專利名稱：三氯硅烷制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將四氯化硅轉(zhuǎn)換為三氯硅烷的三氯硅烷制造裝置。
本發(fā)明基于2006年10月31日在日本提出申請的特愿2006-297035 號以及2007年10月3日在日本提出申請的特愿2007-259446號主張優(yōu) 先權(quán)，這里援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為用來制造高純度硅(si:硅)的原料使用的三氯硅烷(snaci3)
可以通過使四氯化硅(SiCl4:四氯化硅)與氫反應(yīng)轉(zhuǎn)換來制造。
即，硅通過基于以下的反應(yīng)式(1) (2)的三氯硅烷的還原反應(yīng) 和熱分解反應(yīng)生成，三氯硅烷通過基于以下的反應(yīng)式(3)的轉(zhuǎn)換反應(yīng) 生成。
S^C13+H2 -Si+3HCI ...... (1)
4SiHCl3 — Si+3SiCl4+2H2 ……(2)
SiCl4+H2 — SiHCb+HCl ……(3)
作為制造該三氯硅烷的裝置，例如在專利文獻(xiàn)l (特許第3781439 號公報)中，提出了下述反應(yīng)器被發(fā)熱體包圍的反應(yīng)室為具有由同 心配置的兩個管形成的外室和內(nèi)室的雙層室設(shè)計，經(jīng)由設(shè)在該反應(yīng)室 的下部的熱交換器對反應(yīng)室從下方供給氫與四氯化硅的供給氣體，并 且將反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)室的下方排出，在該反應(yīng)器中，在上述熱交 換器中，被供給到反應(yīng)室中的供給氣體被從由反應(yīng)室排出的反應(yīng)生成 氣體傳遞熱而被預(yù)熱，并且進(jìn)行排出的反應(yīng)生成氣體的冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
在上述以往的技術(shù)中，存在以下的問題。
即，在上述以往的三氯硅烷的制造裝置中，通過與由設(shè)在反應(yīng)室 的下部的熱交換器供給的供給氣體熱交換來進(jìn)行供給氣體的預(yù)熱，但 是有一旦從反應(yīng)室排出的反應(yīng)生成氣體溫度下降、不能充分地得到向 供給氣體的預(yù)熱效果的不良狀況。此外，在反應(yīng)室的外部需要另外設(shè)置熱交換器，有裝置整體大型化并且高成本化的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種能夠通過與反
應(yīng)生成氣體的熱交換將供給氣體有效地預(yù)熱、并且能夠?qū)崿F(xiàn)裝置整體
的小型化及低成本化的三氯硅烷制造裝置。
本發(fā)明為了解決上述問題，采用了以下的結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的三
氯硅烷制造裝置的特征在于，具備反應(yīng)容器，在內(nèi)部的反應(yīng)流路中 被供給包括四氯化硅和氫的供給氣體，生成包括三氯硅烷與氯化氫的 反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)，將上述反應(yīng)容器的內(nèi)部加熱；氣體供給部， 將上述供給氣體供給到上述反應(yīng)容器內(nèi)；氣體排氣部，將上迷反應(yīng)生 成氣體從上述反應(yīng)容器排出到外部；上述反應(yīng)流路具有供給側(cè)流路， 在上述反應(yīng)容器的中央部連接在上迷氣體供給部上，使上述供給氣體 一邊在上述反應(yīng)容器內(nèi)折回一邊朝向外側(cè)流動；返回流路，連接在上 述供給側(cè)流路的下游端，到達(dá)上述反應(yīng)容器的中央部；排出側(cè)流路， 連接在上述返回流路的下游端，相鄰于上述反應(yīng)容器的中央部的上述 供給側(cè)流路而配設(shè)，連接在上迷氣體排氣部上。
