KR20170095356A - 할로실란을 수소화하는 방법 - Google Patents

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숀 그레고리 클레이버
수잔 엠. 로드스
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헴로크 세미컨덕터 오퍼레이션즈 엘엘씨
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Abstract

할로실란을 수소화하는 방법은 화학식 HaSiX(4-a)을 갖는 할로실란 (여기서 a는 0 내지 4의 값을 가지고, 각각의 X는 독립적으로 할로겐 원자이고, 여기서 a가 0인 경우, 할로실란은 수소 공급원을 추가로 포함한다)을, 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 2가지 이상의 상이한 금속은 Cu 및 Co, Fe, Ni, 및 Pd 중 하나로부터 선택되며; 여기서 상기 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 90:10 내지 10:90이고; 여기서 상기 접촉은 할로실란을 수소화하기에 충분한 온도에서 수행되고; 여기서 수소화된 할로실란의 양의 증가가, 상기 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량(loading)으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰된다.

Description

할로실란을 수소화하는 방법{METHODS OF HYDROGENATING A HALOSILANE}
다양한 할로실란의 다른 산업 분야에서의 용도를 발견한다. 트리클로로실란(HSiCl3)과 같은 트리할로실란은 고순도 다결정성 실리콘을 제조하기 위한 화학 기상 증착 (CVD) 공정에서 반응 물질로서 유용하며, 일반적으로 태양 전지 (태양 전지급 폴리실리콘) 및/또는 전자 칩 (반도체급 폴리실리콘)에 사용되나, 다른 응용 또한 있다. 대안적으로, 트리할로실란은 수지와 같은 폴리실록산을 제조하기 위해 공지된 공정에서 가수분해될 수 있다.
트리할로실란과 같은 할로겐화 실란을 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 전형적으로, 할로겐화 실란은 구리 촉매 및 다양한 임의의 촉진제의 존재하에 0가 실리콘 (Si0) 위로 할로겐화 수소를 통과시키는 것을 포함하는 뮬러-리쇼브 직접 공정(Mueller-Rochow Direct Process)에 의해 상업적으로 생산된다. 할로실란의 혼합물은 직접 공정(Direct Process)에 의해 생산된다.
직접 공정에 사용되는 Si0를 만드는 일반적인 공정은 전기 아크로에서 SiO2의 탄소열(carbothermic) 환원으로 구성된다. SiO2를 환원시키기 위해서는 매우 높은 온도가 필요하므로, 공정은 에너지 집약적이다. 결과적으로, Si0의 생산은 실란을 생산하는 직접 공정에 비용을 추가한다. 따라서, Si0을 사용할 필요성을 피하거나 감소시키는, 보다 경제적인 실란 제조 방법이 필요하다.
상기 기재된 직접 공정 이외에도 트리할로실란을 제조하는 다수의 방법이 개시되어 있다. 트리클로로실란(HSiCl3)은 적어도 250℃의 온도에서 다른 촉매의 존재 또는 부재하에 사염화 규소(SiCl4), H2, 및/또는 HCl을 Si0에 통과시켜 생산되었다.
당업계에서 트리클로로실란의 제조 방법이 기술되고 있지만, 이들 방법은 몇 가지 한계를 갖는다. 이러한 공정 대부분은 Si0를 이용한다. Si0는 일반적으로 이산화 규소의 고도의 에너지 집약적인 탄소열 환원에 의해 생산되므로, Si0의 사용은 이러한 공정에 비용을 추가한다. 다른 방법은 원하는 트리할로실란을 형성하기 위한 방법의 감소된 수율 또는 선택성으로 인해 반복적인 촉매 재생 단계를 갖는 다수의 공정 단계를 필요로 한다. 따라서, Si0를 사용할 필요성을 피하거나 감소시키고, 더 적은 공정 단계를 가지며, 및/또는 하이드리도실란에 대해 보다 균일 한 수율 및/또는 선택성을 갖는, 트리할로실란을 생산하는 보다 경제적이며 간단한 방법이 필요하다.
할로실란을 수소화하는 방법은 화학식 HaSiX(4-a)를 갖는 할로실란 (여기서 a는 0 내지 3의 값을 가지고, 각각의 X는 독립적으로 할로겐 원자이고, 여기서 a가 0인 경우, 할로실란은 수소 공급원을 추가로 포함한다)을, 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고: 여기서 2가지 이상의 상이한 금속은 Cu 및 Co, Fe, Ni, 및 Pd 중 하나로부터 선택되며; 여기서 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 90:10 내지 10:90이고; 여기서 접촉은 할로실란을 수소화하기에 충분한 온도에서 수행되고; 여기서 수소화된 할로실란의 양의 증가가, 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량(loading)으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰된다.
사염화 규소를 수소화하는 방법은 사염화 규소를 Cu, Co, Fe, Ni, 및 Pd로부터 선택된 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고; 여기서 두 금속의 비율이 75:25 내지 25:75이고; 여기서 접촉은 사염화 규소를 수소화하기에 충분한 온도에서 수행되고; 여기서 수소화된 사염화 규소의 양의 증가가, 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰된다.
다음은 도면에 대한 간략한 설명으로서, 유사한 요소들은 동일한 번호가 부여되고 본원에 설명된 다양한 실시 형태들의 예시이다.
