KR20110031284A - 할로겐 실란으로부터 붕소 함유 불순물의 제거 방법 및 상기 방법의 수행 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 단계에서 1종 이상의 할로겐화 규소, 특히 HnSiCl4 -n (식 중, n은 0, 1, 2 또는 3임) 유형의 클로로실란을 포함하는 조성물 I에 소량의 수분을 도입하고, 제2 단계에서 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 제거하여 붕소 함량이 감소한 예비정제된 조성물 II를 수득함으로써, 상기 조성물 I 중의 붕소 함유 화합물의 함량을 감소시키는 방법에 관한 것이며; 특히, 상기 제1 및 제2 단계를 적어도 1회 이상의 사이클로 수행할 수 있다. 또한 상기 방법을 수행하기 위한 장치, 및 상기 장치가 통합된 전체 시스템도 청구한다.

Description

할로겐 실란으로부터 붕소 함유 불순물의 제거 방법 및 상기 방법의 수행 장치 {METHOD FOR REMOVING BORON-CONTAINING IMPURITIES FROM HALOGEN SILANES AND APPARATUS FOR PERFORMING SAID METHOD}
본 발명은 제1 단계에서 1종 이상의 할로겐화 규소, 특히 HnSiCl4 -n (식 중, n은 0, 1, 2 또는 3임) 유형의 클로로실란을 포함하는 조성물 I에 소량의 수분을 도입하고, 제2 단계에서 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 제거하여 붕소 함량이 감소한 예비정제된 조성물 II를 수득함으로써, 상기 조성물 I 중의 붕소 함유 화합물의 함량을 감소시키는 방법에 관한 것이며; 보다 특히는, 상기 제1 및 제2 단계를 1회 이상 또는 1회 초과의 사이클로 수행할 수 있다. 또한 상기 방법을 수행하기 위한 플랜트, 및 상기 플랜트가 통합된 전체 플랜트도 청구한다.
할로실란, 특히 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란 및 테트라클로로실란과 같은 클로로실란은 반도체 산업에서의 초고순도 규소의 생산에서, 광전지 산업에서의 모노실란 SiH4의 생산에서, 유기관능성 실란, 예컨대 접착 촉진제로의 추가 전환에서, 또는 그외에 광도파로의 생산 또는 제약 산업에서의 고순도 SiO2의 생산에 있어서 중요한 중간체이다. 모든 산업 적용에서 공통적으로, 전환될 할로실란은 매우 고순도일 것이 요구되며, 그의 불순물은 최대 몇 mg/kg (ppm 범위)의 범위에 있을 수 있고, 반도체 산업에서는 몇 ㎍/kg (ppb 범위)의 범위에 있을 수 있다.
조질 클로로실란을 제조하기 위해서, 야금 등급의 규소를 히드로염소화한다. 상기 반응은 일반적으로 유동층 반응기에서 또는 고정층 반응기에서 수행되고; 보다 드문 경우로 관형 로(tubular furnace)에서의 반응이 있다 (특히, 문헌 [B. Kanner and K. M. Lewis "Commercial Production of Silanes by the direct Synthesis", pages 1 to 66, Studies in Organic Chemistry 49, Catalyzed Direct Reactions of Silicon edited by K. M. Lewis and D. G. Rethwisch, 1993, Elsevier Science Publishers]; DE 36 40 172 C1; 문헌 [W. C. Breneman et al., "A comparison of the trichlorosilane and silane routes in the purification of metallurgical grade silicon to semiconductor quality", Silicon for the chemical industry IV, Geiranger, Norway, June 3-5, 1998, pages 1001 to 112]).
별법으로, 테트라클로로실란과 야금 등급 규소 및 염화수소의 반응에 의해서도 제조할 수 있다 (문헌 [H. Samori et al., "Effects of trace elements in metallurgical silicon on trichlorosilane synthesis reaction", Silicon for the chemical industry III, Sandefjord, Norway, June 18-20, 1996, pages 157 to 167]). 수소의 존재하에, 상기 반응에서의 트리클로로실란의 수율을 증대시킬 수 있다.
또한, 트리클로로실란의 수율을 증대시키기 위한, 촉매상 수소 존재하에서의 사염화규소의 히드로탈할로겐화 방법이 공지되어 있다. 사용되는 촉매는 전이 금속 또는 전이 금속 화합물 기재의 지지된 또는 지지되지 않은 촉매일 수 있다.
상기 방법들의 공통된 특징은 전환된 야금 등급 규소를 통해 도입된 불순물의 일부도 염소화되고 또한 하류 공정으로 혼입될 수 있다는 점이다. 철-, 구리-, 알루미늄- 및 망간-계 불순물은 일반적으로 증류 단계에 의해 클로로실란 화합물로부터 실질적으로 완전히 제거될 수 있다. 그러나, 할로겐화된 비소, 인 및 붕소 화합물은 클로로실란과 유사한 물리화학적 특징을 가져, 증류 분리 공정에 의해서는 단지 불충분하게 제거될 수 있다. 야금 등급의 규소로부터 유래한 붕소도 마찬가지로 존재하는 반응 조건하에 히드로염소화된다. 특히 형성된 삼염화붕소 (BCl3)는 화합물들의 근접한 비점 때문에 증류에 의해 트리클로로실란 및 디클로로실란으로부터 제거될 수 없다. 공정 내에 존재하는 임의의 잔류 수분은 이어서 삼염화붕소의 부분 가수분해물의 형성을 초래할 수 있다.
5가 인 및 비소와 관련한 문제점은, 예를 들면, n형 반도체로서 생산된 규소의 이들로 인한 도핑이다. 3가 붕소도 마찬가지로 생산된 규소의 원치않는 도핑을 초래하여, p형 반도체가 수득된다. 할로실란의 붕소 함유 화합물에 의한 오염으로 인해 특별한 문제점이 초래되는데, 그 이유는 규소 용융물 및 고체상에서의 붕소가 0.8의 분배계수를 갖고 따라서 대역용융법에 의해 규소로부터 제거하기가 실질적으로 불가능하기 때문이다 (DE 2 546 957 A1). 이러한 이유로 인해, 할로실란, 특히 클로로실란에서 붕소 함량을 0.05 mg/kg (중량 기준 ppm) 미만, 바람직하게는 5 ㎍/kg (중량 기준 ppb) 미만으로 하는 것을 목적으로 한다.
붕소 함유 불순물을 제거하기 위한 다양한 방법이 선행기술에 개시되어 있다. 예를 들면, 붕소 함유 불순물의 제거는 US 4,713,230에 개시된 바와 같이, 기체상 트리클로로실란으로부터 실리카 상의 흡착에 의해 수행될 수 있다. 사용되는 흡착제는 히드록실기 함량이 1 내지 3 중량％인 실리카 겔이고, 상기 함량은 리튬 알루미늄 디-n-부틸-아미드로의 적정에 의해 측정된 것이다. 붕소 함량을 감소시키기 위해, 트리클로로실란을 기체상 형태로 흡착제를 함유하는 컬럼을 통해 통과시킨다. US 4,731,230의 방법에 따르면, 붕소 함량은, 예를 들면 150 ppba 미만까지 감소될 수 있다. 그러나, 기체상 트리클로로실란 스트림 중의 삼염화붕소의 높은 유입 농도 때문에, 흡착제의 부하 능력은 트리클로로실란 스트림 중의 붕소 함량이 150 ppba일 경우에 얻어진다. 따라서 상기 방법의 단점은 부하 능력의 급속한 소진으로 인해 초래되는 흡착제의 짧은 사용 기간이다. 부하 능력은 격변 곡선의 확인을 통해 알 수 있다.
독일 공개 명세서 2 546 957 A1에는 액체상으로 존재하는 할로실란을 함수량이 3 내지 8 중량％인 수화 옥사이드 또는 실리케이트를 사용하여 처리하고, 이때 후자의 것들은 착체 결합된 물을 포함하지 않아야 하는 것인 방법이 교시되어 있다. 삼염화붕소가 가수분해되고 착체를 형성하는 동안 고비점 붕소 착체는 실리케이트 상에 흡착된다. 이어서 고비점 붕소 착체는, 그 중 일부가 액체상 트리클로로실란과 함께 증류되고, 트리클로로실란의 온수 증류에서 컬럼 바닥으로 취출된다.
상기 두 방법의 공통된 특징은 사용되는 흡착제의 부하 능력의 급속한 소진이다. 따라서 이러한 흡착 시스템은 비경제적이다. 이는 흡착제의 빈번한 교체 및 공정의 중단을 필요로 하는, 흡착제의 짧은 사용 기간 때문이다. 둘째, 플랜트는 짧은 사용 기간을 어느 정도까지 연장시키기 위해 매우 대용량으로 설계되어야 할 것이다. 또한, 언급한 방법들은 통상적으로 특별히 트리클로로실란 스트림, 또는 클로로실란 생산의 전체 공정의 증류 유닛의 합쳐진 상류 또는 하류에 맞추어진 것이다. 따라서, 예를 들어 흡착제의 부하를 증가시키는 경우에, 증류 유닛의 상류에서 클로로실란 스트림 중의 붕소 함량 변동은 분리된 생성물 스트림 (디클로로실란, 트리클로로실란 및/또는 테트라클로로실란) 중에서 그대로 계속된다.