在該三氯硅烷制造裝置中，在供給側(cè)流路中，供給氣體一邊從反 應(yīng)容器的中央部折回一邊朝向外側(cè)流動， 一邊被加熱一邊成為反應(yīng)生
成氣體。并且，在通過返回流路使包括反應(yīng)生成氣體的氣體回到反應(yīng) 容器的中央部后，在相鄰于供給側(cè)流路的排出側(cè)流路中流通時，在流 過供給側(cè)流路的供給氣體與流過排出側(cè)流路的高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣 體之間進(jìn)行熱交換，將供給氣體預(yù)熱。因而，在該三氯硅烷制造裝置 中，由于具有通過返回流路使高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體回到相鄰于供 給側(cè)流路的排出側(cè)流路中的構(gòu)造，所以能夠在從反應(yīng)容器排出之前將 反應(yīng)生成氣體維持著高溫狀態(tài)而與供給氣體熱交換，能夠高效地進(jìn)行 供給氣體的預(yù)熱。此外，由于在反應(yīng)容器內(nèi)具備熱交換機(jī)構(gòu)，所以不 需要在外部另外設(shè)置熱交換器，能夠使裝置整體小型化，并且能夠降 低裝置成本。
在上述三氯硅烷制造裝置中，氣體供給部也可以是氣體供給管， 氣體排氣部也可以是氣體排氣管。
此外，上迷本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置也可以是，具備多個上述 氣體排氣部；在上述排出側(cè)流路的下游端連接著多個上述氣體排氣部。 在該三氯硅烷制造裝置中，由于在排出側(cè)流路的下游端上連結(jié)有多個氣體排氣部，所以通過將高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體朝向多個氣體排氣 部分開排出來提高冷卻效果，并且能夠與外部在多個部位進(jìn)行熱交換， 能夠進(jìn)行迅速冷卻。即，四氯化硅向三氯硅烷的轉(zhuǎn)換反應(yīng)如果不將排 出的反應(yīng)生成氣體迅速冷卻則也會發(fā)生恢復(fù)為原來物質(zhì)的逆反應(yīng)，但 通過由從上述多個氣體排氣部的排出將反應(yīng)生成氣體迅速冷卻，能夠 提高向三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率。
上述三氯硅烷制造裝置也可以是，構(gòu)成反應(yīng)容器的部材由碳形成。 上述三氯硅烷制造裝置也可以是，上述碳的表面用碳化硅涂層。
在該三氯硅烷制造裝置中，由于由用碳化硅(SiC)涂層的碳構(gòu)成反應(yīng)
容器，所以與用碳純凈材料構(gòu)成的情況相比能夠設(shè)定為高溫，能夠與 更高溫度的反應(yīng)生成氣體熱交換，能夠得到較高的預(yù)熱效果。此外，
能夠防止碳與供給氣體及反應(yīng)生成氣體中的氫、氯硅烷及氯化氫(HCI) 反應(yīng)、生成甲烷、甲基氯硅烷、碳化硅等而成為不純物，能夠得到純 度較高的三氯硅烷。
此外，上述本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置也可以是，具備收納上述 反應(yīng)容器及上述加熱機(jī)構(gòu)的收納容器；具備將氬氣供給到上述收納容 器內(nèi)的氬氣供給機(jī)構(gòu)。在該三氯硅烷制造裝置中，由于通過氬氣供給 機(jī)構(gòu)將氬氣供給到收納容器內(nèi)，所以通過用氬氣使反應(yīng)容器周圍成為 加壓狀態(tài)，能夠防止供給氣體或反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)容器泄漏。由此， 能夠防止從反應(yīng)容器泄漏的供給氣體或反應(yīng)生成氣體與在反應(yīng)容器外 側(cè)的加熱機(jī)構(gòu)等中使用的碳反應(yīng)，
