TW201317180A - 四氯化矽副產物藉由與金屬還原劑反應而用於製備矽的用途 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於副產物四氯化矽之用途，該四氯化矽係在矽或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得，其係用於藉由將副產物四氯化矽與元素金屬還原劑反應以產生矽及金屬氯化物而用於製備矽。

Description

四氯化矽副產物藉由與金屬還原劑反應而用於製備矽的用途
本發明係關於副產物四氯化矽之用途，該四氯化矽尤其在矽或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得，其係用於藉由將該副產物四氯化矽與元素金屬還原劑反應以產生矽及金屬氯化物而用於製備矽。
已知四氯化矽在西門子法中之矽製備及諸如三氯矽烷之鹵矽烷的製備中係以副產物形式獲得。三氯矽烷係在流體化床中藉由粗製之矽與氯化氫的反應而獲得。四氯化矽通常在該反應中係以副產物形式形成，其量為10至15%。
此外，已知矽(尤其是高純度矽)可在氫之存在下從氯矽烷製備。為此目的，將四氯化矽、三氯矽烷及/或二氯矽烷與氫反應以產生矽及氯化氫。只有使用三氯矽烷作為起始材料之西門子法已達到工業重要性。
在該方法中，氣態氯化氫在流體化床中在300至350℃之流體床中反應，以產生三氯矽烷HSiCl3(TCS)，且通常藉由蒸餾予以純化以尤其是分離掉所形成四氯化矽(STC)。
Si+3 HCl → HSiCl3+H2
Si+4 HCl → SiCl4+2 H2
以此方式獲得之三氯矽烷隨後於氫之存在下，在經加 熱為1000至1200℃之高純度矽棒上熱分解，以產生矽、四氯化矽及氯化氫。
4 HSiCl3+2 H2 → 3 Si+SiCl4+8 HCl
四氯化矽係以反應之副產物形式形成。已知四氯化矽可藉由與氫反應轉化回三氯矽烷，且再進料至西門子法。在該再循環中，於矽之合成中亦再次形成四氯化矽。
單矽烷SiH4轉化成矽亦經由四氯化矽係以副產物形式形成的三氯矽烷之製備進行。
同樣已知可從四氯化矽製備二氧化矽(習知為焰製矽石)。焰製矽石之需要取決於需求，因此仰賴市場條件，故所需之量並非無限。
在所有上述用途中，將四氯化矽再轉化為三氯矽烷相當耗費能源且成本高昂。特別的缺點係再次從三氯矽烷形成矽與四氯化矽，因此該再循環法使得矽之製備複雜且昂貴。
本發明目的係提出不具上述缺點之四氯化矽的其他經濟用途，及較佳係發現不採用諸如上述必須一直重複使用之再循環法的直接用途。另一目的係省卻使用具有生態疑慮之化合物或必須以昂貴方式處理廢棄之化合物。較佳應提出使得所使用之起始材料能基本上只轉化成產業中所需之產物的用途。
本發明之其他目的係減少或避免進行西門子法時每公 斤高純度矽產生之廢棄產物及不可使用副產物。
如申請專利範圍第1項所述，藉由本發明之用途獲致該目的。其他較佳具體實例及詳細說明可見依附項申請專利範圍及說明書。
本發明提出在矽、單矽烷或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽的用途或一般藉由將四氯化矽與元素金屬還原劑(尤其是鈉或鋅)反應以產生矽及金屬氯化物而用於製備矽之四氯化矽副產物的用途。該例中，氯化鈉及/或氯化鋅係以金屬氯化物之形式獲得。
SiCl4+4 Na → Si+4 NaCl
SiCl4+2 Zn → Si+2 ZnCl2
因此本發明提出尤其係在藉由將四氯化矽與元素金屬還原劑反應以產生矽及對應之金屬氯化物而用於製備矽的西門子法中以副產物形式獲得之四氯化矽的用途。
本發明另外提出尤其係在藉由將四氯化矽與元素金屬還原劑反應以產生矽及對應之金屬氯化物而用於製備矽的鹵矽烷或單矽烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽的用途。鹵矽烷為SiHalxH4-x，其中Hal為氯且x為1、2、3或4)，以及多鹵矽烷，諸如鹵二矽烷、鹵三矽烷及更高級鹵矽烷，尤其是六氯二矽烷。