또한, 붕소 함유 화합물을 습윤화된 비활성 기체와 접촉시킴으로써 클로로실란 중의 붕소 함유 화합물 수준을 감소시키는 것이 선행기술에 개시되어 있다 (DD 158322). 상기 반응은 클로로실란과 존재하는 물의 반응, 이어서 생성물과 삼염화붕소의 반응을 포함하고, 이는 삼염화붕소를 증류에 의해 제거될 수 있는 비교적 비휘발성인 붕소 화합물로 전환시킨다.
독일 공개 명세서 DE 1 906 197에는 수증기 또는 수 포화 질소 스트림이 증기상 클로로실란과 반응하여 액체 클로로실란 중에 분산되는 부분적으로 가수분해된 클로로실란을 제공하고, 이어서 부분적으로 가수분해된 클로로실란 및 붕소 함유 화합물을 제거하는 방법이 개시되어 있다.
상기 방법의 단점은 삼염화붕소와 물의 완전한 반응을 위해 다량의 물이 필요하다는 점이다. 붕소 화합물이 실란보다 더 신속하게 물과 반응하지만, 붕소 함유 화합물의 완전한 제거는 큰 몰과량의 물을 필요로 한다. 붕소 함유 화합물의 완전한 제거의 경우에, 이러한 양의 물은 SiO2 및 중합체 실록산의 형성으로 인한 플랜트의 지속적인 규화, 및 다량의 부식성 염화수소를 초래한다. 이들 둘 모두 생산 플랜트 상에 증가된 재료 압박(material stress)을 초래한다. 통상의 반응 시간 및 용인되는 물의 첨가를 갖는 반응 방법의 경우에, 수득된 클로로실란 중의 붕소 함량은 태양전지용 규소 또는 반도체 규소의 생산을 위한 명세의 허용치보다 높다. 상기 방법을 통해 얻어지는 규소 품질은, WO 2006/054325 A2에 따르면, p형 반도체의 경우에 100 Ω·㎝의 비저항이다.
본 발명의 목적은 붕소 함유 화합물의 실질적인 정량 제거를 위한 경제적으로 실행가능한 방법을 제공하는 것이며, 여기서 붕소 함유 화합물은 할로실란 생성물 혼합물, 특히 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란 및/또는 모노클로로실란을 포함하는 클로로실란 생성물 혼합물의 증류 분리 이전에 또는 증류 분리의 최선단부에서 이미 제거되어, 일정하게 낮은 붕소 함량, 특히 0.05 mg/kg 미만의 붕소 함량이 전체 생성물 스트림 상에서 보장되어야 하고; 또한 본 발명에 따른 공정을 간단한 방식으로 야금 등급 규소로부터 초고순도 할로실란, 예컨대 초고순도 클로로실란을 제조하는 연속 공정으로 통합할 수 있어야 한다.
상기 목적은 청구항 제1항 및 제37항의 특징에 따른 본 발명의 방법 및 본 발명의 플랜트에 의해 달성되고, 바람직한 실시양태는 종속항에 상세히 설명되어 있다.
본 발명에 따른 공정은 2개 이상의 공정 단계로 나누어진다. 본 발명은 1종 이상의 할로겐화 규소를 포함하는 조성물 I 중의, 특히 붕소 함유 화합물의 붕소 함량을 감소시키는 방법을 제공하며,
- 여기서, 제1 단계에서, 조성물 I을 조성물 I (1) kg 당 600 mg 이하의 수분, 특히 0.5 내지 500 mg/kg (ppm), 바람직하게는 5 내지 100 mg/kg (ppm), 보다 바람직하게는 10 내지 50 mg/kg (ppm)과 접촉시키고,
- 수분과 접촉한, 제1 단계로부터의 조성물 I (1.1)을 임의로, 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 제거하여 예비정제된 조성물 IIa1 →∝ (1.2)를 수득하는 구성 단계 (2a)로 전체적으로 또는 부분적으로 1회 이상, 바람직하게는 1회 초과로 공급하고, 상기 조성물은 전체적으로 또는 부분적으로 공정의 제1 단계로 또는 제2 단계로 다시 이송되고,
- 제2 단계에서, 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 증류 (2)에 의해 제거하여, 증류물로서, 붕소 함량이 감소한 예비정제된 조성물 II (2.1.1)을 수득하고; 보다 특히는 예비정제된 조성물 II를, 임의로 응축 단계 (2.2) 후에, 제3 공정 단계에서 습윤 흡착제 (3)과 접촉시켜 예비정제된 조성물 III (3.1)을 수득할 수 있고; 이는 바람직하게는 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 단리하기 위해 고급 증류 (4)로 공급될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에 의해 수득가능한 조성물 III, 및 본 발명에 따른 방법에 의해 수득가능한 초고순도 규소 화합물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 예비정제된 조성물 II 또는 예비정제된 조성물 III은 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 제조하는데 사용되거나 또는 전환된다. 초고순도 규소 화합물은 초고순도 할로실란, 예컨대 HpSimHal[(2m+2)-p] (식 중, m = 1 내지 6, p = 1 내지 13, Hal = Cl, Br 및/또는 I), 실란, 예컨대 HnSi2n +2 (식 중, n = 1 내지 12) 및/또는 질화규소, 산화질화규소, 이산화규소 뿐만 아니라, 규소, 특히 광전지 또는 반도체 산업에 적합한 규소를 포함한다. 바람직하게는 언급된 초고순도 규소 화합물은 ≤ 0.05 mg/kg (ppm), 바람직하게는 ≤ 5 ㎍/kg (ppb), 특히 ≤ 1 ㎍/kg (ppb)의, 원소 또는 화합물 당 최대 오염을 갖는다.
1종 이상의 할로겐화 규소를 포함하는 조성물 I은, 본 발명에 따르면, 야금 등급 규소의 히드로염소화 또는 히드로할로겐화를 포함하는 공정으로부터, 임의로 고체 구성성분을 후속 제거하고 특히 이들 반응 생성물을 후속 스크러빙 및/또는 켄칭하여 수득가능한 조성물을 의미하는 것으로 이해된다. 조성물 I은 바람직하게는 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란 및/또는 모노클로로실란을, 특히 혼합물로서 포함한다. 다르게는, 이는 할로실란, 예컨대 테트라브로모실란, 트리브로모실란 또는 그외의 혼합 할로실란을 포함한다. 서문에 언급한 바와 같이, 출발 물질에 따라, 그에 존재하는 원소는 또한 부분적으로 히드로할로겐화되고; 따라서 조성물 I은 항상 일정 함량의 불순물, 특히 붕소 함유 불순물, 예컨대 삼염화붕소 또는 잔류 수분으로 인해 형성되는 삼염화붕소의 부분 가수분해물도 포함한다.
수분과 접촉하는 조성물 I은 별도로 공급되는 수분과 최초로 접촉하는 조성물 I을 나타내며; 예를 들면 야금 등급 규소의 히드로할로겐화로부터 생성된 조성물 I은 조성물 I kg 당 600 mg 이하의 수분, 바람직하게는 5 내지 100 mg/kg (ppm), 보다 바람직하게는 10 내지 50 mg/kg (ppm)과 접촉한다.
별도로 공급되는 수분은 선행 공정 단계로부터 혼입된 수분 또는 예비정제된 조성물 IIa1 →∝의 완전한 또는 부분적인 재순환으로부터 제1 공정 단계로 혼입될 수 있는 수분을 포함하지 않는다. 수분은 특별히 비활성 기체, 예컨대 질소, 아르곤 및/또는 수소를 통해 공급된다. 이러한 목적을 위해, 액상 물, 바람직하게는 탈염수는 승온에서, 특히 100℃보다 높게 가열된 비활성 기체와 함께 액적이 전혀 없이 균질화된다. 생성된 고온의 습윤화된 비활성 기체는 이어서 승압하에 조성물 I로 도입된다. 수분은 바람직하게는 캐리어 기체로서 질소와 함께 공급된다.
수분과 접촉한 조성물 I은, 바람직하게는 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 제거하여 예비정제된 조성물 IIa1 →∝을 수득하는 구성 단계로 전체적으로 또는 부분적으로 ("부분적으로"란 5 내지 95 중량％, 바람직하게는 50 내지 95 중량％, 보다 바람직하게는 75 내지 95 중량％를 나타냄) 1회 이상 공급되고, 상기 조성물은 전체적으로 또는 부분적으로 ("부분적으로"란 5 내지 95 중량％, 바람직하게는 50 내지 95 중량％, 보다 바람직하게는 75 내지 95 중량％를 나타냄) 공정의 제1 단계 또는 제2 단계로 다시 이송된다. 일반적으로, 가수분해된 붕소 함유 화합물은 증류에 의해 제거된다.
예비정제된 조성물 IIa1 →∝은 1회 이상의 사이클로 이 구성 단계를 통과하는 조성물 IIa를 나타낸다. 공정 단계로 1회 및/또는 2회 재순환하는 경우에 조성물의 혼합으로 인해, 조성물의 서브스트림은 구성 단계를 1회 초과로 통과할 수 있고; 이것이 조성물 IIa1 →∝으로 표현된다.
제2 공정 단계에서, 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물은 증류에 의해 제거되어, 증류물로서, 붕소 함량이 감소한 예비정제된 조성물 II가 수득된다.