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮以下的效果。
根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置，由于具有通過返回流路使
造，所以能夠^從反應(yīng)容i排出之前將反應(yīng)^成氣體維持著高溫狀態(tài) 而與供給氣體熱交換，能夠高效地進(jìn)行供給氣體的預(yù)熱。此外，由于 在反應(yīng)容器內(nèi)具備熱交換機(jī)構(gòu)，所以能夠使裝置整體小型化，并且能 夠降低裝置成本。因而，能夠在得到小型而低成本的裝置的同時、加 熱效率良好地得到較高的三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置的一實施方式的簡略的剖視圖。
圖2是沿著圖1的A-A線的向視剖視圖。 圖3是沿著圖1的B-B線的向視剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1或圖2說明有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置的一 實施方式。
本實施方式的三氯硅烷制造裝置如圖1所示，具備將四氯化硅和 氫的供給氣體供給到內(nèi)部的氣體流路中并通過轉(zhuǎn)換反應(yīng)生成三氯硅烷 和氯化氫的反應(yīng)生成氣體的反應(yīng)容器1、配設(shè)在反應(yīng)容器1的周圍而將 反應(yīng)容器1從外側(cè)加熱的加熱機(jī)構(gòu)2、將供給氣體供給到反應(yīng)容器1內(nèi) 的氣體供給管3、從反應(yīng)容器1將反應(yīng)生成氣體排出到外部的多個氣體 排氣管4、覆蓋反應(yīng)容器1及加熱機(jī)構(gòu)2的周圍而配設(shè)的隔熱部件5、 收納反應(yīng)容器l、加熱機(jī)構(gòu)2及隔熱部件5的收納容器6、和對收納容 器6內(nèi)供給氬氣(Ar)的氬氣供給機(jī)構(gòu)7。
上述反應(yīng)容器1內(nèi)的反應(yīng)流路具有在反應(yīng)容器1的中央部與氣體 供給管3連接、使供給氣體一邊在反應(yīng)容器1內(nèi)沿上下折回一邊朝向 外側(cè)流動的供給側(cè)流路Fl、連 接在供給側(cè)流路Fl的下游端上而使生 成的反應(yīng)生成氣體回到反應(yīng)容器1的中央部的返回流路F2、和連接在 返回流路F2的下游端上并且與配設(shè)在反應(yīng)容器1的中央部的供給側(cè)流 路F1相鄰而配設(shè)的排出側(cè)流路F3。
為了構(gòu)成該反應(yīng)流路F1 ~F3，反應(yīng)容器1如圖1及圖2所示，具 備從內(nèi)側(cè)開始依次同心配置且內(nèi)徑不同的圓筒狀的第1 ~第6反應(yīng)筒壁 9a-9f、支承第1~第3反應(yīng)筒壁9a-9c的上部的第1上部圓板21、 支承第4~第6反應(yīng)筒壁9d~9f的上部的第2上部圓板22、支承第1 -第5反應(yīng)筒壁9a-9e的下部的第1下部圓板23、支承第6反應(yīng)筒壁9f 的下部的第2下部圓板24、和在第2下部圓板24上支承第1下部圓板 23且與第1及第2反應(yīng)筒壁9a、9b分別同徑同心的第1間隔筒部件25 及第2間隔筒部件26。
上述第1 ~第6反應(yīng)筒壁9a 9f將反應(yīng)容器1的內(nèi)部空間的大部 分劃分為中央的柱狀的小空間lla、和其周圍的多個筒狀的小空間 。第1上部圓板21比第2上部圓板22小徑地形成，隔開既定間隔配 設(shè)在笫2上部圓板22的下方，在這些兩上部圃板2K 22之間形成有水 平的小空間30a。此外，第1下部圓板23比第2下部圓板24小徑地形 成，經(jīng)由第1間隔筒部件25及第2間隔筒部件26隔開既定間隔配設(shè)在 第2下部圓板24的上方，在兩下部圓板23、 24之間形成有水平的小空 間30b。