도 1은 기준선 전환율에 대한 절대 사염화 규소 전환 증가 대 시험된 다양한 금속에 대해 첨가된 금속의 농도의 그래프를 도시한다.
도 2는 기준선 전환율에 대한 절대 사염화 규소 전환 증가 대 1 wt%의 전체 금속 농도로 첨가된 다양한 금속 비율의 그래프이다.
금속 등급 실리콘(Metallurgical grade silicon: MG-Si)은 일반적으로 약 99%의 실리콘 및 약 1%의 불순물로서 존재하는 다른 원소를 함유한다. 금속 등급 실리콘에 불순물이 존재하면 금속 등급 실리콘을 생산 등급 실리콘, 예를 들어 태양 전지급 실리콘 또는 반도체급 실리콘으로 전환시키는 데 영향을 미칠 수 있다. 즉, 불순물이 존재하면 일정량의 금속 등급 실리콘으로부터 생산될 수 있는 태양 전지급 실리콘 또는 반도체급 실리콘의 양을 제한할 수 있다. 태양 전지급 실리콘 또는 반도체급 실리콘은 할로실란의 수소화 단계를 포함하여, 여러 단계의 금속 등급 실리콘의 전환으로부터 생산될 수 있다. 반도체급 실리콘은 일반적으로 태양 전지급 실리콘에 비해 증가된 순도를 가진다. 본원에 기술된 바와 같이 할로실란을 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 것은, 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 단지 하나의 금속만을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 수소화된 할로실란의 양을 증가시킬 수 있다. 할로실란 수소화의 양을 증가시키는 것은 금속 등급 실리콘으로부터 생산되는 생산 등급 실리콘의 양을 증가시킬 수 있다.
구리 및 니켈은 일반적으로 약 30 내지 50ppm (parts per million)의 양으로 금속 등급 실리콘에서 발견될 수 있다. 이러한 양에 대한 작은 변화는 일반적으로 할로실란의 수소화, 예를 들어 반응기에서 사염화 규소의 트리클로로실란으로의 수소화에 영향을 미치지 않는다. 구리, 니켈, 또는 철과 같은 촉매는 할로실란의 수소화에 사용될 수 있다. 철은 일반적으로 0.4%의 양으로 금속 등급 실리콘에 존재할 수 있고, 반응기의 설계에 따라 반응기에 축적될 수 있다. 철은 할로실란의 수소화를 촉진시키는데 사용될 수 있지만, 그 효과에 한계가 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 10% 철을 사용하여 할로실란을 수소화하는 경우에도, 예를 들어 10% 철을 포함하는 촉매로 사염화 규소를 수소화하는 것은 약 15% 할로겐화된 사염화 규소만을 생성할 수 있고, 이론적 평형은 36% 와 같다. 따라서, 생산되는 할로겐화된 사염화 규소의 양이 개선되는 것이 바람직하다.
본원에서는 할로실란, 예를 들어 사염화 규소를 수소화하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 구리(Cu) 및 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있는 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 할로실란을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 구리의 비율은 90:10 내지 10:90일 수 있다. 접촉은 할로실란을 수소화시키기에 충분한 온도에서 수행될 수 있다. 이 방법으로, 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 단지 하나의 금속만을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 수소화된 할로실란의 양의 증가가 관찰될 수 있다.
수소 공급원이 존재하는 경우, 수소 공급원은 H2를 포함할 수 있고, H2 대 할로실란의 몰 비는 20:1 내지 1:1일 수 있다.
할로실란은 화학식 HaSiX(4-a)를 가질 수 있으며, 여기서 첨자 "a"는 0 내지 3 이하의 평균 값을 가질 수 있고, 각각의 X는 독립적으로 할로겐 원자일 수 있다. 할로실란은 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 사염화 규소, 또는 상기 중 하나 이상을 포함하는 배합물으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 할로실란은 사염화 규소일 수 있다.
촉매 조성물은 금속 배합물을 포함할 수 있다. 금속 배합물은 2가지 이상의 상이한 금속을 포함할 수 있다. 2가지 이상의 상이한 금속은 (i) 구리(Cu) 및 니켈(Ni), (ii) Cu 및 팔라듐(Pd), (iii) Cu 및 철(Fe), (iv) Cu 및 코발트(Co), 또는 (v) Cu 및 Co, Ni, Pd, 및 Fe 중 2개 이상으로부터 선택될 수 있다. 금속 배합물에서 각각의 금속의 양은 접촉 단계에 포함된 특정 금속 및 온도를 비롯한 다양한 요인에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 금속 배합물이 Cu 및 하나의 다른 금속 (예를 들어, Co, Fe, Ni, 또는 Pd)인 경우, Cu의 양은 90%까지, 예를 들어 80%까지, 예를 들어 20% 내지 80%, 예를 들어 75%, 및 예를 들어 금속 배합물의 50%이고, 나머지는 Co, Fe, Ni 및 Pd 중 하나이다. 예를 들어, 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 구리의 비율은 90:10 내지 10:90, 예를 들어 80:20 내지 20:80, 예를 들어 75:25 내지 25:75, 예를 들어 50:50일 수 있다. 촉매 조성물은 구리 및 니켈을 포함할 수 있다. 촉매 조성물은 구리 및 팔라듐을 포함할 수 있다.