"증류 제거"는 일반적으로 할로실란 함유 조성물의 기체상으로의 전환을 의미하는 것으로 이해되고, 그에 의해 고비점 성분 또는 고체, 예컨대 가수분해 생성물이 제거될 수 있고, 고비점 성분은 바람직하게는 기체상으로 전환되지 않는 것이다. 이후에, 할로실란 함유 조성물은 응축되어, 증류물로서, 예비정제된 조성물 II가 수득되고; 상응하게, 조성물 IIa1 →∝이 구성 단계에서 수득될 수 있다. 이는 관형 증발기, 박막 증발기, 단경로 증발기 및/또는 증류 용기 (증류 가마(still distillation))로부터의 증발에 의해 수행될 수 있다. 제2 공정 단계에서 증류는 특히 1개 이상의 분리 플레이트를 갖는 증류 컬럼을 사용하여 수행되지만, 1 내지 150개의 플레이트를 갖는 컬럼을 사용하는 것도 가능하다.
예비정제된 조성물 II는, 특히 붕소 함유 화합물, 예컨대 삼염화붕소, 가수분해된 붕소- 및/또는 붕소- 및 규소-함유 화합물의 붕소 함량이 조성물 I과 비교하여 20 내지 99 중량％ 감소한 조성물을 나타내고; 보다 특히 붕소 함량은 50 내지 99 중량％, 바람직하게는 70 내지 99 중량％, 80 내지 99 중량％, 보다 바람직하게는 90 내지 99 중량％ 감소한다. mg/kg으로 표시되는 붕소 함량은 조성물 II 중에서 단지 ≤ 1.5 mg/kg, 특히 ≤ 1 mg/kg (ppm), 바람직하게는 ≤ 0.9 mg/kg (ppm) 미만이다. 여전히 존재하는 붕소는 본질적으로 휘발성 삼염화붕소의 형태로 존재할 수 있다. 또한, 조성물 II는 바람직하게는 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란 및/또는 모노클로로실란을, 특히 혼합물로서 포함하고; 비교적 휘발성인 성분, 예컨대 수소 및/또는 히드로클로라이드의 제거를 위해, 조성물 II는 응축 단계로 보내질 수 있다.
본 발명에 따르면, 조성물 II는, 임의로 응축 단계 후에, 제3 공정 단계에서 습윤 흡착제와 접촉하여 예비정제된 조성물 III을 수득한다. 조성물 II와 비교하여, 조성물 III은 붕소 함량이 50 내지 99.999 중량％ 감소하고, 붕소 함량은 80 내지 99.999 중량％, 90 내지 99.999 중량％, 보다 바람직하게는 95.00 내지 99.999 중량％ 감소한다. mg/kg 또는 ㎍/kg으로 표시되는, 0.1 mg/kg 미만, 특히 ≤ 0.05 mg/kg, 바람직하게는 ≤ 0.01 mg/kg (ppm), 보다 바람직하게는 ≤ 5 ㎍/kg (조성물 III kg 당 붕소의 ㎍)의 붕소 함량을 달성할 수 있다.
조성물 I에 대하여, 예비정제된 조성물 III은 붕소 함량이 99.00 내지 99.9999 중량％ 감소할 수 있고, 적어도 99.00 내지 99.999 중량％, 바람직하게는 적어도 99.50 내지 99.9999 중량％ 이상의 함량 감소를 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 공정에 의해 수득가능한 조성물 III은 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 단리하기 위해 고급 증류로 보내진다. 이들 화합물은 특히 할로실란 또는 할로겐화 규소, 예컨대 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란, 모노클로로실란, 모노실란, 디실란 및/또는 헥사클로로디실란이다. 초고순도 모노규소 화합물, 예컨대 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란 등을 단리하는 것이 바람직하다. 고급 증류 후에 단리된 초고순도 규소 화합물은 각각 불순물 함량이, 규소 화합물 kg 당 ≤ 50 ㎍, 특히 규소 화합물 당 ≤ 25 ㎍/kg (ppb), 바람직하게는 ≤ 10 ㎍/kg (ppb), 보다 바람직하게는 ≤ 5 ㎍/kg (ppb) 또는 ≤ 1 ㎍/kg (ppb)이다.
공정 단계 1, 재순환의 구성 단계 및/또는 제2 공정 단계는 개별적으로 또는 복합적으로 직렬로 연결되거나, 또는 수차례의 사이클로 통과하고/하거나, 개별적으로 또는 복합적으로 직렬로 연결된 공정 단계들은 공정에서 또한 병렬로 수행될 수 있다. 보다 특히, 공정 단계 1 및 2는 1회 이상의 사이클로 전체적으로 또는 부분적으로 통과할 수 있고; 수차례의 사이클을 통과하는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해, 장치 (1) 및 증류 유닛 (2)는 한 유닛에 함께 통합될 수 있다. 본 발명에 따른 공정은 바람직하게는, 야금 등급 규소의 히드로할로겐화 또는 할로겐화로부터, 초고순도 규소 화합물을 제조하는 전체 공정으로 통합된다.
본 발명에 따른 공정에서, 예비정제된 조성물 II는 제3 단계에서 습윤 흡착제와 접촉하여 예비정제된 조성물 III이 수득된다. 상기 제3 공정 단계에서, 조성물 II는, 이상적으로는 플러그 유동(plug flow)으로, 난류로 인한 상당한 역혼합 없이 흡착체를 통해 유동한다. 그러나, 흡착제 상에서의 약간의 흐름도 가능하다. 일반적으로, 조성물 II는 제3 공정 단계에서 액체상 또는 기체상으로 습윤 흡착제와 접촉할 수 있다. 접촉 후에, 예비정제된 조성물 III이 마찬가지로 기체상 또는 액체상으로 수득될 수 있다. 습윤 흡착제와의 접촉은 연속적으로 또는 배치식으로 수행될 수 있다. 배치식 전환의 경우에, 조성물 II는, 예를 들어 흡착제와 함께 정체되거나 교반될 수 있다. 통상적으로, 예비정제된 조성물 II는 -30℃ 내지 100℃ 범위의 온도 및 0.5 내지 20 barabs . 범위의 압력에서 흡착제와 접촉하거나, 또는 상기 온도 및/또는 압력 범위 내에서 0.01 내지 20 ℓ/시간의 공간 속도로 흡착제와 함께 유동한다. 통상의 접촉 시간은 0.1 내지 20시간, 바람직하게는 0.5 내지 5시간이다.
사용되는 흡착제는 유리하게는 침강 실리카 또는 퓸드(fumed) 실리카, 실리카 겔, 제올라이트, 수지 및/또는 활성탄일 수 있지만, 이들로 제한되지는 않으며, 당업자라면 일반적으로 내부 또는 외부 표면 상에 물 또는 히드록실기 함유 화합물이 부가될 수 있고, 이어서 붕소 함유 화합물과 반응할 수 있는 모든 물질을 사용할 수 있음을 알 것이다. 일반적으로, 흡착제는 미립자 또는 압출된 형태로 사용되고, 이 경우에 입자 크기가 0.5 내지 500 ㎛의 범위인 미세 미립자 흡착제, 또는 입자 크기가 0.5 내지 10 mm의 범위인 압출형 흡착제가 존재할 수 있다. 흡착제는 바람직하게는, 조성물 II가 흐르는 동안 입자들 사이에 충분한 체적이 이용가능하도록, 실질적으로 균일한 입자 크기를 갖는다. 일반적으로, 흡착제는 분말, 성형체 또는 압출물의 형태일 수 있다.
본 발명에 따르면, 습윤 흡착제는 0.1 내지 10 중량％, 특히 1 내지 5 중량％ (± 0.2 중량％) 범위의 화학적 수분 함량 및/또는 0.1 내지 10 중량％, 특히 0.1 내지 1 중량％ (± 0.1 중량％) 범위의 물리적 수분 함량을 갖는다. 물리적 수분 함량은 105℃에서 2시간 동안의 흡착제의 건조 감량을 측정함으로써 확인하고, 화학적 수분 함량은 그 후에 1000℃에서 2시간 동안의 강열 감량을 측정함으로써 알 수 있다.
흡착제가 조성물 II와 접촉하기 위해, 흡착제는 고정층 관형 반응기에서, 흡착 컬럼에서 또는 흡착 또는 증류 컬럼의 트레이 또는 분리 플레이트 상에서 1개 이상의 흡착층 형태로, 또는 탱크 반응기에서 흡착층으로서, 특히 미립자 및/또는 압출된 형태로 존재할 수 있다. 탱크 반응기에 흡착제를 초기 충전하는 경우에, 탱크 반응기는 교반형 탱크 반응기일 수 있다.
흡착제가 증류 컬럼의 1개 이상의 분리 플레이트 상에 존재하는 경우에, 상기 컬럼은, 본 발명에 따르면, 2개의 영역을 포함할 수 있다.
a) 한 별법에서, 수분과 접촉한 조성물 I 및/또는 조성물 IIa1 →∝은 우선 컬럼의 제1 영역에서, 가수분해된 붕소 및/또는 규소 화합물로부터 적어도 부분적으로 제거될 수 있다. 상기 제1 영역 다음에 컬럼의 제2 영역이 있을 수 있고, 상기 제2 영역에서 습윤 흡착제는 생성된 조성물 II와 접촉하여 예비정제된 조성물 III을 수득할 수 있다.
b) 또다른 별법에서, 컬럼의 제3 영역에서, 예비정제된 조성물 III의 고급 증류가 바로 이어져 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 수득할 수 있다.
c) 또다른 별법에서, 컬럼은 습윤 흡착제가 예비정제된 조성물 II와 접촉할 수 있는 제1 영역을 포함하고, 생성된 예비정제된 조성물 III은 이어서 컬럼의 제2 영역에서 고급 증류되어 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 수득할 수 있다. 상기 컬럼은 추가의 상응하는 컬럼과 병렬로 연결될 수 있다.