根據本發明之用途，所使用之四氯化矽較佳為i)西門子法之副產物，其中矽係藉由以氫還原而從適用之三氯 矽烷形成；及/或ii)使用氯化氫從矽製備三氯矽烷的副產物；及/或iii)單矽烷、一氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷及/或多鹵矽烷之製備中的歧化反應之副產物。多鹵矽烷亦包括鹵二矽烷、鹵三矽烷及更高級鹵矽烷，尤其是六氯二矽烷。
若使用本發明之高純度四氯化矽(例如來自上述方法之一或多者)，較佳係使用類似之純元素金屬還原劑。
尤佳係源自西門子法的四氯化矽不必在與元素金屬還原劑反應之前進一步純化，而是可與還原劑(尤其是鈉或鋅)直接反應以產生矽及金屬氯化物。若必要或需要，以此種方式獲得之矽藉由定向固化或如下述進一步純化。作為金屬氯化物，當使用鈉時獲得氯化鈉，及使用鋅時獲得氯化鈉。
本發明用途之特別優點係在矽、單矽烷或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽係在未進一步純化(尤其是未進行先前純化，尤佳係隨意地只利用吸附劑或過濾器純化)之情況下與元素金屬還原劑反應。
本發明之元素金屬還原劑包括鹼金屬、週期表過渡第2族元素或含有該等元素之至少一者的混合物，尤其是鈉或鋅，作為還原劑。上述類型之金屬為鋰、鉀、鈉、鋅、鎘及汞。尤佳之還原劑為鈉及鋅。
本發明用途之特徵在於，若必要，在四氯化矽與還原劑反應之前，存在四氯化矽中之任何金屬雜質(尤其是受金屬固體污染)係藉由過濾分離，液態雜質係藉由吸附劑 分離，溶解之雜質係藉由吸附劑分離，或藉由上述方法之組合分離雜質。未還原之四氯化矽同樣可在與元素金屬還原劑接觸復原之前，藉由上述方法予以去除雜質。
為了過濾四氯化矽，過濾器較佳係具有小於100 μm之孔徑，較佳係小於50 μm至5 μm，尤佳係具有在5至30 μm之範圍中的平均孔徑，尤佳係5至10 μm，且經此方式處理之四氯化矽可隨意地在其他步驟中過濾至少一次，該其他步驟中之至少一個過濾器的孔徑小於5 μm，尤其是孔徑小於或等於1 μm，尤佳係孔徑小於或等於0.1 μm或小於或等於0.05 μm；然後可減少濾液中諸如外來金屬之雜質及/或含有外來金屬之化合物的含量。為了本發明目的，外來金屬為除矽以外之所有金屬。過濾器之孔徑亦可由吸附劑之粒子間充填(interparticulate packing)產生。
作為吸附劑，較佳係使用有機胺基官能化之聚合吸附劑，令四氯化矽與該有機胺基官能化之聚合吸附劑接觸以減少通常包含外來金屬或含有外來金屬之化合物的雜質含量。此處，所使用之吸附劑基本上無水且無有機溶劑。吸附劑較佳係包含具有三級胺基及/或四級胺基之二乙烯苯交聯的聚苯乙烯樹脂，其中胺基係經乙基或甲基取代。較佳為Amberlyst A 21及Amberlyst A 26 OH，二者均為以具有三甲胺基或二甲胺基官能化聚合主鏈之二乙烯苯交聯的聚苯乙烯樹脂為底質之離子交換樹脂。
本發明同樣提出四氯化矽(尤其是矽、單矽烷或鹵矽 烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽)用於製備矽的用途，其中在與元素金屬還原劑反應之前藉由過濾使該四氯化矽去除存在該四氯化矽中之金屬雜質(尤其是微粒雜質)及藉由與吸附劑接觸去除液態液態或溶解之雜質，然後將以此方式處理之該四氯化矽與元素金屬還原劑反應。該四氯化矽較佳係與鈉或鋅反應，且獲得矽與對應之金屬氯化物，即氯化鈉及/或氯化鋅。
四氯化矽與鋅之反應較佳係於氣相反應器中進行，其中將氣態四氯化矽及氣態鋅二者引入溫度為900至1100℃，較佳為910至1090℃之溫度的反應區，且與彼此緊密混合。通常，四氯化矽及還原劑(此處為鋅)係以彼此為化學計量比使用，或較佳係使用比還原劑稍微過量之四氯化矽。從該氣相反應器移除氣態副產物及未反應之起始材料，且沉積純矽。氯化鋅可以氣態副產物之形式取出。
