그러나 이들이 사용될 경우 산화구리의 수소 환원에 의해 형성된 여분의 수분은 클로로실란으로부터 실록산으로의 수화에 의한 클로로실란의 손실 및 처분에 있어 어려운 문제를 불러일으키는 높은 비점의 불순물을 가져온다. 또 다른 적당한 환원성 소재는 염화백금산 (chloroplatinic acid)이다. 사염화규소가 염소 공급원이 될 경우, 촉진제 금속은 사염화규소 및 수소의 존재 하에서 염화수소화 반응 (hydrochlorination reaction))을 촉진할 수 있도록 선택되어야 한다. 염소공급원이 염화수소인 경우, 촉진제 금속은 염화수소 및 수소의 존재 하에서 규소의 염화수소화를 촉진시킬 수 있는 금속이 되어야 한다.
만일 촉진제 금속과 같은 소재가 규소 표면에 결합되지 않는다면, 이는 반응 (1)을 촉매화하는 데 있어 유효하지 않다. 예를 들면, 만일 촉진제 금속이 실리카 또는 탄소와 같은 다른 비반응성 표면 위에 존재하면 촉진 효과가 관찰되지 않는다. 촉진제 금속은 규소 표면 위에 존재해야 한다. 규소의 빠른 소모는 산화물이 없는 규소 표면 위에서 촉진제 금속의 위치에 바로 인접한 영역에서만 일어난다.
촉진제 금속-규소 합금은 규소 표면 위에 균일하게 분포될 필요는 없다. 단지 적당한 양으로 존재할 것을 필요로 한다. 그리고 규소 상의 자연 산화물의 제거는 완전하거나 균일할 필요가 없으며, 단지 증착되는 촉진제 금속의 양을 수용하기에 충분하면 된다.
하나 이상의 소망되는 하이드로클로로실란의 제조를 달성하기 위해서 높은 온도가 유지된다. 반응 (1)에 따른 사염화규소로부터 트리클로로실란의 제조를 유리하게 하려면, 반응기 내부의 온도가 400℃ 내지 500℃에서 최적으로 유지된다. 반응 (2) 및 (3)에 따른 HCl로부터 트리클로로실란 및 디클로로실란의 제조를 유리하게 하려면, 반응기 내부의 온도가 275℃ 내지 350℃에서 최적으로 유지된다.
반응기는 탈산소화된 규소와 촉진제 금속을 포함하는 환원성 물질과의 혼합을 용이하게 하여 촉진제 금속이 증착되는 규소의 표면 위로 분해 환원성 물질이 운반되도록 하는 형태이어야 한다. 특히 적당한 반응기는 이동 가스가 혼합력을 제공하는 유동층 반응기, 회전식 가열로 (rotary kiln)와 교반층 반응기와 같은 기계식 교반층 반응기, 및 규소 및 염화구리 입자가 위로 상승하는 수소가 풍부한 가스의 스트림에 거슬러 중력에 의해 떨어질 수 있는 탑 반응기 (tower reactor)를 포함한다. 수소화 반응은 또한 희석된 상 (반응기 부피에 대해 극소량의 고체 입자)에서 수행될 수도 있다.
본 공정의 실제적인 수행에 있어서, 규소가 반응 (1), (2) 또는 (3)에 의해 소모되고 하이드로클로로실란이 반응기로부터 제거되기 때문에 실질적으로 일정한 양을 유지하기 위하여 염화수소화 반응기에 첨가될 새 규소 (fresh silicon)가 첨가될 필요가 있다. 과립화된 (granulated) 규소는 연속적으로 또는 간헐적으로 작은 증분으로 공급될 수 있다. 염화제일구리를 과립화된 규소와 함께 공급함으로써, 단일의 단순화된 시스템이 사용될 수 있다. 따라서 염화제일구리는 반응 구역에 직접 첨가되는 것이 바람직하며, 여기서 염화구리는 구리로 분해되고 반응 구역 내에 이미 존재하는 실질적으로 무산화물의 규소 표면 위에 증착된다. 염화제일구리와 함께 공급되는 새 규소는 자연 산화물을 잃기 위해 반응 구역 내에서 짧은 조절 기간을 겪어서 다음 기회에 첨가되는 염화제일구리와의 반응을 위해 준비된다. 이러한 절차에 의해, 규소 또는 구리-함유 물질을 사전 조절하기 위한 임의의 특별한 설비를 만들 필요는 없으며 전체 결과는 통상의 온도 및 압력에서 하이드로클로로실란을 유리하게 높은 생산율로 생산하는 것이다.