통상의 습윤 흡착제, 예를 들어 부하 능력이 약 1 mg붕소/g에어로펄 ®300/30인 비건조 에어로펄(Aeroperl)®300/30을 사용하는 경우에, 공정 단계 1, 임의로는 구성 단계, 및 공정 단계 2 및 3의 조합에 의해, 흡착제의 평균 사용 기간을 동일한 부하 능력으로 2 내지 25배, 바람직하게는 5 내지 15배 연장시킬 수 있다. 그러나, 일반적으로 사용 기간은 내부 및 외부 표면적, 화합물의 유동, 반응 지점의 개수 등과 같은 수많은 인자들에 따라 달라진다.
3 t의 에어로펄®300/30을 통해 통과하는, 5 mg/kg의 붕소의 유입 농도를 갖는, 2 t/h의 클로로실란의 통상의 산업적 규모로의 전환의 경우에, 격변, 즉 ＞ 0.05 mg/kg의 흡착제와 접촉 후의 붕소의 배출 농도까지 사용 기간은 단지 12.5일이다. 공정 단계 1, 및 임의로 수행되는 구성 단계, 및 공정 단계 2 및 3의 조합에 의해, 흡착 유닛으로의 0.5 mg/kg의 유입 농도에서 사용 기간은 125일까지 연장될 수 있거나, 또는 흡착 유닛은 상당히 작은 용량으로 보다 적은 흡착제를 이용하도록 설계될 수 있다.
초고순도 규소 화합물은 단일 할로겐 화합물 (할로겐화 규소) 또는 할로실란 (할로겐화 규소)의 혼합물을 포함할 수 있다. 이들은 특히 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란, 모노클로로실란, 헥사클로로디실란, 테트라브로모실란, 트리브로모실란, 디브로모실란, 및 형성된 또다른 할로실란 (할로겐화 규소)이다. 예비정제된 조성물 III은 바람직하게는 분별 고급 증류되어 1종 이상의 초고순도 모노규소 화합물, 예컨대 초고순도 테트라클로로실란, 트리클로로실란 및/또는 디클로로실란을 단리시킨다. 초고순도 규소 화합물은, 특히 고급 증류 후에, 붕소 함량이 규소 화합물 kg 당 ≤ 50 ㎍ (ppb)이고, 초고순도 규소 화합물 kg 당 ≤ 50 ㎍/kg (ppb), 특히 ≤ 25 ㎍/kg (ppb), 바람직하게는 ≤ 10 ㎍/kg (ppb), 보다 바람직하게는 ≤ 5 ㎍/kg (ppb) 또는 ≤ 1 ㎍/kg (ppb)의 붕소 함량을 얻을 수 있다.
붕소 함량의 감소 이외에도, 또다른 불순물, 예컨대 특히 알루미늄 화합물, 철 화합물, 비소 화합물, 마그네슘 화합물 및/또는 인 화합물의 불순물의 함량을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 예비정제된 조성물 III 중의 각각의 불순물의 함량은 조성물 I과 비교하여 5 중량％ 이상 감소할 수 있고; 각각의 경우에 5 내지 99.9 중량％ 감소한 함량을 달성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 임의로 수소의 존재하에, 초고순도 규소 화합물, 예컨대 초고순도 트리클로로실란 및/또는 테트라클로로실란의 침착으로 초고순도 규소를 제공한다. 이는 예를 들면, 수소의 존재하에 고온의 기판 상에서 트리클로로실란의 열분해에 의해 달성될 수 있다. 분해 온도는 800 내지 1300℃일 수 있다. 이는 통상적으로 CVD (화학 증착) 방법에 의해 달성된다. 한 별법은 고온의 표면 상에서 규소의 침착을 위한 용량성 결합된 플라즈마에서의 테트라클로로실란/수소 혼합물의 침착이다. 또다른 방법은 플라즈마 방출에 의한 초고순도 할로실란의 전환에 의해 폴리실란을 수득하고, 그 후에 수소의 존재하에, 예를 들면 900℃에서, 초고순도 규소로 전환시키는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 공정에 의해 수득되는 초고순도 할로실란은, 특히 규소 kg 당 ≤ 1 ㎍ (㎍/kg 또는 ppb)의 모든 불순물을 고려한 순도를 갖는 초고순도 규소의 생산을 가능하게 하고, 이는 반도체 생산에 사용하기에, 또한 광전지 시스템에서의 웨이퍼의 생산에 매우 적합하다. 광도파로용 출발 재료는 일반적으로 고순도 SiO2이고, 이의 생산을 위해 고순도 또는 초고순도 SiCl4가 마찬가지로 적합하게 사용된다.
본 발명은 또한 초고순도 테트라클로로실란, 초고순도 트리클로로실란 및/또는 초고순도 디클로로실란의 초고순도 모노실란으로의 전환을 제공한다. 초고순도 모노실란 (a)는 초고순도 테트라클로로실란, 트리클로로실란 및/또는 디클로로실란으로부터 불균등화반응에 의해 제조할 수 있다. 모노실란은 바람직하게는, 또한 테트라클로로실란을 형성하는, 트리클로로실란 함유 할로실란 스트림의 불균등화반응에 의해 제조된다. 불균등화반응은 통상적으로 그 자체가 당업자에게 공지된 촉매 활성 고체 상에서, 400 mbar 내지 55 bar의 압력하에 수행된다. 촉매 활성 고체는 니켈, 구리, 철, 코발트, 몰리브덴, 팔라듐, 백금, 레늄, 세륨 및 란타늄의 군으로부터의 미분 전이 금속 또는 전이 금속 화합물이며; 또한 EP 0 658 359 A2를 참조한다. 사용되는 촉매 활성 고체는 또한 마찬가지로 원소 주기율표의 제2 주족 원소의 군으로부터의 금속 또는 금속염도 포함한다. 이들은 칼슘, 스트론튬, 바륨, 염화칼슘 및/또는 염화스트론튬일 수 있으며; 또한 WO 05/102927을 참조한다. 또한 촉매 활성 고체로서, 예를 들어 WO 06/029930 및 상기 출원에 인용된 문헌에 개시된 바와 같이, 염기성 고체, 특히 염기성 이온 교환 수지를 사용할 수 있다. 생성된 모노실란은 -40℃ 내지 50℃의 온도에서 복수의 응축 단계에서 응축된다. 응축 단계 및/또는 증류 단계를 통해 수득된 초고순도 모노실란은 이어서 열분해에 의해 초고순도 규소, 특히 초고순도 에피탁틱(epitactic) 층으로 전환될 수 있다. 초고순도 모노실란은 또한 암모니아의 존재하에 질화규소 (Si3N4)로, 또는 일산화이질소 (N2O)의 존재하에 산화질화규소 (Si2N2O9)로 전환될 수 있다.
또한 초고순도 이산화규소를 초고순도 테트라클로로실란으로부터 산소의 존재하에 제조할 수 있으며; 이는 통상적으로 약 1800℃의 온도에서 산소 스트림 중에서 달성된다. 형성된 이산화규소는, 초고순도 이산화규소만이 손실 없이 광을 장거리 전도하는데 필요한 투명도를 가지므로, 광도파로를 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 하기의 반응에 의한, 1종 이상의 할로겐화 규소를 포함하고 본 발명에 따른 공정에 사용되는 조성물 I의 제조 방법을 제공한다:
a) 야금 등급 규소와 염화수소의 반응. 일반적으로, 상기 야금 등급 규소는 98 내지 99 중량％의 순도를 갖는다. 야금 등급 규소의 전환 결과, 제조 관련 불순물이 할로겐화되고, 불순물, 예를 들면 AlCl3, FeCl2, BCl3 또는 인 함유 화합물이 제조되고, 이는 초고순도 할로실란 (초고순도 할로겐화 규소)을 수득하기 위해 하류 공정 단계에서 또는 이들 제조된 규소 화합물 또는 초고순도 규소로부터 제거되어야 한다.
b) 또한 염화수소 및 테트라클로로실란의 존재하에 야금 등급 규소의 반응, 또는
c) 수소, 염화수소 및 테트라클로로실란의 존재하에 야금 등급 규소의 반응.
상기 반응 a) 내지 c)의 공통된 특징은 이들 각각이 유동층 반응기, 고정층 반응기 또는 회전형 관형 로에서, 400 내지 800℃ 범위의 온도 및 20 내지 45 bar 범위의 압력에서, 임의로 촉매의 존재하에 수행되고, 반응 a), b) 또는 c)에 이어서 임의로 조질 기체 스트림이 응축된 클로로실란으로의 스크러빙, 또는 그의 켄칭으로 보내진다는 점이다. 스크러빙은 바람직하게는 3 내지 100개의 플레이트를 갖는 증류 컬럼에서, 20 내지 45 bar의 압력 및 150 내지 230℃ 범위의 온도에서 수행되고; 이어서 조성물 I을 단리하여 이를 붕소 함량을 감소시키기 위한 본 발명에 따른 공정으로 보낼 수 있다. 야금 등급 규소의 반응으로부터 수득된 조성물 I은 본질적으로 트리클로로실란을 포함하고, 즉 트리클로로실란 함량은 일반적으로 50 내지 99 중량％의 범위이지만, 이는 반응기 유형에 따라 달라지는데, 예를 들면 유동층의 경우에는 80％ 트리클로로실란 및 20％ 테트라클로로실란이고, 고정층의 경우에는 20％ 트리클로로실란 및 80％ 테트라클로로실란이다. 조성물 I은 바람직하게는 붕소 함량을 감소시키기 전에 할로실란의 분리를 위한 추가의 증류 단계로 보내지지 않는다.