若使用鈉來還原，反應區中之溫度可在880至2000℃之範圍中。未反應之四氯化矽可與還原劑再次反應，且如上述隨意地去除溶解之雜質或固態雜質。
藉由還原所獲得之矽可隨後藉由熔融，尤其是完全熔融，較佳係接著進行一或更多個定向固化程序，而去除沸點低於矽之熔點的金屬及/或金屬鹽。該矽較佳係經去除氯化鈉、鈉、鋅及/或氯化鋅，且藉由定向固化進一步去除外來金屬。熟悉本技術之人士已知各種固化程序，包括以恆定熔融體積熔融之區或垂直布里奇曼(Bridgman)程 序、垂直梯度梯度凝固(vertical gradient freeze，VGF)程序、丘克拉斯基(Czochralski)程序或涅肯-基羅普羅斯(Nacken-Kyropoulos)程序。藉由定向固化製造之矽較佳係具有10-2至104 ohm×cm之範圍中的比電阻。
若該矽待用於太陽能應用，所製造之矽必須符合嚴格的純度要求。在該用途領域中，起始化合物中在mg/kg(ppm)範圍及μg/kg(ppb至ppt)範圍中之雜質造成干擾。由於週期表第III及V族元素之電子性質緣故，彼等造成特定問題，因此在矽中受該等元素之污染極限尤其低。例如，在五價磷及砷之例中，所形成之所產生的矽摻雜為n型半導體有問題。三價硼同樣導致不想要的所產生之矽摻雜，產生p型半導體。例如，存在純度為99.999%(5 9's)或99.9999%(6 9's)之太陽能級矽(Sisg)。製造半導體所需之矽(電子級矽，Sieg)需要更高純度。
本發明亦提出副產物四氯化矽用於製備高純度矽的用途，其包括以元素金屬還原劑還原，較佳係具有隨後熔融，例如定向固化程序及/或相分離，其中該純矽為具有下列雜質範圍之矽：鋁少於或等於5 ppm或在5 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是3 ppm至0.0001 ppt，較佳係0.8 ppm至0.0001 ppt，尤佳為0.6 ppm至0.0001 ppt，甚至更佳為0.1 ppm至0.0001 ppt，最佳為0.01 ppm至0.0001 ppt，以1 ppb至0.0001 ppt甚至更佳，a.硼少於10 ppm至0.0001 ppt，尤其是在5 ppm至0.0001 ppt之範圍內，較佳在3 ppm至0.0001 ppt之範 圍內，或尤佳在10 ppb至0.0001 ppt之範圍內，更佳在1 ppb至0.0001 ppt之範圍內，b.鈣少於或等於2 ppm，較佳在2 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是0.3 ppm至0.0001 ppt，較佳係0.01 ppm至0.0001 ppt，尤佳為1 ppb至0.0001 ppt，c.鐵少於或等於20 ppm，較佳係在10 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是0.6 ppm至0.0001 ppt，較佳係0.05 ppm至0.0001 ppt，尤佳為0.01 ppm至0.0001 ppt，最佳係1 ppb至0.0001 ppt；d.鎳少於或等於10 ppm，較佳係在5 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是0.5 ppm至0.0001 ppt，較佳係0.1 ppm至0.0001 ppt，尤佳為0.01 ppm至0.0001 ppt，最佳係1 ppb至0.0001 ppt，e.磷少於10 ppm至0.0001 ppt，較佳在5 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是少於3 ppm至0.0001 ppt，較佳係10 ppb至0.0001 ppt，最佳係1 ppb至0.0001 ppt，f.