在第1下部圓板23及第2下部圓板24上，形成有第1中心孔23a 及第2中心孔24a，經(jīng)由這些第1中心孔23a及第2中心孔24a，第1 反應(yīng)筒壁9a的內(nèi)側(cè)的小空間lla連通到第1間隔筒部件25及后述的供 給用連結(jié)管13。此外，在第1上部圓板21上也形成有第3中心孔21a， 在該第3中心孔21a上連通著第l反應(yīng)筒壁9a內(nèi)的小空間lla的上端 開口部，使該小空間11a成為連通到兩上部圓板21、 22之間的水平的 小空間30a的狀態(tài)。
在第1下部圓板23上，形成有在第1中心孔23a的外周側(cè)沿周向 配設(shè)有多個的第1貫通孔23b、和在比這些第1貫通孔23b靠外周側(cè)沿 周向配設(shè)有多個的第2貫通孔23c。此外，在第2下部圓板24上，形 成有在第2中心孔24a的外周側(cè)沿周向配設(shè)有多個的第3貫通孔24b。 和在比這些第4貫通孔22b靠內(nèi)側(cè)沿周向配設(shè)有多個的第5貫通孔22c。
在第2反應(yīng)筒壁9b及第5反應(yīng)筒壁9e的上部，沿周向形成有多個 流通用貫通孔IO。此外，在第4反應(yīng)筒壁9d的下部上也沿周向形成有 多個流通用貫通孔10。
上述氣體供給管3及氣體排氣管4將上端固定在收納容器6下部， 分別連通到形成在收納容器6下部的供給孔6a及排氣孔6b。在該收納 容器6的下部上，貫通隔熱部件5而在中央部設(shè)有供給用連結(jié)管13, 并且如圖1及圖3所示，與該供給用連結(jié)管13同心狀地貫通隔熱部件 5而設(shè)有兩個筒體14A、 14B，在這些筒體14A、 14B之間以筒狀形成 有排氣用連結(jié)流路32。并且，上述供給孔6a及排氣孔6b的上端開口 部分別連通到供給用連結(jié)管13及排氣用連結(jié)流路32的下端開口部。
上述供給用連結(jié)管13通過其上端支承笫2下部圓板24的中央下表 面，并且上端開口部連通到第2中心孔24a。此外，構(gòu)成排氣用連結(jié)流 路32的筒體14A、 14B中的外側(cè)的筒體14A形成得比內(nèi)側(cè)的筒體14B 長，將上述第2下部圓板24的外周緣部載置在該外側(cè)的筒體14A上，在該第2下部圃板24的下方形成水平流路33。通過該構(gòu)造，名夂氣用連 結(jié)流路32經(jīng)由該水平流路33將上端開口部連通到第3貫通孔24b。
上述氣體排氣管4如圖3所示，沿排氣用連結(jié)流路32的周向等間 隔地配置有8根。
在氣體供給管3上連接有供給氣體的供給源(圖示略)，在氣體 排氣管4中，通過管內(nèi)的壓力差將反應(yīng)生成氣體向外部排出，但也可 以連接排氣用泵。
構(gòu)成反應(yīng)容器1的上述各部件在該實施方式的情況下，第1~第6 反應(yīng)筒壁9a-9f、第1上部圓板21、第2上部圓板22、第1下部圃板 23、第2下部圓板24、第1間隔筒部件25及第2間隔筒部件26等分 別由碳形成，并且在該碳的表面上涂層有碳化硅。
上述收納容器6由筒狀壁35、將其兩端堵塞的底板部36及頂板部 37構(gòu)成，是不銹鋼制。
上述加熱機(jī)構(gòu)2具備配設(shè)在反應(yīng)容器1的周圍以使其包圍反應(yīng)容 器1的作為發(fā)熱體的加熱器部15、和連接在該加熱器部15上、用來使 電流流到加熱器部15中的電極部16。該電極部16連接在未圖示的電 源上。上述加熱器部15由碳形成。此外，加熱機(jī)構(gòu)2進(jìn)行加熱控制以
使反應(yīng)容器i內(nèi)成為soot: - uoox:的范圍內(nèi)的溫度。另外，如果將反
應(yīng)容器1內(nèi)設(shè)定為1200匸以上，則轉(zhuǎn)換率提高。此外，也可以導(dǎo)入乙 硅烷類而將硅烷類取出。