촉매 조성물은 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 또는 상기 중 하나 이상을 포함하는 배합물로 수소화될 수 있다. 예를 들어, 할로실란, 예를 들어 사염화 규소는 트리클로로실란으로 수소화될 수 있다.
수소화에 대한 정확한 조건은 실리콘 및 선택된 2가지 이상의 상이한 금속에 대한 상 도표(phase diagram)에 의해 좌우될 수 있지만, 수소화는 100℃ 내지 1,200℃, 예를 들어 500℃ 내지 1,000℃, 예를 들어 600℃ 내지 900℃, 예를 들어 650℃ 내지 850℃, 예를 들어 700℃ 내지 800℃, 및 예를 들어 750℃의 온도에서, 할로실란을 수소화하기에 충분한 시간 동안 수행될 수 있다.
2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물로 본원에 기재된 할로실란을 수소화하는 것은, 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 수소화된 할로실란의 양을 증가시킬 수 있다. 할로실란을 수소화하는 방법에서 2가지 이상의 상이한 금속 사이의 상승 효과가 관찰될 수 있다. 이론에 구속되지 않기를 바라고, 본원에 개시된 바와 같은 구리 및 니켈을 포함하는 촉매 조성물에서, 실리콘의 용해도는 니켈 함량이 증가함에 따라 증가할 수 있고, 구리 니켈 합금은 니켈 함량과 온도가 증가함에 따라 가스를 흡수하는 강한 경향을 나타낼 수 있다고 보여진다. 예를 들어, 75:25 구리/니켈의 비율을 포함하는 촉매 조성물은 일반적으로 25:75 구리/니켈의 비율을 포함하는 촉매 조성물보다 가스를 흡수하는 경향이 덜할 것이다. 예를 들어, 수소 기체 용해도는 니켈 함량이 증가함에 따라 증가할 수 있고, 촉매 조성물에서 니켈은 80%까지 존재할 수 있다.
할로실란의 수소화 동안 본원에 개시된 촉매의 성능은 시간이 흐르면서 실리콘이 베드로부터 고갈됨에 따라 감소할 수 있다. 이론에 구속되지 않기를 바라고, 상기 감소는 반응기로부터의 휘발성 금속 염화물로서의 약간의 구리 손실 및/또는 촉매의 비촉매 활성 종으로의 전환에서 기인한다고 보여진다. 그러나, 본원에 개시된 방법 및 촉매의 경우, 단 하나의 금속, 예를 들어 구리만을 포함하는 촉매 조성물과 비교할 때, 할로실란, 예를 들어 사염화 규소의 수소화 (즉, 사염화 규소의 트리클로로실란으로의 전환)가 보다 일관되게 유지될 수 있다는 것이 뜻밖에 밝혀졌다.
2가지 이상의 상이한 금속은 금속 형태, 예를 들어, 금속 구리, 금속 철, 금속 코발트, 금속 니켈, 및 금속 팔라듐과 같은 임의의 편리한 형태로 제공될 수 있다. 금속 형태는 입자 또는 합금의 혼합물일 수 있다. 대안적으로, 코발트, 구리, 팔라듐, 철, 및 니켈의 할라이드, 아세테이트, 나이트레이트, 및 카복실레이트 염을 포함하지만 이에 제한되지 않는 금속 염을 원하는 비율로 혼합한 다음, 상승된 온도, 일반적으로 300℃ 이상에서 수소로 환원시킬 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 금속 염의 예는 CuCl2, CuCl, NiCl2, 및 PdCl2를 포함한다.
2가지 이상의 상이한 금속은 임의로 지지체 상에 제공될 수 있다. 지지체의 예는 활성탄, 실리카, 및 제올라이트를 포함한다. 태양 전지 또는 전자 등급의 다결정성 실리콘 제조에 사용하기 위한 트리클로로실란 또는 사염화 규소의 제조와 같이 생성물 할로실란의 고순도가 요구되는 경우, 특정 지지체는 피해야 한다. 탄소 기반 지지체는 상기 기재된 조건 하에서 바람직하지 않은 메탄 및 다른 탄소 부산물을 형성할 수 있다. 비정질 실리카 지지체는 상기 기재된 조건 하에서 바람직하지 않은 실록산 부산물을 형성한다. 대안적으로, 고결정성이고 상기 기술된 공정에서 바람직하지 않은 부산물을 생성하지 않는 지지체는 고순도의 트리클로로실란을 제조하는데 사용될 수 있다. 결정성 실리카 및, 제올라이트 Y 또는 제올라이트 베타 생성물 (예를 들어, Zeolyst International로부터 Zeolyst CBV 780으로서 상업적으로 입수 가능)과 같은 특정 제올라이트는 지지체로 사용될 수 있는 예이다.