鈦少於或等於2 ppm，較佳係在少於或等於1 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是0.6 ppm至0.0001 ppt，較佳係0.1 ppm至0.0001 ppt，尤佳為0.01 ppm至0.0001 ppt，最佳係1 ppb至0.0001 ppt，及g.鋅少於或等於3 ppm，較佳係在少於或等於1 ppm至0.0001 ppt之範圍內，尤其是0.3 ppm至0.0001 ppt，較佳係0.1 ppm至0.0001 ppt，尤佳為0.01 ppm至 0.0001 ppt，最佳係1 ppb至0.0001 ppt。
此處，可尋求各種元素之偵測極限範圍的純度。此外，以來自定向固化中之熔體的直接產物形式獲得之矽中的上述元素之總污染係少於100 ppm(重量計)，較佳係少於10 ppm(重量計)，尤佳係少於5 ppm(重量計)。
為了該等目的，純元素金屬還原劑為具有99%之還原劑含量及不超過1%其他金屬化合物及/或其他金屬之污染的還原劑。金屬雜質為鐵、錳、鎳、銅、鋁、硼、鈣、磷、鈦、鋅。該還原劑更佳係具有99.9%之還原劑含量，尤佳為99.99%之還原劑。為製備太陽能級矽或半導體級矽，較佳係具有99.99%之還原劑含量，尤佳為99.9999%。該元素金屬還原劑較佳具有<1 ppm之外來金屬雜質的總含量。
以副產物形式獲得(尤其是以上述程序獲得)之四氯化矽的本發明用途之特定優點在於以此方式製備之矽直接為具有至少96重量%矽含量之工業級矽；尤其是其為具有99重量%矽含量之純矽，較佳為具有99.99重量%矽含量之高純度矽，尤佳為具有99.9999重量%矽含量之太陽能級矽或具有99.999999重量%矽含量之半導體級矽。同時，呈在太陽能級矽中之污染物的諸如鈉、鋅、鋁、硼、磷等外來金屬及/或含有外來金屬之化合物之總含量少於100 ppm(重量計)，較佳係少於10 ppm(重量計)，尤佳係少於5 ppm(重量計)。
該四氯化矽中之外來金屬含量及/或含有外來金屬的 化合物之含量在各例中以該金屬化合物計(尤其是獨立地)較佳係在<100 μg/kg至偵測極限的範圍中，尤其是低於25 μg/kg，較佳係低於15 μg/kg，尤佳係從0.1至10 μg/kg低至個別偵測極限。硼、鋁、鉀、鋰、鈉、鎂、鈣、鋅及/或鐵之含量較佳係低於所提及之值。四氯化矽中之硼與鐵的含量尤佳係低於所提及之含量。該等化合物經常以溶液形式存在四氯化矽中且可容易藉由吸附劑予以分離，例如BCl3。
該等外來金屬或含外來金屬之化合物通常為金屬鹵化物、金屬氫鹵化物及/或金屬氫化物，以及該等化合物之混合物。然而，從四氯化矽去除經有機基團(諸如烷基或芳基)官能化之金屬鹵化物、金屬氫鹵化物或金屬氫化物的結果亦非常良好。實例可為三氯化鋁或氯化鐵(III)，以及可源自連續程序之夾帶微粒金屬。
在本發明用途中，尤佳係i)藉由還原所獲得之矽係藉由熔融，尤其是完全熔融，尤其是接著進行一或更多個定向固化程序，而去除沸點低於矽之熔點的外來金屬及/或金屬鹽，尤其是外來金屬鹽。藉由定向固化製造之矽較佳係具有10-2至104 ohm×cm之範圍中的比電阻。作為上述之替代方案或另外，ii)藉由還原所獲得之矽係藉由冷卻(尤其是緩慢冷卻)期間之相分離，而去除沸點低於矽之熔點的外來金屬及/或金屬鹽，尤其是外來金屬鹽。相分離使得能可靠地從矽分離雜質、外來金屬及含有外來金屬之化合物。較佳係接著為一或多個用於定向固化的設 備。藉由定向固化製造之矽較佳係具有10-2至104 ohm×cm之範圍中的比電阻。基於本發明目的，從矽分離之上述金屬或金屬鹽算作外來金屬或含有外來金屬之化合物。
根據本發明製備之矽更佳係具有在10-6至1010 ohm×cm範圍內之比電阻，尤其是藉由以元素金屬還原劑還原所製備之矽具有在10-5至2×10-2 ohm×cm範圍內之比電阻。較佳係在不必在還原之後進一步純化以達到該電阻值，當其係源自上述程序之一且未因還原劑而引入顯著量雜質時尤其如此。