上述隔熱部件5例如由碳形成，分別安裝在收納容器6的筒狀壁 35的內(nèi)壁面、底板部36的上表面、頂板部37的下表面上，以使其內(nèi) 貼在收納容器6上。
另外，在上述第2上部圓板22的下表面上，固定有突出到反應(yīng)流 路F1 -F3中的最外側(cè)的小空間llf內(nèi)的溫度傳感器S。 一邊通過該溫 度傳感器S測量溫度， 一邊通過加熱機(jī)構(gòu)2進(jìn)行溫度控制。
上迷氬氣供給機(jī)構(gòu)7具備貫通收納容器6的下部及隔熱部件5而 前端突出到收納容器6內(nèi)的氬氣供給管17、和連接在氬氣供給管17上 的氬氣供給源18。另外，該氬氣供給機(jī)構(gòu)7進(jìn)行氬氣的供給控制，以 使收納容器6內(nèi)成為既定的加壓狀態(tài)。另外，在收納容器6的上部， 連接有用來進(jìn)行內(nèi)部環(huán)境氣體的置換及氬氣的排氣的容器用泵(圖示 略)。參照圖1以下對本實施方式的三氯硅烷制造裝置的氣體的流動進(jìn) 行說明。
首先，從氣體供給管3經(jīng)由供給用連結(jié)管13導(dǎo)入的供給氣體經(jīng)由 第1間隔筒部件25的內(nèi)側(cè)空間在第l反應(yīng)筒壁9a內(nèi)的小空間lla中向 上方流動，經(jīng)由第1上部圓板21的第2中心孔21a流到第1上部圓板 21與第2上部圃板22之間的水平的小空間30a中后，在外側(cè)的第3反 應(yīng)筒壁9c與第4反應(yīng)筒壁9d之間的筒狀的小空間lld中向下方流動。
接著，供給氣體經(jīng)由第4反應(yīng)筒壁9d的流通用貫通孔10移動到 外側(cè)的第4反應(yīng)筒壁9d與第5反應(yīng)筒壁9e之間的筒狀的小空間lie 中并向上方流動。進(jìn)而，供給氣體從第5反應(yīng)筒壁9e的流通用貫通孔 10移動到最外側(cè)的第5反應(yīng)筒壁9e與第6反應(yīng)筒壁9f之間的小空間 llf中并向下方流動。即，由從第1間隔筒部件25的內(nèi)側(cè)空間到第1 反應(yīng)筒壁9a的內(nèi)側(cè)的小空間lla、兩上部圓板21、 22之間的水平的小 空間30a、從笫3反應(yīng)筒壁9c到第6反應(yīng)筒壁9f的3個筒狀的小空間 lid ~ llf以及使它們連通的流通用貫通孔IO構(gòu)成的路徑為供給側(cè)流路 Fl。供給氣體在流動到這里的期間中被加熱而成為反應(yīng)生成氣體。
因而，進(jìn)行設(shè)定，以使得供給到第1反應(yīng)筒壁9a的內(nèi)側(cè)的小空間 lla中的供給氣體一邊被加熱， 一邊經(jīng)由多個流通用貫通孔10等向外 側(cè)依次流動并反應(yīng)而成為反應(yīng)生成氣體。并且，設(shè)定為，氣體隨著在 該供給側(cè)流路Fl中沿半徑方向移動而在上下交錯地配設(shè)的流通用貫通 孔IO之間流動，〗吏氣體的流動方向反復(fù)變4匕為上方向和下方向。另外， 在圖中，將氣體的流動方向用箭頭表示。
接著，生成的反應(yīng)生成氣體從第5反應(yīng)筒壁9e與第6反應(yīng)筒壁9f 之間的小空間llf通過第1下部圓板23與第2下部圓板24之間的水平 的小空間30b回到反應(yīng)容器1的中央部，即，第1下部圓板23與第2 下部圃板24之間的小空間30b為返回流路F2。進(jìn)而，反應(yīng)生成氣體經(jīng) 由第1下部圓板23的第2貫通孔23c被導(dǎo)入到笫2反應(yīng)筒壁9b與第3 反應(yīng)筒壁9c之間的小空間llc中，朝向上方流動。
此時，在經(jīng)由第3反應(yīng)筒壁9c相鄰的、在第3反應(yīng)筒壁9c與第4 反應(yīng)筒壁9d之間的小空間lld中流動的供給氣體與反應(yīng)生成氣體之間 進(jìn)行熱交換。