할로실란은 화학식 HaSiX(4-a)를 가지며, 여기서 첨자 "a"는 0 내지 3 이하의 평균 값을 가질 수 있고, 각각의 X는 독립적으로 할로겐 원자일 수 있다. 대안적으로, 첨자는 0 내지 3의 평균 값을 가질 수 있다. X는 Cl, Br, F, 또는 I일 수 있고; 예를 들어, Cl, Br, 또는 I; 및 예를 들어, Cl일 수 있다. 할로실란의 예는 클로로실란(H3SiCl), 디클로로실란(H2SiCl2), 트리클로로실란(HSiCl3), 사염화 규소(SiCl4), 및 H3SiCl, H2SiCl2, HSiCl3, SiCl4의 2개 이상의 배합물을 포함한다. 대안적으로, 첨자 "a"는 0일 수 있고, 할로실란은 화학식 SiX4의 실리콘 테트라할라이드일 수 있으며, 여기서 X는 상기 기재된 바와 같다. 실리콘 테트라할라이드의 예는 실리콘 테트라클로라이드, 실리콘 테트라브로마이드, 실리콘 테트라아이오다이드, 및 실리콘 테트라플루오라이드를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 일 실시 형태에서, 실리콘 테트라할라이드는 사염화 규소이다. 할로실란은 할로실란의 선택에 관계없이, H2와 같은 수소 공급원을 임의로 더 포함할 수 있다.
수소화는 가스 및 고체의 배합을 위한 임의의 반응기에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 반응기 구성은 충전층, 교반층, 진동층, 이동층, 재순환층, 또는 유동층일 수 있다. 할로실란이 촉매 조성물과 접촉시 압력은 대기압 이하, 대기압, 또는 대기압 이상일 수 있다. 예를 들어, 압력은 0 절대 킬로파스칼(kPa) 내지 3,500kPa, 예를 들어, 10kPa 내지 2,100kPa; 예를 들어 101kPa 내지 2,101kPa; 예를 들어, 101kPa 내지 1,101kPa; 예를 들어, 101kPa 내지 900kPa; 및 예를 들어 201kPa 내지 901kPa일 수 있다.
수소가 할로실란에 존재하는 경우, 촉매 조성물과 접촉된 할로실란 중에서 수소 대 할로실란의 몰 비는 10,000:1 내지 0.01:1, 예를 들어, 100:1 내지 1:1, 예를 들어, 20:1 내지 5:1, 예를 들어, 20:1 내지 4:1, 예를 들어, 20:1 내지 2:1, 예를 들어, 20:1 내지 1:1, 예를 들어, 4:1 내지 1:1, 및 예를 들어, 3:1 내지 1.2:1일 수 있다.
할로실란에 대한 체류 시간은 할로실란이 금속 배합물과 접촉하고 할로실란을 수소화하기에 충분히 길 수 있으며, 반응기 크기 및 금속 배합물의 입자 크기를 포함하는 다양한 요인에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 성분에 대한 충분한 체류 시간은 0.01초(s) 이상, 예를 들어 0.1초 이상, 예를 들어 0.1초 내지 10분(min), 예를 들어 0.1초 내지 1분, 예를 들어 0.5초 내지 10초, 예를 들어 1분 내지 3분, 및 예를 들어 5초 내지 10초일 수 있다. 대안적으로, 촉매 조성물이 할로실란과 접촉하는 체류 시간은 0.1분 이상; 예를 들어, 0.5분 이상; 예를 들어, 0.1분 내지 120분; 예를 들어, 0.5분 내지 9분; 예를 들어, 0.5분 내지 6분일 수 있다. 원하는 체류 시간은 H2 및 할로실란의 유속을 조절하거나, 총 반응기 용적을 조절하거나, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 달성될 수 있다.
수소가 존재할 때, H2 및 할로실란은 동시에 반응기에 공급될 수 있다; 그러나, 별도의 펄스에 의한 것과 같은 다른 결합 방법도 또한 계획된다. H2와 할로실란은 반응기에 공급되기 전에 함께 혼합될 수 있다; 대안적으로, H2 및 할로실란은 개별 스트림으로서 반응기에 공급될 수 있다.
촉매 조성물은 다른 반응기 조건과 함께 할로실란을 수소화시키기에 충분한 양으로 존재할 수 있다. 본원에서 사용되는 "충분한 양"의 촉매 조성물은 할로실란 및 임의의 수소가 촉매 조성물과 접촉할 때, 본원에 기재된 할로실란을 수소화하기에 충분하다. 예를 들어, 촉매 조성물의 충분한 양은 반응기 용적의 세제곱 센티미터 당 0.01 밀리그램(mg/cm3) 이상의 금속; 예를 들어, 0.5mg 금속/반응기 용적 cm3; 예를 들어, 1mg 금속/반응기 용적 cm3 내지 반응기 용적에 기초한 금속 배합물의 최대 벌크 밀도, 예를 들어, 1mg 내지 5,000mg 금속/반응기 용적 cm3, 예를 들어, 1mg 내지 1,000mg 금속/반응기 용적 cm3, 및 예를 들어, 1mg 내지 900mg 금속/반응기 용적 cm3일 수 있다.
수소화가 수행되는 시간에는 상한이 없다. 예를 들어, 수소화는 0.1초 이상, 예를 들어, 1초 내지 5시간, 예를 들어, 1분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다.
