一种利用盐酸和四氯化硅制备多晶硅的系统及方法

摘要

本发明公开了一种制备多晶硅的系统，包括SiHCl₃合成系统、氯硅烷分离系统和多晶硅制备系统，原料在合成系统反应得氯硅烷混合物，经分离后SiH₂Cl₂、SiCl₄返回合成系统，SiHCl₃纯化后进入多晶硅制备系统，多晶硅制备系统包括三氯氢硅还原系统、尾气分离系统和四氯化硅氢化系统，制备多晶硅的尾气经尾气分离后HCl、杂质排残物返回SiHCl₃合成系统，H₂、SiH₂Cl₂和SiHCl₃返回三氯氢硅还原系统，SiCl₄进入四氯化硅氢化系统与H₂反应，反应产物返回尾气分离系统。本发明还公开了与该系统对应的多晶硅制备方法。本发明按各种物料纯度分级循环，避免高纯物料与粗品物料混合带来的反复纯化。

主权项

一种利用盐酸和四氯化硅制备多晶硅的系统，其特征在于：包括SiHCl₃合成系统、氯硅烷分离系统和多晶硅制备系统，SiCl₄、H₂、HCl和工业硅粉在SiHCl₃合成系统反应得到含有SiHCl₃的氯硅烷混合物，所述氯硅烷混合物经氯硅烷分离系统分离得到粗品SiH₂Cl₂、SiCl₄和SiHCl₃，粗品SiH₂Cl₂和粗品SiCl₄返回SiHCl₃合成系统，粗品SiHCl₃经纯化后进入多晶硅制备系统与H₂反应制备多晶硅；所述SiHCl₃合成系统包括流化床反应器和树脂催化塔，HCl和工业硅粉以及SiCl₄、H₂和工业硅粉分别在流化床反应器反应得到含SiHCl₃的氯硅烷混合物；分离系统分离得到粗品SiH₂Cl₂、部分粗品SiCl₄进入催化塔合成SiHCl₃，而分离得到另一部分SiCl₄进入流化床反应器合成SiHCl₃；所述多晶硅制备系统包括三氯氢硅还原系统、尾气分离系统和四氯化硅氢化系统，纯化的SiHCl₃与氢气在三氯氢硅还原系统反应得到多晶硅棒和反应尾气，反应尾气进入尾气分离系统分离为H₂、HCl、SiH₂Cl₂、SiCl₄、SiHCl₃和少量杂质排残物，HCl和杂质排残物返回SiHCl₃合成系统，H₂、SiH₂Cl₂和SiHCl₃返回三氯氢硅还原系统，SiCl₄进入四氯化硅氢化系统与H₂反应，反应产物返回尾气分离系统。