接著，反應(yīng)生成氣體經(jīng)由第2反應(yīng)筒壁9b的流通用貫通孔10流入到第1反應(yīng)筒壁9a與第2反應(yīng)筒壁9b之間的小空間lib中，向下方 流動。此時，在經(jīng)由第1反應(yīng)筒壁9a相鄰的、在第1反應(yīng)筒壁9a內(nèi)的 小空間lla中流動的供給氣體與反應(yīng)生成氣體之間進(jìn)行熱交換。即， 通過第2反應(yīng)筒壁9b與第3反應(yīng)筒壁9c之間以及第1反應(yīng)筒壁9a與 第2反應(yīng)筒壁9b之間的兩小空間llc、 llb、和將這些小空間Uc、 lib 連通的連通用貫通孔IO，構(gòu)成排出側(cè)流路F3。
然后，反應(yīng)生成氣體依次經(jīng)由第1下部圓板23的第1貫通孔23b、 第1間隔筒部件25與第2間隔筒部件26之間、笫2下部圓板24的第 3貫通孔24b、水平流路33、排氣用連結(jié)流路32及排氣孔6b被從多個 氣體排氣管4向外部排出。
這樣，在本實施方式中，在供給側(cè)流路F1中，供給氣體從反應(yīng)容 器1的中央部一邊沿上下4斤回一邊朝向外側(cè)流動， 一邊被加熱一邊成 為反應(yīng)生成氣體。接著，通過返回流路F2使反應(yīng)生成氣體回到反應(yīng)容 器1的中央部之后，在通過相鄰于供給側(cè)流路F1的排出側(cè)流路F3時， 由流過供給側(cè)流路Fl的供給氣體與流過排出側(cè)流路F3的高溫狀態(tài)的 反應(yīng)生成氣體進(jìn)行熱交換，將供給氣體預(yù)熱。
因而，在該三氯硅烷制造裝置中，由于具有通過返回流路F2使高 溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體回到與供給側(cè)流路Fl相鄰的排出側(cè)流路F3中 的構(gòu)造，所以在從反應(yīng)容器1排出之前能夠使反應(yīng)生成氣體維持著高 溫狀態(tài)而與供給氣體熱交換，能夠高效地進(jìn)行供給氣體的預(yù)熱。此外， 由于在反應(yīng)容器1內(nèi)具備熱交換機(jī)構(gòu)，所以不需要在外部另外設(shè)置熱 交換器，能夠使裝置整體小型化，并且能夠降低裝置成本。
此外，由于在排出側(cè)流路F3的下游端連結(jié)有多個氣體排氣管4， 所以通過將高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體在多根中與外部熱交換并從冷卻 效果較高的氣體排氣管4排出，能夠進(jìn)行迅速冷卻。即，由于從多個 氣體排氣管4的排出使反應(yīng)生成氣體迅速冷卻，能夠抑制三氯硅烷的 轉(zhuǎn)換的逆反應(yīng)，提高三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率。
進(jìn)而，由于通過由碳化硅(SiC)涂層的碳構(gòu)成反應(yīng)容器1，所以 與由碳純凈材料構(gòu)成的情況相比能夠設(shè)定為高溫，能夠與更高溫度的 反應(yīng)生成氣體熱交換，能夠得到較高的預(yù)熱效果。此外，能夠防止碳 與供給氣體及反應(yīng)生成氣體中的氫、氯硅烷及氯化氫(HC1)反應(yīng)、生 成甲烷、甲基氯硅烷、碳化硅等而成為不純物，能夠得到純度較高的三氣娃坑。
另外，各反應(yīng)筒壁9a~9f受加熱機(jī)構(gòu)2加熱而發(fā)生熱膨脹，在此 情況下，由于在外側(cè)配置有加熱機(jī)構(gòu)2，所以外側(cè)的反應(yīng)筒壁9f因被 加熱最多而有熱膨脹也變大的傾向，但由于通過返回流路F2使成為高 溫的反應(yīng)生成氣體回到相鄰于供給側(cè)流路Fl的排出側(cè)流路F3中，在 流過兩者的氣體之間進(jìn)行熱交換，所以能夠減小半徑方向的溫度差， 能夠減小在反應(yīng)容器1內(nèi)的結(jié)構(gòu)部件(特別是沿徑向配置的兩上部圓 板21、 22、下部圓板23、 24)中產(chǎn)生的熱應(yīng)變。