본원에 기술된 방법은 할로실란과 촉매 조성물이 접촉되기 전에, 할로실란 및 촉매 조성물을 함유하는 반응기를 퍼징(purging)하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 존재할 수 있는 원치 않는 물질은, 예를 들어, O2 및 H2O이다. 퍼징은 아르곤, 질소, 또는 헬륨과 같은 불활성 기체로, 또는 할로실란, 예를 들어, 사염화 규소와 같은 반응성 기체로 수행될 수 있고, 이를 수분과 반응시켜 상기 물질을 제거한다. 할로실란과 촉매 조성물을 접촉시키기 전에 퍼징을 수행하여 금속 배합물에서 금속 상에 존재할 수 있는 임의의 산화물 층을 적어도 부분적으로 제거할 수 있다. 상기 방법은 임의로 할로실란의 수소화 후에 부 생성물 및 미반응 성분 및/또는 미반응 반응물을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, HCl과 같은 할로겐화 수소는, 할로실란의 수소화 후에 부 생성물로서 생성될 수 있다. 촉매 조성물을 사용한 할로실란의 수소화는 또한 H3SiCl, H2SiCl2, HSiCl3, SiCl4, 또는 H3SiCl, H2SiCl2, HSiCl3, SiCl4 중 2개 이상의 배합물을 포함하는 배출물을 생성할 수 있다. 이들 종의 일부 또는 전부는 증류와 같은 기술에 의해 회수될 수 있다.
본 방법은 촉매 조성물과 접촉시키기 전에 공지된 방법에 의해 할로실란을 예열 및 기화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 수소가 사용될 때, 본 방법은 촉매 조성물과 접촉하기 전에 할로실란을 통해 수소를 버블링시켜 할로실란을 기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 공정은 생성된 수소화된 할로실란을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 할로실란은 예를 들어, 기체 할로실란 및 임의의 다른 기체를 반응기로부터 제거한 다음 증류에 의해 할로실란을 단리시킴으로써 회수될 수 있다.
본 방법에 따라 제조된 할로실란의 예로는 HSiCl3, HSiBr3, 및 HSiI3를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 방법은 실리콘 테트라할라이드로부터 트리할로실란을 제조할 수 있다. 사염화 규소와 같은 실리콘 테트라할라이드는 다른 산업 공정의 부산물이며, 0가 실리콘을 제조하는 데 필요한 것보다 적은 에너지를 사용하여 제조될 수 있으므로, 본 발명의 방법은 Si0를 사용하여 트리할로실란을 제조하는 방법보다 경제적일 수 있다.
본 발명의 방법은 고순도 폴리실리콘을 제조하는데 사용될 수 있거나 폴리실록산을 제조하기 위한 공지된 공정에서 가수 분해될 수 있는 트리할로실란을 제조한다. 고순도 폴리실리콘은 예를 들어 태양 전지 및 컴퓨터 칩에 사용되며 폴리실록산은 많은 산업 및 응용 분야에서 사용됨을 발견한다.
상기 방법을 하기 비제한적인 실시예에 의해 추가로 설명한다.
실시예
실시예 1
이 실시예에서, 사염화 규소 및 수소를 포함하는 조성물을 금속 등급 실리콘 및 촉매와 접촉시키는 것과 유사한 작동 조건 (예를 들어, 온도, 압력 등)에서 실험을 수행하였다. 사용된 촉매는 구리(Cu), 구리와 니켈의 배합물(Cu/Ni), 니켈(Ni), 및 철(Fe)을 포함한다. 실험 결과를 도 1에 나타내었으며, 퍼센트로 측정한 기준선에 대한 절대 사염화 규소 전환 증가는 중량 퍼센트로 측정된 첨가된 금속의 농도에 대하여 플롯된다. 사염화 규소 전환의 기준선은 약 17%였다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 구리와 니켈의 50:50 배합물을 포함하는 촉매 조성물은 베이스 라인보다 높은 절대 사염화 규소 전환 증가를 갖는다. 도 1로부터 또한 알 수 있는 바와 같이, 구리와 니켈의 50:50 배합물을 포함하는 촉매 조성물은 구리 또는 니켈 단독에 비해 기준선보다 더 높은 절대 사염화 규소 전환 증가를 나타내어, 구리 또는 니켈을 단독으로 사용하는 경우에는 관찰되지 않는 구리와 니켈 사이의 예상치 못한 상승 효과를 보여준다.
실시예 2
이 실시예에서, 다양한 수준의 구리 및 니켈을 사염화 규소 전환에 대해 시험하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다. 촉매의 양은 중량 퍼센트(wt.%)로 측정하였고, 전환된 사염화 규소의 양을 퍼센트(%)로 측정 하였다. 촉매는 니켈(Ni)에서 구리(Cu)까지 다양했다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 변환된 사염화 규소의 양은 구리 및 니켈을 함유하는 촉매의 사용으로 증가하였으며, 촉매 조성물이 구리 대 니켈을 50:50의 비율, 25:75의 비율, 또는 75:25의 비율로 함유하는 것에 상관 없이 전환된 사염화 규소의 양 사이에 통계학적 차이는 없었다.
본원에 개시된 방법은 적어도 다음의 실시 형태를 포함한다:
실시 형태 1: 할로실란을 수소화하는 방법은 화학식 HaSiX(4-a)를 갖는 할로실란 (여기서 a는 0 내지 4의 값을 가지고, 각각의 X는 독립적으로 할로겐 원자이고, 여기서 a가 0인 경우, 할로실란은 수소 공급원을 추가로 포함한다)을, 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 2가지 이상의 상이한 금속은 Cu 및 Co, Fe, Ni, 및 Pd 중 하나로부터 선택되며; 여기서 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 90:10 내지 10:90이고; 여기서 접촉은 할로실란을 수소화하기에 충분한 온도에서 수행하고; 여기서 수소화된 할로실란의 양의 증가가, 상기 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰된다.