염화수소화를 촉진하거나 그와 비례하여 높은 수율의 보다 수소화된 클로로실란을 형성하기 위해 작용할 수 있는 다른 소재가 유사한 방식으로 첨가될 수 있다. 촉진제 소재의 형태를 선택함에 있어서, 최고의 결과는 반응 조건에서 기화되거나 촉진제 금속을 증착하기 위해 반응 구역에서 주어지는 높은 온도에서 수소에 의해 환원될 수 있는 형태로 달성된다. 이러한 소재는 아연 및 주석의 산화물, 탄산염 (carbonate), 및 염화물과 루테늄, 레늄, 백금, 은, 오스뮴, 및 니켈의 염화물 및 탄산염을 포함한다.
하기의 비한정적 실시예가 본 공정의 수행을 예시한다:
실시예 1
122 cm 직경의 유동층 반응기를 13,000 kg의 200 미크론의 평균 입자크기로 연마된 금속 등급 규소로 충전하였다. 500℃의 온도 및 3 MPa의 압력에서 3350 ㎥/ 시간의 수소를 흘림으로써 반응기는 운전을 시작하였다. 반응기가 작동 온도에 도달한 후, 사염화규소 증기를 3350 ㎥/시간의 흐름으로 500℃의 온도 및 3 MPa의 압력에서 흘리기 시작하였다. 무수소 기초 (hydrogen-free basis)로 20 몰%의 트리클로로실란을 함유하는 반응기 생성물을 얻었다. 반응 (1)에 의한 규소의 소모에 의하여 반응기 수준이 150 kg까지 줄어들었을 때, 금속 등급 규소의 주기적인 첨가를 시작하였으며 공정은 며칠 동안 이러한 방식으로 계속되었다. 3일간 작동 후, 원래의 규소 투입 질량의 72% 당량이 소모되었으며 동일한 양의 새 금속 등급 규소로 치환되었다. 이 시점에서, 4.5 kg의 염화제일구리를 1363 kg의 규소를 함유하는 벌크 백에 첨가하여 금속 등급 규소 및 염화제일구리의 블렌드를 제조하였다. 공기식 컨베이어를 사용하여 유동층 반응기 꼭대기의 락 호퍼 (lock hopper)로 구리/규소 블렌드를 이송하였으며, 이 구리/규소 블렌드는 반응기에 공급되는 통상적인 금속 등급 규소를 치환하였다. 염화제일구리/규소 혼합물을 첨가한 직후, 수소 소모가 상당히 증가한 것으로 관찰되었다. 무수소 기초로 반응기 생성물은 25 몰% 트리클로로실란까지 증가하였다. 염화제일구리/규소가 소모된 규소를 보충하기 위해 계속 공급되는 한, 트리클로로실란의 수율은 더 높은 수준으로 남아 있었다. 상기 염화구리의 첨가가 종결되었을 때, 트리클로로실란의 수율은 떨어지기 시작했으며, 결국 염화제일구리 공급이 시작되기 전의 원래 수준으로 돌아갔다. 감쇠율은 구리가 규소와 결합되어 결합된 규소 입자가 비말동반 크기 (entrainment size) (~ 15 미크론)보다 더 작은 크기로 화학적으로 에칭되었을 때에만 반응기로부터 유출되었음 (elutriated)을 나타냈다. 트리클로로실란 전환율이 전-촉매 (pre-catalyst) 수준 으로 돌아간 후의 반응 매스 (mass)의 분석결과 구리가 축적되지 않았음을 나타내는 반면, 반응기로부터 유출되어 나온 미세 규소 내의 구리 수준이 감소된 수율의 트리클로로실란에 직접 비례하여 감쇠하였다.