본 발명에 따른 공정 및 본 발명의 플랜트를 도면에 재현된 도식을 참고로 하여 하기에 설명한다.
도 1a: 본 발명의 플랜트 (A)에서의 본 발명에 따른 공정의 도식.
도 1b: 대안의 플랜트 (A)에서의 공정의 대안의 도식.
도 2: 플랜트 (A) 및 구성 플랜트 (B)를 포함하는 본 발명의 플랜트의 도식.
본 발명에 따르면, 상기 공정은 조성물 I (1.4) (도 1a 참조)를 수분 (1.0), 특히 600 mg/kg 이하의 수분과 접촉시키고, 임의로 구성 단계 (1.1, 2a, 2a.1, 1.2)를 반복 수행하고, 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물 (2; 1.3 및 임의로는 2a.1)을 제거하고, 임의로 그 후에 수득된 조성물 II (2.1.1; 2.2.2)를 습윤 흡착제 (3)과 접촉시켜 조성물 III (3.1)을 수득하는 방식으로 수행된다. 상기 공정 단계들은 보다 바람직하게는 초고순도 할로실란의 제조를 위한 전체 공정에서 분별 고급 증류 (4) 이전에 통합된 방식으로 수행된다 (도 2); 본 발명에 따른 공정은 보다 바람직하게는 초고순도 규소, 초고순도 모노실란 (SiH4), 초고순도 이산화규소 (SiO2), 질화규소, 산화질화규소를 제조하는 전체 공정, 및/또는 유기관능성 실란, 예컨대 접착 촉진제를 제조하는 전체 공정으로 통합된다. 보다 바람직하게는 야금 등급 규소로부터 초고순도 규소를 제조하는 전체 공정으로 통합된다.
본 발명에 따른 공정 (도 1a/b)의 효율은 접촉 (수분의 공급)이 관형 증발기 또는 탱크 (반응기), 예를 들어 가열가능한 탱크 반응기일 수 있는 증발 장치 (1)에서 수행되는 경우에 특히 효과적이다. 수분 (1.0)은 바람직하게는 비활성 기체, 예컨대 습윤화된 질소를 통해 수분 공급물로서 첨가된다. 이 경우에는, 예를 들어, 가압 (질소)하 저장소에 의해 탈염수가 제공되고, 혼합물은 증발기에 의해 균질화되고 액적이 전혀 없이 100℃보다 높게 과열된다. 탈염수 및 질소는 각각 초정밀 레귤레이터(regulator)를 통해 첨가될 수 있고, 이들은 승압하에 조성물 I로 공급된다. 조성물 I은, 예를 들어, 1 단계에서 탱크로 플래싱되고 증발된다. 그 후에, 조성물 I의 액체상 및 기체상이 탱크 (1)에 존재한다. 탱크는 1개 이상의 분리 플레이트를 갖는 응축 컬럼 (2)와 연결될 수 있고, 여기서 수분과 접촉한 조성물 I의 일부는 다시 회송 스트림으로서 다시 이송된다.
본 발명에 따른 공정은 첨가된 수분 (1.0)의 양이 특히 소량으로 유지되도록 하여, 플랜트 구성에서 두드러진 규화가 일어나지 않도록 한다. 트리클로로실란 또는 테트라클로로실란의 부분 가수분해에 의해 형성된 비교적 고비점 붕소 착체, 예컨대 Cl2B-O-SiCl2H 또는 Cl2B-O-SiCl3는 후속 증류 (2 및/또는 2.a)에서의 증류 가마 (바닥)에서 풍부화될 수 있고, 여기서 소수의 분리 플레이트만이 필요하다.
Figure pct00001
Figure pct00002
증류 단계 (조성물 II, 2.1.1, 2.2.2) 후에 응축된 할로실란은 일반적으로 휘발성 비전환 삼염화붕소를 여전히 함유하고; 이들은, 예를 들어 습윤화된 실리카가 함유된 흡착 유닛 (3, 흡착기)을 통해 통과시킴으로써, 습윤 흡착제와 접촉한다. 바람직하게는, 와류 형성으로 인한 역혼합 없이, 플러그 유동이 달성된다. 통상의 접촉 시간은 0.1 내지 20시간, 바람직하게는 0.5 내지 5시간이다.
본 발명에 따르면, 조성물 II의 고도의 정제는, 붕소 함유 불순물의 화학 결합이 계속될 수 있도록 (화학흡착), 실리카의 Si-OH기의 비율이 높을 경우에 달성된다; 문헌 [Morrow B. A., McFarlan A. J.; Chemical Reactions at Silica surfaces (Journal of Non-Crystalline solids, 120 (1990), 61-71)]을 참조한다.
단리된 Si-OH기
Figure pct00003
인접한 Si-OH기
Figure pct00004
같은자리 Si-OH기
Figure pct00005
붕소 함유 불순물 및 또다른 불순물과의 화학 결합 형성으로 인해, 추가의 정제 단계가 필요하지 않고, 보다 특히는 불순물을 제거하기 위한 추가의 분리 옵션이 필요하지 않다. 붕소 함유 화합물의 상당히 낮은 유입 농도로 인해, 이 단계는 수분 공급의 상류 연결 및 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물의 제거에 의해 특히 효과적이 된다.
조성물 I과 수분의 접촉, 임의로 1회 이상의 구성 단계의 수행, 조성물 II의 제거 및 조성물 II와 습윤 흡착제의 접촉을 포함하는, 두 단계의 본 발명의 조합에 의해, 특히 붕소 함유 불순물의, 붕소 함량은 조성물 II가 흡착제와 접촉하는 경우에 우선적인 "저급 정제(coarse purification)"에 의해 이미 매우 낮은 수준이 된다.
이들 공정 단계의 조합은 흡착제의 사용 기간을 매우 상당한 정도로 연장시키고, 동시에 제1 공정 단계에서 훨씬 매우 낮은 농도의 수분을 이용하여 작업할 수 있기 때문에, 제1 공정 단계에서 플랜트 구성의 규화의 확연한 감소를 가능하게 한다. 또한, 상기 공정은 전체 생성물 스트림 중에, 따라서 또한 고급 증류 후에 수득된, 예를 들어 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란 등을 포함하는 생성물 스트림 중에 일정하게 낮은 함량의 붕소를 가능하게 한다.
본 발명은 또한 증류 유닛 (2)가 배정된 장치 (1)을 포함하는 플랜트 (A)를 제공하고, 여기서 장치 (1) 및 증류 유닛 (2)는 장치 (1)에서 통합될 수 있고 (도 1b), 장치 (1)에는 임의로 분리 유닛 (2a)가 배정되고, 특히 컬럼이 배정되고, 스트림은 주기적으로 순환할 수 있고 (1.1; 1.2), 증류 유닛 (2)에는 또한 조성물 II (2.1.1)의 부분 응축을 위한, 특히 휘발성 기체 (2.2.1), 예컨대 H2 또는 히드로클로라이드의 제거를 위한 응축 유닛 (2.2)가 배정되고, 응축 유닛 (2.2)에 배정된 흡착 유닛 (3)이 하류에 배열되고, 흡착 유닛 (3)에 배정된 조성물 III (3.1)의 고급 증류를 위한 증류 유닛 (4)가 하류에 배열되고, 증류 유닛 (4)에는, 특히 저비점 물질, 예컨대 H2SiCl2, HSiCl3 및/또는 SiCl4의 회수를 위한, 1개 이상의 생성물 회수 지점 (5.1, 5.2, 5.3), 및 고비점 물질, 중합체 할로실란 및/또는 고비점 불순물의 회수를 위한 회수 지점 (5.4)가 배정된다. 증류 유닛 (2a)는, 특히 플래쉬 증류를 위한 증발기 및/또는 컬럼을 포함한다.
수분을 공급하기 위한 장치 (1)은 바람직하게는 탱크 (반응기), 관형 증발기, 플레이트 증발기 및/또는 역류 원리에 의해 작동되는 컬럼, 또는 유사한 효과를 갖는 장치, 및 수분 (1.0)의 첨가를 위한 1개 이상의 정밀 레귤레이터를 갖는다. 조성물 I은 반응물 공급부 (1.4)를 통해 공급될 수 있다. 고체 및/또는 고비점 화합물은 연속적으로 또는 배치식으로 (1.3) 취출될 수 있다 (도 1a/b, 2).
증류 유닛 (2)는 컬럼 또는 플레이트 응축기를 포함할 수 있다. 증류 가마가 바람직하다. 분리 유닛 (2a)는 특히 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물의 제거를 위한 가열가능한 탱크 또는 반응기 및/또는 가열 및/또는 냉각가능한 컬럼을 포함한다.
흡착 유닛 (3)에는 고정층 반응기, 관형 반응기, 흡착 컬럼, 또는 흡착 컬럼의 트레이에서 1개 이상의 흡착층이 배정될 수 있다. 별법으로, 흡착 유닛 (3)은 흡착제가 함유된 탱크 반응기 또는 유동층 반응기를 가질 수 있다. 흡착 유닛 (3)은 바람직하게는, 흡착층 또는 흡착제로서, 1종 이상의 침강 실리카 또는 퓸드 실리카, 실리카 겔, 제올라이트, 수지 및/또는 활성탄을 갖고, 이는 미립자 또는 압출된 형태일 수 있고, 앞서 명시한 화학적 및/또는 물리적 수분 함량 및 입자 크기를 가질 수 있다. 증류 유닛 (4)는 바람직하게는 1개 이상의 정류 컬럼을 포함한다.