실시 형태 2: 실시 형태 1의 방법에 있어서, 수소 공급원이 존재하는 경우, 수소 공급원은 H2를 포함하고, H2 대 할로 실란의 몰 비는 20:1 내지 1:1인 방법.
실시 형태 3: 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 방법에 있어서, 할로실란이 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 사염화 규소, 또는 상기 중 하나 이상을 포함하는 배합물로부터 선택되는 방법.
실시 형태 4: 실시 형태 3의 방법에 있어서, 할로실란이 사염화 규소인 방법.
실시 형태 5: 실시 형태 1 내지 5의 방법 중 어느 하나에 있어서, 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 75:25 내지 25:75인 방법.
실시 형태 6: 실시 형태 5의 방법에 있어서, 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 50:50인 방법.
실시 형태 7: 실시 형태 1 내지 6의 방법 중 어느 하나에 있어서, 촉매 조성물이 Cu 및 Ni를 포함하는 방법.
실시 형태 8: 실시 형태 7의 방법에 있어서, Cu 대 Ni의 비율이 75:25 내지 25:75인 방법.
실시 형태 9: 실시 형태 8의 방법에 있어서, Cu 대 Ni의 비율이 50:50인 방법.
실시 형태 10: 실시 형태 1 내지 6의 방법 중 어느 하나에 있어서, 촉매 조성물이 Cu 및 Pd을 포함하는 방법.
실시 형태 11: 실시 형태 1 내지 6 또는 10의 방법 중 어느 하나에 있어서, Cu 대 Pd의 비율이 25:75 내지 75:25인 방법.
실시 형태 12: 실시 형태 11의 방법에 있어서, Cu 대 Pd의 비율이 50:50인 방법.
실시 형태 13: 실시 형태 1 내지 12의 방법 중 어느 하나에 있어서, 할로실란이 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 또는 상기 중 하나 이상을 포함하는 배합물로 수소화되는 방법.
실시 형태 14: 실시 형태 13의 방법에 있어서, 할로실란이 트리클로로실란으로 수소화되는 것인 방법.
실시 형태 15: 실시 형태 1 내지 14의 방법 중 어느 하나에 있어서, 수소화 온도가 100℃ 내지 1200℃인 방법.
실시 형태 16: 사염화 규소를 수소화하는 방법은 사염화 규소를, Cu, Co, Fe, Ni, 및 Pd로부터 선택된 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고; 여기서 두 금속의 비율이 75:25 내지 25:75이고; 여기서 상기 접촉은 사염화 규소를 수소화하기에 충분한 온도에서 수행하고; 여기서 수소화된 사염화 규소의 양의 증가가, 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰된다.
실시 형태 17: 실시 형태 16의 방법에 있어서, 수소화 온도가 100℃ 내지 1,200℃인 방법.
실시 형태 18: 실시 형태 16 또는 실시 형태 17의 방법에 있어서, 촉매 조성물은 Cu및 Ni의 배합물 또는 Cu와 Pd의 배합물을 포함하는 방법.
실시 형태 19: 실시 형태 18의 방법에 있어서, Cu 대 Ni의 비율 또는 Cu 대 Pd의 비율이 50:50인 방법.
실시 형태 20: 실시 형태 16 내지 19의 방법 중 어느 하나에 있어서, 사염화 규소가 수소화되어 트리클로로실란으로 되는 방법.
본 출원의 목적 상, 용어 "실리콘 합금"은 실험식 CocCudFeeNifPdgSih의 재료를 의미하며, 여기서 아래첨자 c, d, e, f, g, 및 h는 존재하는 각각의 원소의 몰량을 나타내고, c≥0, d≥0, e≥0, f≥0, g≥0, 및 h≥1이고; 단, c, d, e, f, 및 g 중 2개 이상은 0이 아니고, c, d, 및 e 중 하나 이상은 0이 아니다.
"금속(metallic)"은 금속의 산화수가 0임을 의미한다.
"퍼징"은 원치 않는 물질을 제거하기 위해 기체 스트림을 용기에 도입하는 것을 의미한다.
"처리(treating)"는 성분을 다른 성분과 접촉시키기 전에 성분을 전처리하기 위해 용기 내로 기체 스트림을 도입하는 것을 의미한다. 처리 단계는 상기 방법의 단계(1) 및/또는 상기 방법의 단계(2)에서 할로실란을 포함하는 성분과 접촉시키기 전에 실리콘 및/또는 2가지 이상의 상이한 금속을 접촉시켜 이들을 환원시키거나 그렇지 않으면 활성화시키는 것을 포함한다.