본 실시예는 무산화물 규소가 이미 존재하는 반응 구역에 직접 촉진제 금속을 함유하는 환원성 물질을 첨가하면 트리클로로실란으로의 더 높은 전환율을 가져옴을 나타낸다. 이는 또한 상기 염화구리가 규소와 밀접하게 결합되며 트리클로로실란의 수율이 반응 매스 내의 구리 농도와 직접적으로 관계됨을 나타낸다.
실시예 2
50g의 연마된 금속 등급 규소 (평균 입자 크기 = 200 미크론)를 작은 오븐 속에 수용된 25 mm 직경의 시험관에 넣었으며 수소 흐름과 함께 525℃까지 가열하였다. 사염화규소를 자동 온도조절장치가 달린 저장소 (reservoir)에 넣고 25℃로 유지하였다. 저장소를 통하여 수소를 버블링하여 이를 사염화규소로 포화시키고 규소를 함유한 시험관 바닥으로 상기 포화된 수소를 추가적 수소와 함께 흘려 2.0의 H2:SiCl4의 몰비가 되게 하였다. 총 수소 흐름은 12 cc/분이었다. 반응기 관의 출구에, 가스 크로마토그래피 분석을 위해 작은 가스 샘플을 수집하도록 셉텀 (septum)을 설치하였다. 525℃의 반응기 온도에서, 트리클로로실란의 수율은 4.6%였다.
실시예 3
실시예 2에서와 같은 동일한 장치를 사용하여, 49g의 금속 등급 규소를 반응기 관에 넣고 수소 분위기 중에서 525℃까지 가열하였다. 규소가 상기 뜨거운 수소에 노출된 후, 수소가 계속 흐르고 있는 동안 0.39g의 염화제일구리를 반응기에 첨가하였다. 다음 수소 흐름은 자동 온도조절장치가 달린 사염화규소의 저장소를 통하는 경로로 정해졌으며, 유출물을 샘플 채취하였다. 무수소 기반 상에서 트리클로로실란의 농도는 6.14%였다.
실시예 4
실시예 2에서와 같은 동일한 장치를 사용하여, 미리 1% 백금으로 증착된 50g의 규소를 반응기에 투입하였다. 수소 및 사염화규소의 표준 흐름으로 525℃에서 반응하였을 때, 무수소 기초로 트리클로로실란의 농도는 6.05%였다.
실시예 5
실시예 2에서와 같은 동일한 장치를 사용하여, 49.9g의 금속 등급 규소 및 실리카겔 상의 5% 백금 0.1g의 혼합물을 반응기에 투입하였다. 그 결과는 무수소 기초로, 4.28%의 트리클로로실란의 농도였다.
실시예 6
실시예 2에서와 같은 동일한 장치를 사용하여, 49g의 백색 석영 및 활성탄소 상의 5% 백금 0.1g을 반응기에 채웠다. 실시예 2에서 사용된 동일한 표준 조건 하 에서, 유출물 내의 트리클로로실란 농도는 <0.1%였다.
이러한 예시적 실시예에 있어서, 수소화 반응을 촉진하기 위해서는 활성 촉진제 및 금속 규소 공급원 둘 다 가져야 한다는 것이 증명되었다. 촉진제 금속이 없으면 감소된 수율을 가져오며 (실시예 2), 규소가 없으면 심지어 활성 수소화 촉매가 있어도 아무런 전환이 일어나지 않는다 (실시예 6). 더 나은 전환율을 제공하기 위해서, 활성 촉진제 금속은 규소와 밀접하게 결합되어야 한다 (실시예 5와 비교되는 실시예 2 및 4).