矽之含量或較佳為就金屬雜質而言的矽之純度為99.99至99.9999%，即為4n至6n，較佳為99.999至99.9999999%，即為5n至9n之高純度矽。矽之含量或較佳為就金屬雜質而言的矽之純度可藉由從該矽製造之Si層或Si棒的比電阻來測定。矽之比電阻的測量可用以測定矽之純度，以及間接測定所使用之四氯化矽的純度。
對於例如半導體或太陽能電池產物而言，週期表第3主族元素(習知為p型雜質)及第V主族元素(習知為n型雜質)的污染含量尤其關鍵。測定比電阻之方法適於偵測與量化極低之元素週期表第3及第5主族元素的污染濃度，其係因該等雜質影響矽層之比電阻。
比電阻(specific resistance(比電阻(specific electrical resistance)之簡稱，亦習知為電阻率)係材料之溫度相依常數，且以ρ表示。具有橫斷面積(與主體之縱軸垂直的部分)之導體的電阻係長度之常數，其為： R=ρ A/I，其中R為電阻，ρ為比電阻，I為長度且A為該導體的橫斷面積。因此，ρ可從測量一件具有已知幾何形狀之導體的電阻而測定。
為了本發明目的，電阻及層厚度之測量可藉由SRP(展阻探針(spreading resistance probe))法進行。為此目的，將一件經塗覆晶圓或於還原或定向固化之後的Si樣本以經界定角度向下研磨至基板。然後藉由以特定間距掃描整體範圍之兩點探針進行電阻測量，且各例中提供特定層厚度的電阻。層厚度亦可從研磨角度及位移長度來計算。層厚度之測定在完全均勻基板之例中是多餘的。該方法茲以數個標準更詳細說明，且設定上述製程。此處所使用之方法依照SEMI標準MF672及MF672所引用之MF674。SEMI標準MF672係SEMI標準MF525寬鬆。該等SEMI標準亦公告為ASTM標準(例如ASTM F 672-80)。測定矽之比電阻的方法亦可見DE 2010002342.6，其係以全文引用之方式併入本文中。
如此，測定比電阻之方法提供不必藉由應用於該矽之方法來直接測定雜質，而是藉由測量根據本發明獲得之矽的物理性質來間接測定，其中該物理性質(即，比電阻)受到存在該矽中之雜質濃度的關鍵性影響。元素週期表第3及第5主族元素的污染尤其影響矽之比電阻。
比電阻(specific resistance(比電阻(specific electrical resistance)之簡稱，亦習知為電阻率)係材料之溫度相依常數，且以ρ表示。具有橫斷面積(與主體之縱 軸垂直的部分)之導體的電阻係長度之常數，其為：R=ρ A/I，其中R為電阻，ρ為比電阻，I為長度且A為該導體的橫斷面積。因此，ρ可從測量一件具有已知幾何形狀之導體的電阻而測定。
為了進行該測量，除非試樣已呈成形體或試樣形式，否則係例如可藉由熔融、成形及隨後固化，而從根據本發明獲得之矽製造具有經界定尺寸之試樣。電阻及層厚度之測量係藉由SRP(展阻探針)法進行。為此目的，以以經界定角度研磨一件試樣。然後藉由以特定間距掃描整體範圍之兩點探針進行電阻測量，且各例中提供特定層厚度的電阻。層厚度亦可從研磨角度及位移長度來計算。該方法係以上述標準詳細說明且設定上述製程。
在尤佳具體實例中，四氯化矽副產物係用於工業製法中，即於工業製法中該四氯化矽係與元素金屬還原劑反應而產生矽及金屬氯化物。該反應較佳係接著進行定向固化以減少存在該矽中之外來金屬含量及任何矽氧化物及碳化矽的含量。為了本發明目的，工業製法為>50公斤之四氯化矽/小時與金屬還原劑之反應，尤其是>100公斤/小時，尤佳為>500公斤/小時。
本發明同樣提出所形成之金屬氯化物的用途，其可成為具有經濟價值之用途，因此構成根據本發明之四氯化矽副產物的用途之經濟效益。使用所獲得之氯化鈉作為道路砂礫值得特別強調，原因在於該氯化鈉係極便宜地以上述方法的產物形式獲得，且因該方法之故，其具有尤其低之 雜質範圍。此外，由於氣候變化，最近已發生具有大量雪及冰的漫長冬季，導致道路砂礫短缺。藉由本發明高品質產物的用途可以經濟方式對抗該短缺。