"체류 시간"은 연속 공정에서 성분이 반응기 시스템을 통과하는 데 걸리는 시간, 또는 배치 공정 (batch process)에서 성분이 반응기에서 소비하는 시간을 의미한다. 예를 들어, 단계 (1)에서의 체류 시간은 실리콘 합금 촉매가 연속 공정에서 반응기 시스템을 통과할 때 실리콘 합금 촉매의 하나의 반응기 용적이 할로실란을 포함하는 성분과 접촉하는 시간, 또는 실리콘 합금 촉매가 배치 공정에서 반응기 내에 배치되는 시간을 지칭한다. 대안적으로, 체류 시간은 반응성 기체의 하나의 반응기 용적이 단계 (1)의서 실리콘 합금 촉매로 충전된 반응기를 통과하는 시간을 지칭할 수 있다. (예를 들어, 체류 시간은 단계 (1)에서 할로실란을 포함하는 성분의 하나의 반응기 용적이 실리콘 합금 촉매로 충전된 반응기를 통과하는 시간, 또는 할로실란의 하나의 반응기 용적이 본원에 기재된 방법의 단계 (2)의 반응물로 충전된 반응기를 통과하는 시간을 포함한다).
"실리콘 합금 촉매"는 본원에 기술된 방법의 단계 (1)에서 형성되고, 및/또는 본원에 기술된 방법의 단계 (3)에서 재형성되는 고체 생성물을 의미한다.
"폐촉매"는 단계 (2) 이후 (및 단계 (4)가 존재하는 경우, 단계 (4) 이후)의 실리콘 합금 촉매를 지칭한다. 단계 (2) (또는 단계 (4)) 이후의 폐촉매는, 단계 (1) 이후 및 단계 (2)를 시작하기 전 (또는 단계 (3) 이후 및 단계 (4)를 시작하기 전)의 실리콘 합금 촉매 중의 실리콘의 양보다 적은 양의 실리콘을 함유한다. 폐촉매는 소진되거나 소진되지 않을 수 있는데, 즉, 폐촉매는 반응성이 있거나 반응성이 없을 수 있는 일부 실리콘을 함유할 수 있다.
단수 형태 "하나"(a, an), 및 "상기"(the)는 문맥에서 명확히 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다. "또는"은 "및/또는"을 의미한다. 수량과 관련하여 사용되는 수식어 "약"은 명시된 값을 포함하며 문맥에 의해 지정된 의미를 가진다 (예를 들어, 특정 양의 측정과 관련된 오차의 정도를 포함한다). 표기 "±10%"는 표시된 측정 값이 명시된 값의 마이너스 10% 내지 플러스 10%를 가질 수 있음을 의미한다. 동일한 성분 또는 특성을 지시하는 모든 범위의 종점은 포괄적이며 독립적으로 합할 수 있다 (예를 들어, "25wt% 이하, 또는 5wt% 내지 20wt%"의 범위는 종점 및 "5wt% 내지 25wt%"의 범위의 값 등의 모든 중간 값을 포함한다). 더 넓은 범위에 더하여 더 좁은 범위 또는 더 구체적인 그룹의 개시는 더 넓은 범위 또는 더 큰 그룹의 포기가 아니다.
접미사"(들)"은 이것이 수식하는 용어의 단수 및 복수 모두를 포함하여, 그 용어 중 하나 이상을 포함하는 것으로 의도된다 (예를 들어, 착색제(들)은 하나 이상의 착색제들을 포함). "임의의" 또는 "임의로"는 후속하여 기술된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생할 수 없다는 것을 의미하며, 그 기술에는 사건이 발생하는 경우 및 사건이 발생하지 않는 경우가 포함된다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. "배합물"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
모든 인용된 특허, 특허 출원, 및 기타 참고 문헌은 이의 전문이 본원에 참고로 포함되어 있다. 그러나, 본 출원의 용어가 포함된 참고 문헌의 용어와 모순되거나 충돌하는 경우, 본 출원으로부터의 용어는 포함된 참고 문헌으로부터의 충돌하는 용어보다 우선한다.
전형적인 실시 형태가 설명의 목적으로 제시되었지만, 전술한 설명은 본원의 범위에 대한 제한으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 본 명세서의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 통상의 기술자에게 다양한 수정, 개조, 및 대안이 발생할 수 있다.
나/우리는 하기와 같이 청구한다:

Claims (15)

  1. 할로실란의 수소화 방법으로서,
    화학식 HaSiX(4-a)를 갖는 할로실란 (여기서 a는 0 내지 4의 값을 가지고, 각각의 X는 독립적으로 할로겐 원자이고, 여기서 a가 0인 경우, 할로실란은 수소 공급원을 추가로 포함한다)을 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고; 여기서 상기 2가지 이상의 상이한 금속은 Cu 및 Co, Fe, Ni, 및 Pd 중 하나로부터 선택되며;
    상기 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 90:10 내지 10:90이고;
    상기 접촉은 할로실란을 수소화하기에 충분한 온도에서 수행되고;
    수소화된 할로실란의 양의 증가가, 상기 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량(loading)으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰되는, 할로실란의 수소화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수소 공급원이 존재하는 경우, 상기 수소 공급원은 H2를 포함하고, 상기 H2 대 상기 할로실란의 몰 비가 20:1 내지 1:1인, 할로실란의 수소화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 할로실란이 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 사염화 규소, 또는 상기 중 하나 이상을 포함하는 배합물로부터 선택되는, 할로실란의 수소화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 할로실란이 사염화 규소인, 할로실란의 수소화 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 75:25 내지 25:75이고, 바람직하게는 상기 촉매 조성물 중 제 2 금속에 대한 Cu의 비율이 50:50인, 할로실란의 수소화 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 조성물이 Cu 및 Ni을 포함하고, 바람직하게는 Cu 대 Ni의 비율이 75:25 내지 25:75인, 할로실란의 수소화 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 조성물이 Cu 및 Pd을 포함하고, 바람직하게는 Cu 대 Pd의 비율이 25:75 내지 75:25인, 할로실란의 수소화 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 할로실란이 모노클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 사염화 규소, 또는 상기 중 하나 이상을 포함하는 배합물로 수소화되는, 할로실란의 수소화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 할로실란이 트리클로로실란으로 수소화되는, 할로실란의 수소화 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소화 온도가 100℃ 내지 1,200℃인, 할로실란의 수소화 방법.
