这主要是由于与还原炉内的化学反应有关。采用改良西门子法生产多晶硅,还原炉里的主
要化学反应有如下几种:
SiHCl3 + H2 →Si+3HCl (62)
SiHCl3 →Si+ HCl+2Cl (63)
4SiHCl3 →Si+3SiCl4 +2H2 (64)
)&#从上面的化学方程式中就可以看到,三氯氢硅除与氢发生还原反应生成多晶硅和氯化氢
[式(62)]外,还会裂解为多晶硅、四氯化硅和氢 [式(64)]。因此,改良西门子法生产多晶
硅会有四氯化硅排出。
还原炉里的主要化学反应是非常复杂的,上面所列的只是其中主要的三个化学反应方程
式,实际上,可能还会有如下的反应发生:
SiHCl3 + HCl→Si+SiCl4 + H2 (611)
可以清楚地看出,如果有式(611)发生,也同样会有四氯化硅产生。
改良西门子法生产多晶硅排出的四氯化硅怎么治理 ?
目前的改良西门子法生产多晶硅排出的四氯化硅,大多是用来生产白炭黑或用来加氢生产
出三氯氢硅,再用于多晶硅生产。但白炭黑的市场小,用量少,无法消耗这么多的四氯化硅;
加氢生产三氯氢硅,耗能太大,成本过高,也不是理想之举。四氯化硅是生产石英玻璃和光纤
的原料,但石英玻璃和光纤也存在市场小、用量少的问题。其实,四氯化硅就是生产多晶硅的
原料。四氯化硅氢还原法生产多晶硅是很成熟的技术,只不过,生产的速度比改良西门子法慢
一些,但它安全、可靠。因此,完全可以再次用于生产多晶硅。其具体方法可参见 “三氯氢硅
和四氯化硅混合源法”和 “一种没有四氯化硅排放的多晶硅的生产法”两项中国发明专利。
以四氯化硅为原料生产多晶硅有两种方法,除了四氯化硅氢还原法外,还有四氯化硅锌还
原法。四氯化硅锌还原法也是历史上比较成熟的方法,只是生产的多晶硅是针状。这种合格的
多晶硅也可以通过直拉单晶炉拉制成为棒状的单晶硅。
四氯化硅是重要的化工产品,除了上述的用途外,它还是生产有机硅的原料,而且它水解
后生成的二氧化硅是生产玻璃不可缺少的原料。问题是,怎样来搞好四氯化硅的综合利用,使
四氯化硅变废为宝。