적절하게, 수분 공급 장치 (1) 이전에 할로실란의 고급 증류를 위한 증류 유닛 (도시되지 않음)이 상류에 배치될 수 있다; 이 경우에 분리된 할로실란은 각각 붕소 함량을 감소시키기 위한 본 발명에 따른 공정을 통해 개별적으로 통과할 수 있다.
전체 공정 (도 2)의 수행을 위해, 플랜트 (A) 상류에 구성 플랜트 (B)가 배정되고, 상기 구성 플랜트 (B)는 반응기 (6), 특히 야금 등급 규소 (6.1)과 염화수소, 수소 및/또는 사염화규소 (6.2)의 반응을 위한 유동층 또는 고정층 반응기 또는 회전형 관형 로를 갖고; 반응기 (6)에 예를 들어 분진 또는 고체 금속 염화물의 미립자 반응 생성물의 침착을 위한 하류 장치 (8)이 배정되고, 여기에 스트림을 스크러빙 또는 켄칭하기 위한 장치 (7)이 배정되고; 일반적으로, 스크러빙 장치는 다단식 컬럼을 포함하고; 여기서, AlCl3 뿐만 아니라, 임의의 존재하는 비교적 고비점 화합물, 예컨대 야금 반응의 조질 기체 스트림으로부터의 디실란, 폴리실란, 실록산 및/또는 탄화수소를 제거할 수 있고, 장치 (7)은 수분 공급을 위한 장치 (1)의 상류에 배정된다. 할로실란과 접촉하게 되는 플랜트 (A 및/또는 B)의 부분은 일반적으로 니켈 함유 물질, 특히 니켈 함유 강철로 제작된다.
하기 실시예는, 본 발명을 이러한 실시예로 제한하지 않으면서 본 발명에 따른 공정을 상세히 설명한다.
실시예
붕소 함량의 측정 또는 다른 원소의 측정: 샘플을 제조하고, 샘플을 탈염수로 가수분해시키고 가수분해물을 플루오르화 수소산 (고순도)으로 처리하여 휘발성 사플루오르화규소의 형태로 규소를 제거함으로써, 샘플을 숙련된 분석가에게 익숙한 방식으로 분석하였다. 잔류물을 탈염수에 녹이고, 원소 함량을 ICP-MS (ELAN 6000 퍼킨 엘머(Perkin Elmer))에 의해 측정하였다.
실시예 1
야금 등급 규소 상의 히드로염소화 작업으로부터 수득되고 약 80 중량％의 트리클로로실란, 약 20 중량％의 테트라클로로실란, 미량의 디클로로실란 및 8.7 mg/kg의 붕소 함량을 함유하는 통상의 클로로실란 혼합물 980 g을 200 mg/kg의 탈염수와 혼합하였다. 1시간의 반응 시간 후에, 반응 혼합물을 교반기 (1.2 ℓ)를 갖춘 증류 가마로 전달하고 증류를 수행하였다. 수득된 증류물은 붕소 함량이 0.82 mg/kg인 클로로실란 888 g이었다. 잔류물 (52 g)은 테트라클로로실란 및 가수분해된 붕소 함유 화합물을 주성분으로 하고, 붕소 함량은 248 mg/kg이었다. 하류 냉각 트랩에서, 붕소 함량이 0.07 mg/kg인 클로로실란 40 g을 보유하였다.
그 후에, 단리된 증류물을 비건조 에어로펄®300/30이 충전된 흡착기를 통해 통과시켰다. 흡착제의 물리적 수분 함량은 3 중량％이고 105℃에서 2시간 동안의 건조 감량을 통해 확인하였다. 흡착제의 화학적 수분 함량은 1 중량％이고 1000℃에서 2시간 동안의 강열 감량을 통해 확인하였다. 흡착제 상의 체류 시간은 1시간이었다. 흡착 후에, 생성물 중 붕소 함량은 0.01 mg/kg 미만이었다.
사용된 비건조 에어로펄®300/30의 실시예를 사용하여, 격변 곡선을 확인하였고 약 1 mg붕소/g에어로펄 ®300/30의 부하 능력을 나타냈다.
3 t의 에어로펄®300/30을 통해 통과하는, 붕소의 5 mg/kg의 유입 농도를 갖는, 2 t/h의 클로로실란의 통상의 산업적 규모로의 전환의 경우에, 격변, 즉 ＞ 0.05 mg/kg의 흡착제와 접촉 후의 붕소의 출발 농도까지의 사용 기간은 단지 12.5일일 것이다. 공정 단계 1, 및 임의로 수행되는 구성 단계, 및 공정 단계 2 및 3의 조합에 의해, 흡착 유닛으로의 0.5 mg/kg의 유입 농도에서 사용 기간은 125일까지 연장될 수 있거나, 또는 흡착 유닛은 상당히 작은 용량으로 보다 적은 흡착제를 이용하도록 설계될 수 있다.
A 플랜트 A; B 구성 플랜트 B;
1 수분 공급 장치; 1.0 수분 공급 라인 (H2O), 예를 들면 초정밀 레귤레이터; 1.1 라인; 1.2 라인 (조성물 IIa1 →∝); 1.3 배출 라인 (고체, 고비점 물질); 1.4 라인 (조성물 I의 공급);
2 증류 유닛; 2.1.1 라인 (조성물 II); 2a 분리 유닛; 2a.1 배출 라인 (고체, B-O-Si 화합물); 2.2 응축 유닛; 2.2.1 배출 라인 (수소, 히드로클로라이드, 저비점 물질); 2.2.2 라인 (조성물 II);
3 흡착 유닛/흡착제, 3.1 라인 (조성물 III);
4 증류 유닛; 5.1 생성물 회수 지점 (저비점 물질); 5.2 생성물 회수 지점 (저비점 물질); 5.3 생성물 회수 지점 (저비점 물질); 5.4 고비점 물질 회수 지점;
6 반응기; 6.1 야금 등급 규소의 공급 라인; 6.2 공급 라인 (HCl 또는 HCl, SiCl4 및 H2);
7 스크러빙 또는 켄칭 장치;
8 미립자 반응 생성물 (분진, 고체 금속 염화물)의 침착 장치
문헌:
1: 문헌 [Morrow B. A., McFarlan A.J.; Chemical Reactions at Silica surfaces (Journal of Non-Crystalline solids, 120 (1990), 61-71)]

Claims (44)

  1. - 제1 단계에서, 조성물 I을 조성물 I (1) kg 당 600 mg 이하의 수분과 접촉시키고,
    - 수분과 접촉한, 제1 단계로부터의 조성물 I을 임의로, 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 제거하여 예비정제된 조성물 IIa1 →∝을 수득하는 구성 단계로 전체적으로 또는 부분적으로 1회 이상 공급하고, 상기 조성물은 전체적으로 또는 부분적으로 공정의 제1 단계로 또는 제2 단계로 다시 이송되고,
    - 제2 단계에서, 가수분해된 붕소- 및/또는 규소-함유 화합물을 증류에 의해 제거하여, 증류물로서, 붕소 함량이 감소한 예비정제된 조성물 II를 수득하는,
    1종 이상의 할로겐화 규소를 포함하는 조성물 I 중의 붕소 함량을 감소시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 예비정제된 조성물 II가 휘발성 삼염화붕소를 여전히 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 예비정제된 조성물 II가 테트라클로로실란, 트리클로로실란, 디클로로실란 및/또는 모노클로로실란을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 단계에서의 증류가 증류 컬럼에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수분 함량이 조성물 I kg 당 0.5 내지 500 mg의 물인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 수분 함량이 조성물 I kg 당 5 내지 100 mg의 물인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 수분 함량이 조성물 I kg 당 10 내지 50 mg의 물인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 수분 함량이 비활성 기체에 의해 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II를 습윤 흡착제와 접촉시켜 예비정제된 조성물 III을 수득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 III 중의 알루미늄 화합물, 철 화합물, 비소 화합물, 마그네슘 화합물 및/또는 인 화합물을 포함하는 불순물의 함량이 조성물 I에 대해 5 중량％ 이상 감소한 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 흡착제가 침강 실리카 또는 퓸드(fumed) 실리카, 실리카 겔, 제올라이트, 수지 및/또는 활성탄인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착제가 미세 미립자 또는 압출된 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 입자 크기가 0.5 내지 500 ㎛의 범위인 미세 미립자 흡착제, 또는 입자 크기가 0.5 내지 10 mm의 범위인 압출형 흡착제가 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착제의 화학적 수분 함량이 0.1 내지 10 중량％의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 흡착제의 화학적 수분 함량이 1 내지 5 중량％ (± 0.2 중량％)의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착제의 물리적 수분 함량이 0.1 내지 10 중량％의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 흡착제의 물리적 수분 함량이 0.1 내지 1 중량％ (± 0.1 중량％)의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II를 액체상 또는 기체상으로 습윤 흡착제와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II를 -30℃ 내지 100℃ 범위의 온도 및 0.5 내지 20 barabs . 범위의 압력에서 흡착제와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II를 -30℃ 내지 100℃ 범위의 온도 및 0.5 내지 20 barabs . 범위의 압력에서 0.01 내지 20 ℓ/시간의 공간 속도로 유동하는 흡착제와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II를 습윤 흡착제와 연속적으로 또는 배치식으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착제가 고정층 관형 반응기에서, 흡착 컬럼에서, 또는 흡착 컬럼의 트레이 상에서 1개 이상의 흡착층으로서, 또는 탱크 반응기에서 흡착층으로서, 미립자 및/또는 압출된 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II의 붕소 함량이 조성물 I과 비교하여 20 내지 99 중량％ 감소한 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 II의 붕소 함량이 조성물 II kg 당 1.5 mg 이하의 붕소인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 III의 붕소 함량이 조성물 II와 비교하여 50 내지 99.999 중량％ 감소한 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 III의 붕소 함량이 조성물 III kg 당 0.1 mg 미만의 붕소인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 III의 붕소 함량이 조성물 I과 비교하여 99.00 내지 99.9999 중량％ 감소한 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 예비정제된 조성물 III을 분별 고급 증류시켜 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 단리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 예비정제된 조성물 III을 분별 고급 증류시켜 초고순도 테트라클로로실란, 트리클로로실란 및/또는 디클로로실란을 포함하는, 1종 이상의 초고순도 모노규소 화합물을 단리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 초고순도 규소 화합물의 붕소 함량이 규소 화합물 kg 당 50 ㎍ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 초고순도 트리클로로실란 및/또는 테트라클로로실란을 수소의 존재하에 임의로 침착시켜 초고순도 규소를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 초고순도 모노실란을 초고순도 테트라클로로실란, 초고순도 트리클로로실란 및/또는 초고순도 디클로로실란, 또는 초고순도 테트라클로로실란으로부터의 초고순도 이산화규소로부터 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 모노실란을 초고순도 규소로 또는 암모니아의 존재하에 질화규소로, 또는 일산화이질소의 존재하에 산화질화규소로 열 전환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제1항에 있어서, 1종 이상의 할로겐화 규소를 포함하는 조성물 I을, 각 경우에 유동층 반응기, 고정층 반응기 또는 회전형 관형 로에서, 400 내지 800℃ 범위의 온도 및 20 내지 45 bar 범위의 압력에서, 임의로 촉매의 존재하에:
    a) 야금 등급 규소와 염화수소의 반응, 또는
    b) 염화수소 및 테트라클로로실란의 존재하에 야금 등급 규소의 반응, 또는
    c) 수소, 염화수소 및 테트라클로로실란의 존재하에 야금 등급 규소의 반응에 의해 제조하고,
    조성물 I을 단리시키기 위해 반응 a), b) 또는 c)에 이어서 임의로 조질 기체 스트림을 응축된 클로로실란으로의 스크러빙 또는 켄칭에 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따라 수득가능한 조성물 III.