  11. 사염화 규소의 수소화 방법으로서,
    사염화 규소를 Cu, Co, Fe, Ni, 및 Pd로부터 선택된 2가지 이상의 상이한 금속을 포함하는 촉매 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고;
    여기서 상기 두 금속의 비율이 75:25 내지 25:75이고;
    상기 접촉은 사염화 규소를 수소화하기에 충분한 온도에서 수행되고;
    수소화된 사염화 규소의 양의 증가가, 상기 촉매 조성물과 동일한 총 금속 적재량으로 하나의 금속을 포함하는 촉매 조성물을 사용하는 방법과 비교하여, 관찰되는, 사염화 규소의 수소화 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 수소화 온도가 100℃ 내지 1,200℃인, 사염화 규소의 수소화 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 촉매 조성물이 Cu 및 Ni의 배합물 또는 Cu 및 Pd의 배합물을 포함하는, 사염화 규소의 수소화 방법.
  14. 제13항에 있어서, Cu 대 Ni의 비율 또는 Cu 대 Pd의 비율이 50:50인, 사염화 규소의 수소화 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사염화 규소가 트리클로로실란으로 수소화되는, 사염화 규소의 수소화 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019068336A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-11 Wacker Chemie Ag Verfahren zur herstellung von chlorsilanen unter verwendung eines katalysators ausgewählt aus der gruppe co, mo, w
EP3788001A1 (en) * 2018-05-02 2021-03-10 Hysilabs, SAS Hydrogen carrier compounds
CN114558593A (zh) * 2022-01-18 2022-05-31 石河子大学 一种用于四氯化硅冷氢化制备三氯氢硅的催化剂组合物

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5510532B2 (ko) * 1973-09-29 1980-03-17
US5284985A (en) * 1992-10-05 1994-02-08 Mobil Oil Corp. Process for the selective hydrocracking of distillates to produce naphta range high octane isoparaffins
DE4343169A1 (de) * 1993-12-17 1995-06-22 Solvay Deutschland Katalytische Hydrodehalogenierung halogenhaltiger Verbindungen von Elementen der vierten Hauptgruppe
JP3708648B2 (ja) * 1995-12-25 2005-10-19 株式会社トクヤマ トリクロロシランの製造方法
DE10061682A1 (de) * 2000-12-11 2002-07-04 Solarworld Ag Verfahren zur Herstellung von Reinstsilicium
JP2002334695A (ja) * 2001-03-09 2002-11-22 Canon Inc 二次電池および二次電池の製造方法
EP1861408A4 (en) * 2005-03-09 2011-08-03 Advanced Silicon Materials Llc PROCESS FOR PRODUCING HYDROCHLOROSILANES
KR100984942B1 (ko) * 2010-07-27 2010-10-01 전북대학교산학협력단 삼염화실란의 제조를 위한 사염화규소의 탈염소수소화 반응에 사용되는 촉매 및 그 제조방법
WO2012033644A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-15 Dow Corning Corporation Method for preparing a trihalosilane
CN102114426B (zh) * 2010-12-23 2012-11-21 内蒙古工业大学 四氯硅烷冷氢化专用催化剂及其制备方法
DE102011002436A1 (de) * 2011-01-04 2012-07-05 Evonik Degussa Gmbh Hydrierung von Organochlorsilanen und Siliciumtetrachlorid
CN102350351B (zh) * 2011-08-31 2013-07-17 郭屹宾 一种氢化催化剂及其制备方法
CN103055867B (zh) * 2011-10-21 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种镍催化剂、制备方法及其应用
CN103055861B (zh) * 2011-10-21 2014-12-31 中国石油化工股份有限公司 一种铜催化剂、制备方法及其应用
CN102814181B (zh) * 2012-08-10 2015-04-01 中国恩菲工程技术有限公司 一种用于四氯化硅冷氢化制备三氯氢硅的催化剂及其制备方法
JP6017482B2 (ja) * 2013-03-11 2016-11-02 信越化学工業株式会社 水素化クロロシランの製造方法および水素化クロロシラン製造用触媒
CN103754883B (zh) * 2014-01-02 2015-05-06 河南科技大学 四氯化硅加氢脱氯转制三氯氢硅的催化剂及其制备方法
KR101580171B1 (ko) * 2014-01-23 2015-12-24 한국화학연구원 금속 실리사이드 표면개질 방법, 표면개질된 금속 실리사이드를 이용한 삼염화실란의 제조방법 및 제조장치
KR101616043B1 (ko) * 2014-07-22 2016-04-27 한화케미칼 주식회사 삼염화실란의 제조방법

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