실시예 7
실시예 2에 기재된 것과 같은 동일한 장치를 사용하여, 50g의 금속 등급 규소를 반응기에 투입하고, 12 cc/분의 수소 및 6 cc/분의 염화수소의 스트림 하에서 300℃까지 가열하였다. 규소가 뜨거운 수소 및 염화수소 혼합물에 몇 시간 노출된 후, 수소/염화수소 흐름이 계속되는 동안 0.4g의 염화제일구리를 반응기에 첨가하였다. 실시예 2에 기재된 것과 같이 샘플을 채취하였을 때 유출물은 트리클로로실란 및 수 퍼센트의 디클로로실란을 함유한다. 구리-규소 합금 촉매가 없다면, 디클로로실란의 양은 단지 극미량일 것이다.
본 명세서에 있어서, 수소-함유 클로로실란의 제조방법이 바람직한 구현예와 관련하여 기재되었다. 다른 구현예는 본 명세서의 사상 또는 본 명세서에서 개시된 방법의 실행으로부터 해당 기술분야의 숙련자에 명백할 것이다. 상세한 설명 및 실시예는 예시적으로만 고려되며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 하기의 청구범위에 의해 나타난다.

Claims (26)

  1. 규소 입자의 표면으로부터 산소를 제거하는 단계, 염화수소화 촉진제 금속을 포함하는 환원성 물질을 환원하는 단계, 및 산소가 제거된 상기 규소 입자 위로 상기 염화수소화 촉진제 소재를 증착하는 단계를 포함하는 화학기상증착에 의해 증착된 염화수소 촉진제 금속이 증착된 규소 입자와 수소, 염소 공급원을 반응시키는 단계를 포함하는 하나 이상의 하이드로클로로실란의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응이 275℃ 내지 550℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하이드로클로로실란이 트리클로로실란 및 디클로로실란을 포함하고, 여기서 상기 염소 공급원은 사염화규소이며, 상기 촉진제 금속은 사염화규소 및 수소의 존재 하에서 염화수소화 반응을 촉진할 수 있는 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반응이 400℃ 내지 500℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하이드로클로로실란이 트리클로로실란 및 디클로로실 란을 포함하고, 여기서 상기 염소 공급원은 염화수소이며, 상기 촉진제 금속은 수소의 존재 하에서 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 반응이 275℃ 내지 350℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 하기의 단계를 포함하는 하나 이상의 하이드로클로로실란의 제조방법:
    환원성 분위기에서 규소 입자를 가열함으로써 표면 산화물을 가지는 규소 입자의 적어도 일부의 표면으로부터 산소를 제거하여 하나 이상의 무산화물 영역을 가지는 규소 입자를 제조하는 단계;
    규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속을 포함하는 환원성 물질의 환원을 포함하는 화학기상증착에 의해 상기 무산화물 영역 위로 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속을 증착하여 촉진제 금속-규소 표면 합금을 생성하는 단계; 및
    수소, 염소 공급원, 및 상기 촉진제 금속-합금된 규소를 반응시켜 하나 이상의 하이드로클로로실란을 제조하는 단계.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제거, 증착, 및 반응이 275℃ 내지 550℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 하이드로클로로실란이 트리클로로실란 및 디클로로실란을 포함하고, 여기서 상기 염소 공급원은 사염화규소이며, 상기 촉진제 금속은 사염화규소 및 수소의 존재 하에서 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제거, 증착, 및 반응이 400℃ 내지 500℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 하이드로클로로실란이 트리클로로실란 및 디클로로실란을 포함하고, 여기서 상기 염소 공급원은 염화수소이며, 상기 촉진제 금속은 수소의 존재 하에서 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제거, 증착, 및 반응이 275℃ 내지 350℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 하기의 단계를 포함하는 하나 이상의 하이드로클로로실란의 제조방법:
    수소, 염소 공급원, 및 표면 산화물을 가지는 규소를 결합하는 단계;