  36. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따라 수득가능한 초고순도 규소 화합물.
  37. 증류 유닛 (2)가 배정된 장치 (1)을 포함하고, 장치 (1)에 임의로 분리 유닛 (2a)가 배정되고, 여기서 장치 (1)과 분리 유닛 (2a) 사이의 스트림은 임의로 주기적으로 순환하고 (1.1; 1.2), 증류 유닛 (2)에 배정된 응축 유닛 (2.2)가 하류에 배열되고, 응축 유닛 (2.2)에 배정된 흡착 유닛 (3)이 하류에 배열되고, 흡착 유닛 (3)에 배정된 고급 증류를 위한 증류 유닛 (4)가 하류에 배열되고, 증류 유닛 (4)가 1개 이상의 생성물 회수 지점 (5.1, 5.2, 5.3), 및 회수 지점 (5.4)를 갖는 것인 플랜트 (A).
  38. 제37항에 있어서, 수분을 공급하기 위한 장치 (1)이 탱크 (반응기), 관형 증발기, 플레이트 증발기 및/또는 역류 원리에 의해 작동되는 컬럼인 것을 특징으로 하는 플랜트.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 흡착 유닛 (3)이 고정층 반응기, 관형 반응기, 흡착 컬럼 또는 흡착 컬럼의 트레이에서 1개 이상의 배정된 흡착층을 갖는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  40. 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착 유닛 (3)이 흡착제가 함유된 탱크 반응기, (고정층) 관형 반응기 또는 유동층 반응기를 갖는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  41. 제37항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착 유닛 (3)이, 흡착층 또는 흡착제로서, 1종 이상의 침강 실리카 또는 퓸드 실리카, 실리카 겔, 제올라이트, 수지 및/또는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  42. 제37항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 증류 유닛 (4)가 1개 이상의 정류 컬럼을 갖는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  43. 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜트 (A)에 배정된 플랜트 구성 (B)가 상류에 배열되며, 여기서 상기 플랜트 구성 (B)는 야금 등급 규소와 염화수소, 수소 및/또는 사염화규소의 반응을 위한 반응기 (6)을 가지고, 반응기 (6)에 배정된 미립자 반응 생성물을 분리 제거하기 위한 장치 (8)이 반응기 (6)의 하류에 배열되고, 스크러빙 및/또는 켄칭을 위한 장치 (7)이 상기 장치 (8)에 배정되고, 수분을 공급하기 위한 장치 (1)에 배정된 장치 (7)이 상류에 배열되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  44. 1종 이상의 초고순도 규소 화합물을 제조하기 위한, 예비정제된 조성물 II 또는 III의 용도.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101134230B1 (ko) * 2011-06-24 2012-04-09 웅진폴리실리콘주식회사 염화실란 정제 방법 및 시스템, 그리고 금속계 불순물 정제용 흡착제
WO2013090726A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Rec Silicon Inc Process for production of silane and hydrohalosilanes
WO2014200612A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Rec Silicon Inc Method and apparatus for production of silane and hydrohalosilanes
KR20150020283A (ko) * 2012-04-27 2015-02-25 썬에디슨, 인크. 할로실란 포함 스트림의 정제 방법
CN106882808A (zh) * 2017-02-28 2017-06-23 洛阳中硅高科技有限公司 氯硅化物的纯化方法和纯化系统

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005041137A1 (de) 2005-08-30 2007-03-01 Degussa Ag Reaktor, Anlage und großtechnisches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hochreinem Siliciumtetrachlorid oder hochreinem Germaniumtetrachlorid
DE102009027730A1 (de) 2009-07-15 2011-01-27 Evonik Degussa Gmbh Verahren und Verwendung von aminofunktionellen Harzen zur Dismutierung von Halogensilanen und zur Entfernung von Fremdmetallen
DE102009053804B3 (de) 2009-11-18 2011-03-17 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Hydridosilanen
DE102010002342A1 (de) 2010-02-25 2011-08-25 Evonik Degussa GmbH, 45128 Verwendung der spezifischen Widerstandsmessung zur indirekten Bestimmung der Reinheit von Silanen und Germanen und ein entsprechendes Verfahren
JP5450213B2 (ja) * 2010-04-02 2014-03-26 愛三工業株式会社 キャニスタ
DE102011003453A1 (de) * 2011-02-01 2012-08-02 Wacker Chemie Ag Verfahren zur destillativen Reinigung von Chlorsilanen
DE102011004058A1 (de) 2011-02-14 2012-08-16 Evonik Degussa Gmbh Monochlorsilan, Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
DE102011077455B4 (de) 2011-06-14 2014-02-06 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Bestimmung von Verunreinigungen in Silicium und Reaktor zur Abscheidung von polykristallinem Silicium
CN104080735B (zh) * 2011-11-02 2018-05-29 Gtat公司 三氯硅烷的纯化
US9085465B2 (en) * 2011-12-16 2015-07-21 Toagosei Co. Ltd. Manufacturing method of high-purity chloropolysilane
DE102013206228A1 (de) 2013-04-09 2014-10-09 Wacker Chemie Ag Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Chlorsilane enthaltenden Flüssigkeiten
JP5886234B2 (ja) * 2013-04-11 2016-03-16 信越化学工業株式会社 シラン化合物またはクロロシラン化合物の精製方法、多結晶シリコンの製造方法、および、弱塩基性イオン交換樹脂の再生処理方法
DE102013207444A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Evonik Degussa Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Polychlorsilanen
DE102013207447A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Evonik Degussa Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Octachlortrisilan
CN103553058B (zh) * 2013-11-11 2015-07-22 新特能源股份有限公司 一种高纯精制三氯氢硅的生产工艺
US9695052B2 (en) * 2014-07-01 2017-07-04 Rec Silicon Inc Recovery of hydrohalosilanes from reaction residues
JP6095613B2 (ja) 2014-07-10 2017-03-15 信越化学工業株式会社 クロロシランの精製方法
DE102014220539A1 (de) * 2014-10-09 2016-04-14 Wacker Chemie Ag Reinigung von Chlorsilanen mittels Destillation und Adsorption
EP3056262B1 (de) * 2015-02-12 2018-05-02 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur Gewinnung hochreiner Chlorsilanmischungen
CN108862283A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 国药集团化学试剂有限公司 生产三氯硅烷的方法和设备以及生产多晶硅的方法
US20220017546A1 (en) 2018-12-07 2022-01-20 Wacker Chemie Ag Process for reducing the content of boron compounds in halosilane-containing compositions
CN109678161A (zh) * 2019-01-24 2019-04-26 唐山三孚硅业股份有限公司 生产光纤级四氯化硅的原料的处理方法
EP4065512B1 (de) * 2019-11-27 2024-03-20 Wacker Chemie AG Verfahren zur entfernung einer verunreinigung aus einem chlorsilangemisch
US20230097766A1 (en) * 2020-11-05 2023-03-30 Wacker Chemie Ag Process for removing an impurity from a chlorosilane mixture
CN114634168B (zh) * 2022-03-08 2023-11-28 中国科学院过程工程研究所 一种制备纯相多壳层Si2N2O空心球形粉体的系统和方法
CN114634363B (zh) * 2022-03-08 2023-08-15 中国科学院过程工程研究所 一种制备纯相Si2N2O粉体的系统及方法
CN115040975A (zh) * 2022-05-16 2022-09-13 内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司 一种提纯四氯化硅的装置
CN115254050B (zh) * 2022-07-04 2023-06-30 大连科利德光电子材料有限公司 一种去除三硅基氮中残余一氯硅烷的方法
CN115893424A (zh) * 2022-11-30 2023-04-04 华陆工程科技有限责任公司 一种多晶硅高沸物除铝用处理剂及其应用

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1074560B (de) * 1960-02-04 International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.) Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid
US37281A (en) * 1863-01-06 Improvement in coal-oil burners
US403202A (en) * 1889-05-14 Xjohn s stewart macarthur
DE1028543B (de) * 1954-12-17 1958-04-24 Siemens Ag Verfahren zum Reinigen von mit Wasser Gel bildenden Halogeniden, insbesondere des Germaniums oder Siliciums, vorzugsweise fuer die Herstellung von Halbleiterstoffen
US3540861A (en) * 1968-02-07 1970-11-17 Union Carbide Corp Purification of silicon compounds
DE2546957C3 (de) 1975-10-20 1980-10-23 Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fuer Elektronik-Grundstoffe Mbh, 8263 Burghausen Verfahren zur Reinigung von Halogensilanen
DD158322A3 (de) 1980-02-19 1983-01-12 Bernd Koehler Verfahren zur herstellung von borarmen chlorsilanen
US4713230A (en) 1982-09-29 1987-12-15 Dow Corning Corporation Purification of chlorosilanes
DE3623322A1 (de) 1986-07-11 1988-01-21 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von ticl(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)