此外，i)該獲得之氯化鈉因根據本發明之用途而可用作：餐桌調味鹽/烹飪用鹽(根據食品規範之定義，例如餐桌調味鹽/烹飪用鹽可只含有1%的膠態矽石，最大值為20 ppm之六氰鐵酸鹽)、醃漬鹽；與氧化鐵用於畜牧業；作為道路砂礫、工業用鹽，尤其是與彩色標記用作道路砂礫，用於製造冷凍混合物，用於肥皂之鹽析，作為坑鹽；用於水處理，用於保存獸皮，用於製造吸入溶液，用於製造礦泉水，作為催吐劑，用於殺雜草，用於製造單晶，用於製造光學透鏡、窗戶、稜鏡，用於首威法以與碳酸鈣反應而產生碳酸鈉；作為起始材料，即作為藉由熔體電解來製造鈉的起始材料，作為用於氯鹼電解來製造氯及氫氧化鈉之起始材料，及/或ii)該氯化鋅可：在聚丙烯酸類纖維之製造中用於製造鹽浴，用作高性能電池(勒克朗社元件)中之電解質；助焊劑；路易斯酸，尤其是用作在有機合成中用於去除水及/或縮合的路易斯酸；用於油精煉；用於對金屬鍍鋅、鍍錫、鍍鉛；用於製造活性碳，作為上膠及織物整理液中之保存及吸濕添加劑，用於保留硫及甕染料，作為重氮化合物之安定劑；用於製造染料；用於製造混凝紙及硫化纖維；用於製造醫療清洗水、灼燒筆或糊劑，尤其是用於處理受感染之傷口及贅生物；作為消毒劑；用於製造照相術用之乳液，用於製造影印紙；作 為薄層層析術或紙層析術中之指示劑及/或用於製造碳酸鋅。此外，氯化鈉與氯化鋅二者均可藉由電解而轉化成鈉或鋅及氯，且可被送回本發明之用途。
一般用途實例
來自習知用於從TCS製備純Si之西門子法的副產物流(其含有STC及微量TCS、六氯二矽烷、五氯二矽烷及二氯二矽烷)係在反應器中與金屬鈉(純度99.8%)反應，而產生金屬Si及NaCl。在相分離之後，對於以此方式獲得之矽進行雙重定向固化。所形成之磚具有5 N(99.999%)之純度，且適用於太陽能應用。所獲得之氯化鈉在未進一步處理的情況下具有99.1%之純度，因此適用於工業應用。

Claims (15)

  1. 一種在矽、單矽烷或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽用於製備矽的用途，其特徵在於四氯化矽係與元素金屬還原劑反應以產生矽及金屬氯化物。
  2. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該在矽、單矽烷或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽係在未進一步純化之情況下與元素金屬還原劑反應。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之用途，其中使用鹼金屬、週期表過渡第2族元素或含有該等元素之至少一者的混合物作為元素金屬還原劑。
  4. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該四氯化矽為i)於氫存在下從三氯矽烷形成矽之西門子法(Siemens process)的副產物；ii)使用氯化氫從矽製備三氯矽烷的副產物；iii)單矽烷、一氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷及/或多鹵矽烷之製備中的歧化反應之副產物。
  5. 如申請專利範圍第1項之用途，其中使用鈉或鋅作為還原劑。
  6. 如申請專利範圍第1項之用途，其中所產生之矽係具有96重量%之矽含量的工業級矽，尤其是具有99重量%之矽含量的純矽，較佳為具有99.99重量%之矽含量的高純度矽，特佳為具有99.9999重量%之矽含量的太陽能級矽，或具有99.999999重量%之矽含量的半導體級矽。