配置在外側(cè)的反應(yīng)筒壁9d-9f的上端上的第2上部圓板22在圖1 所示的例子中為接觸在隔熱部件5上的狀態(tài)，因此，反應(yīng)筒壁9d-9f 的熱膨脹力直接作用在隔熱部件5上，但作為該隔熱部件5，是具有能 夠吸收其熱膨脹的緩沖性的結(jié)構(gòu)。此外，也可以考慮到反應(yīng)筒壁9d~ 9f的熱膨脹量而在隔熱部件5與第2上部圓板22之間設(shè)置間隙。
此外，由于通過氬氣供給機(jī)構(gòu)7將氬氣供給到收納容器6內(nèi)，所 以通過用氬氣使反應(yīng)容器1周圍成為加壓狀態(tài)，能夠防止供給氣體或 反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)容器1泄漏。由此，能夠防止從反應(yīng)容器泄漏的 供給氣體或反應(yīng)生成氣體與在反應(yīng)容器1外側(cè)的加熱機(jī)構(gòu)2等中使用 的碳反應(yīng)。
另外，在將氬氣作為吹掃用氣體供給的情況下，通過氬氣供給機(jī) 構(gòu)7從收納容器6的下部供給氬氣，所以通過加熱器部15的加熱朝上 生成自然對流。并且，通過從連接在收納容器6上部的容器用泵吸引， 吹掃用氣體從下向上順利地流動并穿過，由此能夠得到較高的吹掃效 果。
另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā) 明的主旨的范圍內(nèi)能夠加以各種變更。
例如，在上述實施方式中，使用了 6個第1~笫6反應(yīng)筒壁9a-9f， 但也可以采用6以外的個數(shù)的反應(yīng)筒壁。另外，如果反應(yīng)筒壁的個數(shù) 較多，則傳熱面積增加而能量效率變高，另一方面加熱機(jī)構(gòu)2的輻射 熱變得難以向內(nèi)側(cè)傳遞而加熱效果降低，所以反應(yīng)筒壁根據(jù)氣體流量 及裝置整體的大小而設(shè)定為適當(dāng)?shù)膫€數(shù)。
此外，也可以在收納容器5的壁內(nèi)部形成使水等冷媒流通的冷媒 路徑、附加冷卻機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，在相互的周面間形成流路的兩反應(yīng)筒壁的流通用貫通孔10
也可以不僅在上下位置、相互在周向上也錯開形成，在此情況下，能
夠使流通用貫通孔IO之間的流路變得更長。此外，也可以不是貫通孔，
而做成由形成在反應(yīng)筒壁的上端部或下端部上的切口構(gòu)成的流通用貫通部。
此外，在上述實施方式中，將排氣用連結(jié)流路32形成在一組筒體 14A、 14B之間，但也可以將一個筒體配置為使其包圍供給用連結(jié)管13 的周圍而形成雙層筒狀，在其之間形成排氣用連結(jié)流路。在此情況下， 也可以形成為氣體排氣管包圍氣體供給管3的周圍的雙層管狀。
此外，在上述實施方式中，也可以將氣體供給管3與氣體排氣管4 的位置設(shè)定為相反、在同樣的裝置構(gòu)造中使氣體的入口與出口相反而 使氣體的流動相反。
工業(yè)實用性
根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置，能夠通過將反應(yīng)生成氣體 維持著高溫狀態(tài)而與供給氣體熱交換來高效地進(jìn)行供給氣體的預(yù)熱。 此外，由于在反應(yīng)容器內(nèi)具備熱交換機(jī)構(gòu)，所以能夠使裝置整體小型 化，并且能夠降低裝置成本。因而，能夠在實現(xiàn)小型且低成本的裝置 的同時加熱效率良好地得到較高的三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率。
權(quán)利要求