DE3640172C1 (en) 1986-11-25 1988-08-18 Huels Troisdorf Reactor of nickel-containing material for reacting granular Si-metal-containing material with hydrogen chloride to form chlorosilanes
DE3711444A1 (de) * 1987-04-04 1988-10-13 Huels Troisdorf Verfahren und vorrichtung zur herstellung von dichlorsilan
DE3828549A1 (de) * 1988-08-23 1990-03-08 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur entfernung von silanverbindungen aus silanhaltigen abgasen
JPH04300206A (ja) * 1991-03-28 1992-10-23 Osaka Titanium Co Ltd シリコン塩化物の精製方法
DE4343169A1 (de) 1993-12-17 1995-06-22 Solvay Deutschland Katalytische Hydrodehalogenierung halogenhaltiger Verbindungen von Elementen der vierten Hauptgruppe
EP0702017B1 (de) * 1994-09-14 2001-11-14 Degussa AG Verfahren zur Herstellung von chloridarmen bzw. chloridfreien aminofunktionellen Organosilanen
DE19516386A1 (de) * 1995-05-04 1996-11-07 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur Herstellung von an chlorfunktionellen Organosilanen armen bzw. freien aminofunktionellen Organosilanen
DE19520737C2 (de) * 1995-06-07 2003-04-24 Degussa Verfahren zur Herstellung von Alkylhydrogenchlorsilanen
DE19649023A1 (de) * 1996-11-27 1998-05-28 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur Entfernung von Restmengen an acidem Chlor in Carbonoyloxysilanen
DE19746862A1 (de) * 1997-10-23 1999-04-29 Huels Chemische Werke Ag Vorrichtung und Verfahren für Probenahme und IR-spektroskopische Analyse von hochreinen, hygroskopischen Flüssigkeiten
DE19847786A1 (de) * 1998-10-16 2000-04-20 Degussa Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen und Entleeren eines mit brennbarem sowie aggressivem Gas beaufschlagten Behälters
DE19849196A1 (de) * 1998-10-26 2000-04-27 Degussa Verfahren zur Neutralisation und Minderung von Resthalogengehalten in Alkoxysilanen oder Alkoxysilan-basierenden Zusammensetzungen
EP0999214B1 (de) * 1998-11-06 2004-12-08 Degussa AG Verfahren zur Herstellung von chloridarmen oder chloridfreien Alkoxysilanen
DE19918114C2 (de) * 1999-04-22 2002-01-03 Degussa Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vinylchlorsilanen
DE19918115C2 (de) * 1999-04-22 2002-01-03 Degussa Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen
DE19963433A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-12 Degussa Verfahren zur Abscheidung von Chlorsilanen aus Gasströmen
DE10056194A1 (de) * 2000-11-13 2002-05-29 Solarworld Ag Verfahren zur Entfernung von Aluminium aus Chlorsilanen
DE10057482A1 (de) * 2000-11-20 2002-05-23 Solarworld Ag Verfahren zur Reinigung von Trichlorsilan
DE10116007A1 (de) * 2001-03-30 2002-10-02 Degussa Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von im Wesentlichen halogenfreien Trialkoxysilanen
DE10330022A1 (de) * 2003-07-03 2005-01-20 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von Iow-k dielektrischen Filmen
DE102004008442A1 (de) * 2004-02-19 2005-09-15 Degussa Ag Siliciumverbindungen für die Erzeugung von SIO2-haltigen Isolierschichten auf Chips
DE102004019759A1 (de) 2004-04-23 2005-11-17 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von HSiCI3 durch katalytische Hydrodehalogenierung von SiCI4
DE102004025766A1 (de) * 2004-05-26 2005-12-22 Degussa Ag Herstellung von Organosilanestern
DE102004037675A1 (de) * 2004-08-04 2006-03-16 Degussa Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Wasserstoffverbindungen enthaltendem Siliciumtetrachlorid oder Germaniumtetrachlorid
DE102004045245B4 (de) * 2004-09-17 2007-11-15 Degussa Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Silanen
ITRM20040570A1 (it) 2004-11-19 2005-02-19 Memc Electronic Materials Procedimento e impianto di purificazione di triclorosilano e di tetracloruro di silicio.
CN101189245B (zh) * 2005-03-09 2012-06-13 瑞科硅公司 制备氢氯硅烷的方法
JP4780284B2 (ja) * 2005-06-21 2011-09-28 三菱マテリアル株式会社 三塩化シランの精製方法
DE102005041137A1 (de) * 2005-08-30 2007-03-01 Degussa Ag Reaktor, Anlage und großtechnisches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hochreinem Siliciumtetrachlorid oder hochreinem Germaniumtetrachlorid
DE102006003464A1 (de) * 2006-01-25 2007-07-26 Degussa Gmbh Verfahren zur Erzeugung einer Siliciumschicht auf einer Substratoberfläche durch Gasphasenabscheidung
DE102007023759A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage und Verfahren zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von Fluoralkylchlorsilan
DE102007007874A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung höherer Silane
CN101143723B (zh) * 2007-08-08 2010-09-01 徐州东南多晶硅材料研发有限公司 制备三氯氢硅和多晶硅的改进方法和装置
DE102007048937A1 (de) * 2007-10-12 2009-04-16 Evonik Degussa Gmbh Entfernung von polaren organischen Verbindungen und Fremdmetallen aus Organosilanen
DE102007050199A1 (de) * 2007-10-20 2009-04-23 Evonik Degussa Gmbh Entfernung von Fremdmetallen aus anorganischen Silanen
DE102007050573A1 (de) * 2007-10-23 2009-04-30 Evonik Degussa Gmbh Großgebinde zur Handhabung und für den Transport von hochreinen und ultra hochreinen Chemikalien
DE102007059170A1 (de) * 2007-12-06 2009-06-10 Evonik Degussa Gmbh Katalysator und Verfahren zur Dismutierung von Wasserstoff enthaltenden Halogensilanen
DE102008004397A1 (de) * 2008-01-14 2009-07-16 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Verminderung des Gehaltes von Elementen, wie Bor, in Halogensilanen sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102009053804B3 (de) * 2009-11-18 2011-03-17 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Hydridosilanen
DE102010000979A1 (de) * 2010-01-18 2011-07-21 Evonik Degussa GmbH, 45128 Verwendung eines druckbetriebenen keramischen Wärmetauschers als integraler Bestandteil einer Anlage zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan
DE102010000978A1 (de) * 2010-01-18 2011-07-21 Evonik Degussa GmbH, 45128 Strömungsrohrreaktor zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan
DE102010000981A1 (de) * 2010-01-18 2011-07-21 Evonik Degussa GmbH, 45128 Closed loop-Verfahren zur Herstellung von Trichlorsilan aus metallurgischem Silicium

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101134230B1 (ko) * 2011-06-24 2012-04-09 웅진폴리실리콘주식회사 염화실란 정제 방법 및 시스템, 그리고 금속계 불순물 정제용 흡착제
WO2013090726A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Rec Silicon Inc Process for production of silane and hydrohalosilanes
KR20150020283A (ko) * 2012-04-27 2015-02-25 썬에디슨, 인크. 할로실란 포함 스트림의 정제 방법
WO2014200612A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Rec Silicon Inc Method and apparatus for production of silane and hydrohalosilanes
US9352971B2 (en) 2013-06-14 2016-05-31 Rec Silicon Inc Method and apparatus for production of silane and hydrohalosilanes
CN106882808A (zh) * 2017-02-28 2017-06-23 洛阳中硅高科技有限公司 氯硅化物的纯化方法和纯化系统

Also Published As

Publication number Publication date
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