  7. 如申請專利範圍第1項之用途，其中所製造之矽具有在10-6至1010 ohm×cm範圍內之比電阻，尤其是藉由該元素金屬還原劑還原所製造之矽具有在10-5至2×10-2 ohm×cm範圍內之比電阻。
  8. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該四氯化矽係與元素金屬還原劑反應以在工業製法，尤其是具有>50公斤/小時，較佳為>100公斤/小時，特佳為>500公斤/小時之生產量的製法中產生矽及金屬氯化物。
  9. 如申請專利範圍第1項之用途，其中在與還原劑反應之前，該四氯化矽中之金屬雜質係藉由過濾分離，液態雜質係藉由吸附劑分離，溶解之雜質係藉由吸附劑分離，或藉由上述方法之組合分離雜質。
  10. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該在矽、單矽烷或鹵矽烷之製備中以副產物形式獲得之四氯化矽係在與該還原劑反應之前藉由過濾去除該四氯化矽中之金屬雜質，藉由與吸附劑接觸去除液態雜質，藉由與吸附劑接觸去除溶解之雜質，或藉由上述方法之組合去除雜質，且經此種方式處理之該四氯化矽隨後係與元素金屬還原劑反應。
  11. 如申請專利範圍第1項之用途，其中i)藉由還原所獲得之矽係藉由熔融，尤其是接著進行一或更多個定向固化程序，而去除沸點低於矽之熔點的金屬及/或金屬鹽；ii)藉由還原所獲得之矽係於冷卻期間藉由相分離， 尤其是接著進行一或更多個定向固化程序，而與沸點高於矽之熔點的金屬及/或金屬鹽分離。
  12. 如申請專利範圍第11項之用途，其中藉由還原所獲得之矽在定向固化之後的比電阻在10-2至104 ohm×cm之範圍內。
  13. 如申請專利範圍第1項之用途，其中獲得氯化鈉及/或氯化鋅作為金屬氯化物。
  14. 如申請專利範圍第13項之用途，其中i)該氯化鈉係用作餐桌調味鹽/烹飪用鹽、醃漬鹽；與氧化鐵用於畜牧業；作為道路砂礫、工業用鹽，尤其是與彩色標記用作道路砂礫，用於製造冷凍混合物，坑鹽(pit salt)；用於水處理，用於保存獸皮，用於製造吸入溶液，用於製造礦泉水，作為催吐劑，用於殺雜草，用於首威(Solvay)法以與碳酸鈣反應而產生碳酸鈉；作為藉由熔體電解來製造鈉的起始材料，作為用於氯鹼電解來製造氯及氫氧化鈉之起始材料；及ii)該氯化鋅在聚丙烯酸類纖維之製造中用於製造鹽浴，用作高性能電池(勒克朗社元件(Leclanche element))中之電解質；助焊劑；路易斯酸，尤其是用作在有機合成中用於去除水及/或縮合的路易斯酸；用於油精煉；用於對金屬鍍鋅、鍍錫、鍍鉛；用於製造活性碳，作為上膠及織物整理液中之保存及吸濕添加劑，用於保留硫及甕染料，作為重氮化合物之安定劑；用於製造染料；用於製造混凝紙(papier-mâché)及硫化纖維；用於製造 醫療清洗水、灼燒筆(cauterizing pencil)或糊劑，尤其是用於處理傷口及贅生物；作為消毒劑；用於製造照相術用之乳液，用於製造影印紙；作為薄層層析術或紙層析術中之指示劑及/或用於製造碳酸鋅。
  15. 一種如申請專利範圍第1項之副產物四氯化矽用於製備高純度矽的用途，其包括以元素金屬還原劑還原，其中該矽具有下列雜質範圍，a)鋁少於或等於5 ppm，較佳為在5 ppm至0.0001 ppt之範圍內，b)鈣少於或等於2 ppm，較佳為在2 ppm至0.0001 ppt之範圍內，c)鐵少於或等於20 ppm，較佳為在10 ppm至0.0001 ppt之範圍內，d)鎳少於或等於10 ppm，較佳為在5 ppm至0.0001 ppt之範圍內，e)磷少於10 ppm至0.0001 ppt，f)鈦少於或等於2 ppm，較佳為少於或等於1 ppm至0.0001 ppt，g)鋅少於或等於3 ppm，較佳為少於或等於1 ppm至0.0001 ppt。
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