Page 215 - 《精细化工》2020年第1期

第 37 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.37, No.1
202 0 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2020

精细化工中间体
光氯化反应脱除三氯氢硅中的甲基二氯硅烷

万 烨 1,2,3 ，肖 劲 1,4 ，严大洲 2,3 ，刘见华 2,3

（1. 中南大学 冶金与环境学院，湖南 长沙 410083；2. 多晶硅制备技术国家工程实验室，河南 洛阳
471000；3. 洛阳中硅高科技有限公司，河南 洛阳 471000；4. 难冶有色金属资源高效利用国家工程实验
室，湖南 长沙 410083）

摘要：以三氯氢硅和氯气为原料，采用连续流微通道反应器，利用光氯化反应选择性脱除三氯氢硅中的甲基二
氯硅烷，考察了各因素对甲基二氯硅烷去除率的影响。结果表明，光氯化反应的最优条件为：n(Cl 2 )∶
n(CH 4 Cl 2 Si)=5∶1，反应温度 50 ℃，紫外光波长为 365 nm，光强为 15 W，反应时间为 20 s。在最优条件下，产
品中甲基二氯硅烷含量小于 5×10 –8 g/g，去除率达到 99.67%；反应产物中出现少量四氯化硅，是聚氯硅烷和三
氯氢硅发生氯化反应生成的。以最优条件制备的三氯氢硅为原料，使用评价炉制备的多晶硅中碳原子浓度小于
3
15
3×10 atoms/cm ，达到电子一级品指标。
关键词：微通道；光氯化；三氯氢硅；甲基二氯硅烷；精细化工中间体
中图分类号：TQ264.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 01-0201-07

Removal of methyldichlorosilane from trichlorosilane
via photochemical chlorination

2,3
1,4
2,3
Wan Ye 1,2,3 , Xiao Jin , Yan Dazhou , Liu Jianhua
（1. School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China; 2. National
Engineering Laboratory of Polysilicon Manufacturing Technology, Luoyang 471000, Henan, China; 3. China Silicon
Corporation Ltd., Luoyang 471000, Henan, China; 4. National Engineering Laboratory of High Efficiency Recovery of
Refractory Nonferrous Metals, Changsha 410083, Hunan, China）

Abstract: A continuous flow micro-channel reactor was used to selectively remove methyldichlorosilane by
photochlorination reaction using trichlorosilane and chlorine as raw materials. The effect of various factors
on the removal rate of methyldichlorosilane was investigated. The results showed that the optimal
conditions for photochlorination reaction were obtained as follows: n(Cl 2)∶n(CH 4Cl 2Si)=5∶1, reaction
temperature 50 ℃, UV wavelength 365 nm, light intensity 15 W, reaction time 20 s. Under these conditions,
–8
the content of methyldichlorosilane in the product was less than 5×10 g/g, the removal rate reached to
99.67%. A small amount of silicon tetrachloride was found in the reaction product, which was formed by
chlorination of polychlorosilane and trichlorosilane. The polycrystalline silicon prepared by the prepared
3
15
trichlorosilane in the evaluating furnace had a carbon content of less than 3×10 atoms/cm , which met the
requirements of the first-grade electronic products.
Key words: micro-channel; photochlorination; trichlorosilane; methyldichlorosilane; fine chemical intermediates

高纯三氯氢硅（SiHCl 3 ）是电子级多晶硅以及 在，并容易在氢还原条件下沉积在多晶硅和外延晶
半导体芯片制造中外延沉积的重要原材料，对纯度 圆上，从而诱导晶体缺陷，影响器件的击穿电压和
有很高的要求，在 SiHCl 3 的合成过程中会引入碳杂 漏电流 [1-2] 。在单晶拉制过程中，如果碳浓度超过其
质，其主要以甲基二氯硅烷（CH 4 Cl 2 Si）的形式存 饱和浓度，则会有 SiC 颗粒形成，导致多晶体的形

收稿日期：2019-04-28; 定用日期：2019-06-05; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190374
基金项目：工信部工业强基工程项目（0714-EMTC02-5593/13）；河南省科技研发专项（174200510014）；郑洛新国家自主创新示范区
创新引领型产业集群专项（181200212700）
作者简介：万 烨（1982—），男，博士，E-mail：wany@sinosico.com。