1、一種三氯硅烷制造裝置，其特征在于，具備反應(yīng)容器，在內(nèi)部的反應(yīng)流路中被供給包括四氯化硅和氫的供給氣體，生成包括三氯硅烷與氯化氫的反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)，將上述反應(yīng)容器的內(nèi)部加熱；氣體供給部，將上述供給氣體供給到上述反應(yīng)容器內(nèi)；氣體排氣部，將上述反應(yīng)生成氣體從上述反應(yīng)容器排出到外部；上述反應(yīng)流路具有供給側(cè)流路，在上述反應(yīng)容器的中央部連接在上述氣體供給部上，使上述供給氣體一邊在上述反應(yīng)容器內(nèi)折回一邊朝向外側(cè)流動；返回流路，連接在上述供給側(cè)流路的下游端，到達(dá)上述反應(yīng)容器的中央部；排出側(cè)流路，連接在上述返回流路的下游端，相鄰于上述反應(yīng)容器的中央部的上述供給側(cè)流路而配設(shè)，連接在上述氣體排氣部上。
2、 如權(quán)利要求1所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于， 具備多個上述氣體排氣部；在上述排出側(cè)流路的下游端連接著多個上述氣體排氣部。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于， 構(gòu)成上述反應(yīng)容器的部材由碳形成。
4、 如權(quán)利要求3所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于， 上述碳的表面用碳化硅涂層。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于， 具備收納上迷反應(yīng)容器及上述加熱機(jī)構(gòu)的收納容器； 具備將氬氣供給到上述收納容器內(nèi)的氬氣供 >給機(jī)構(gòu)。
6、 如權(quán)利要求3所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于， 具備收納上述反應(yīng)容器及上述加熱機(jī)構(gòu)的收納容器； 具備將氬氣供給到上述收納容器內(nèi)的氬氣供給機(jī)構(gòu)。
7、 如權(quán)利要求4所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于， 具備收納上述反應(yīng)容器及上述加熱機(jī)構(gòu)的收納容器； 具備將氬氣供給到上述收納容器內(nèi)的氬氣供給機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種三氯硅烷制造裝置，具備反應(yīng)容器，在內(nèi)部的反應(yīng)流路中被供給包括四氯化硅和氫的供給氣體，生成包括三氯硅烷與氯化氫的反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)，將反應(yīng)容器的內(nèi)部加熱；氣體供給部，將供給氣體供給到反應(yīng)容器內(nèi)；氣體排氣部，將反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)容器排出到外部；反應(yīng)流路具有供給側(cè)流路，在反應(yīng)容器的中央部連接在氣體供給部上，使供給氣體一邊在反應(yīng)容器內(nèi)折回一邊朝向外側(cè)流動；返回流路，連接在供給側(cè)流路的下游端，到達(dá)反應(yīng)容器的中央部；排出側(cè)流路，連接在返回流路的下游端，相鄰于反應(yīng)容器的中央部的供給側(cè)流路而配設(shè)，連接在氣體排氣部上。
文檔編號C01B33/107GK101421189SQ20078001270
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者伊藤秀男, 清水祐司, 石井敏由記 申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社