    상기 수소, 염소 공급원, 및 규소를 충분한 온도로 가열하여 상기 규소의 하나 이상의 표면 영역으로부터 산소가 제거되는 단계;
    무산화물 영역을 가지는 상기 규소를, 상기 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속을 포함하는 환원성 물질과 접촉시키는 단계;
    상기 환원성 물질을 충분한 온도로 가열하여 상기 물질이 환원되고 상기 금속이 상기 무산화물 영역 위에 증착되어 촉진제 금속-규소 표면 합금을 생성하는 단계; 및
    상기 수소, 염소 공급원, 및 촉진제 금속-합금된 규소를 반응시켜 하나 이상의 하이드로클로로실란을 제조하는 단계.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가열이 275℃ 내지 550℃로 수행되고 상기 반응은 275℃ 내지 550℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 하이드로클로로실란이 트리클로로실란 및 디클로로실란을 포함하고, 여기서 상기 염소 공급원은 사염화규소이며, 상기 촉진제 금속은 사염화규소 및 수소의 존재 하에서 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 가열이 400℃ 내지 500℃로 수행되고 상기 반응은 400℃ 내지 500℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 하이드로클로로실란이 트리클로로실란 및 디클로로실 란을 포함하고, 여기서 상기 염소 공급원은 염화수소이며, 상기 촉진제 금속은 수소의 존재 하에서 규소의 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가열이 275℃ 내지 350℃로 수행되고 상기 반응은 275℃ 내지 350℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제1항, 제7항, 또는 제13항에 있어서, 상기 촉진제 금속은 상기 촉진제 금속-함금된 규소의 질량의 0.1% 미만인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  20. 제1항, 제7항, 또는 제13항에 있어서, 상기 촉진제 금속은 상기 촉진제 금속-합금된 규소의 질량의 0.01% 내지 0.5%인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  21. 제1항, 제7항, 또는 제13항에 있어서, 상기 환원성 물질은 염화제일구리인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  22. 제1항, 제7항, 또는 제13항에 있어서, 상기 환원성 물질은 산화구리인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  23. 제1항, 제7항, 또는 제13항에 있어서, 상기 환원성 물질은 염화백금산인 것 을 특징으로 하는 제조방법.
  24. 하기의 단계를 포함하는 하나 이상의 하이드로클로로실란의 제조방법:
    용기 내에서, 규소 표면의 적어도 일부로부터 산소가 제거되기에 충분한 온도에서 및 시간 동안 수소, 염소 공급원, 및 표면 산화물을 가지는 규소를 포함하는 혼합물을 가열하는 단계;
    규소의 염화수소화를 촉진시킬 수 있는 금속을 포함하는 환원성 물질을 적어도 부분적으로 무산화물인 표면을 가지는 규소와, 상기 물질이 환원되고 상기 금속이 상기 규소의 무산화물 표면 위로 증착되기에 충분히 높은 온도에서 환원성 분위기 중에서 상기 용기 내부에서 접촉시켜서 촉진제 금속-규소 표면 합금을 생성하는 단계; 및
    상기 용기 내부에서 상기 수소, 염소 공급원, 및 촉진제 금속-합금된 규소를 반응시켜 하나 이상의 하이드로클로로실란을 제조하는 단계.
  25. 촉진제 금속-함유 반응 매스를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은 용기 내에서 규소 입자, 수소, 염소 공급원, 및 염화수소화를 촉진할 수 있는 금속을 포함하는 환원성 물질을 275℃ 내지 550℃에서 및 산소가 규소 입자 표면으로부터 제거되고, 상기 환원성 물질이 환원되며, 상기 금속이 화학기상증착에 의해 규소 입자 표면 위로 증착하기에 충분한 시간 동안 유지하여, 촉진제 금속-규소 표면 합금을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 환원성 물질은 염화제일구리이고, 상기 금속은 화학기상증착에 의해 규소 표면의 적어도 일부 위에 증착되어 구리-규소 표면 합금을 형성하는 구리인 것을 특징으로 하는 방법.
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