JP3243377B2 - Manufacturing method of granular polysilicon - Google Patents
Manufacturing method of granular polysiliconInfo
- Publication number
- JP3243377B2 JP3243377B2 JP17648194A JP17648194A JP3243377B2 JP 3243377 B2 JP3243377 B2 JP 3243377B2 JP 17648194 A JP17648194 A JP 17648194A JP 17648194 A JP17648194 A JP 17648194A JP 3243377 B2 JP3243377 B2 JP 3243377B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- silicon
- fluidized bed
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シラン類の分解または
還元を行って粒状ポリシリコンを製造する方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing granular polysilicon by decomposing or reducing silanes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、多結晶シリコンは、シラン類の熱
分解、または水素還元反応によりシリコン棒上に析出し
て製造されている。この製造方法では、ベルジャーと称
する反応炉が用いられ、反応炉の壁面にシリコンが析出
するのを防止するために炉壁を冷却しており、熱効率が
悪い欠点がある。しかも、この本法では、析出面積が小
さいため、シリコンの析出速度が遅いこと、またこれが
バッチ式であるために生産性が悪いという不利がある。
かかる技術の欠点を克服するため、流動化した実質的に
析出面積の大きな細かいシリコン顆粒上にシリコンを析
出させる方法が提案されてきた。ところが、該シリコン
粒子を利用する従来の方法においては、シラン類の熱分
解、または水素還元反応により生成したシリコンは、シ
リコン粒子上に析出するだけでなく、凝集して核化しシ
リコン微粉となる。この生成したシリコン微粉の大部分
は、反応ガスまたは流動床駆動ガスに伴って流動床反応
器外に流出するが、一部が流動床反応器内の流動粉面よ
り上側の器壁に付着する。種粒子の補給を流動粉上側よ
り行うと、種粒子が反応器器壁を擦り付着微粉が流動床
内に落下し、この落下した微粉を核とした析出反応が流
動床内で進行し巨大粒が生成してしまうという問題があ
る。また、種粒子の補給を流動床内側に行うと、種粒子
の供給管が流動シリコンにより摩耗し汚染の原因となる
という問題がある。2. Description of the Related Art Hitherto, polycrystalline silicon has been produced by being deposited on a silicon rod by thermal decomposition of silanes or a hydrogen reduction reaction. In this manufacturing method, a reaction furnace called a bell jar is used, and the furnace wall is cooled in order to prevent silicon from being deposited on the wall surface of the reaction furnace, which has a disadvantage that thermal efficiency is poor. In addition, this method has disadvantages that the deposition area is small, the deposition rate of silicon is low, and the productivity is poor because it is a batch type.
To overcome the disadvantages of such techniques, methods have been proposed for depositing silicon on fluidized fine silicon granules having a substantially large deposition area. However, in the conventional method using the silicon particles, silicon generated by the thermal decomposition of silanes or the hydrogen reduction reaction not only precipitates on the silicon particles, but also aggregates and nucleates into silicon fine powder. Most of the generated silicon fine powder flows out of the fluidized bed reactor together with the reaction gas or the fluidized bed driving gas, but a part thereof adheres to the vessel wall above the fluidized powder surface in the fluidized bed reactor. . When the seed particles are replenished from the upper side of the fluidized powder, the seed particles rub against the reactor wall, and the adhered fine powder falls into the fluidized bed. Is generated. Further, if the supply of the seed particles is performed inside the fluidized bed, there is a problem that the supply pipe of the seed particles is worn by the fluidized silicon and causes contamination.
【０００３】米国特許第４,１５４,８７０号明細書に
は、底部に種粒子の供給口を有する流動床反応器を用い
てシラン類の分解または還元を行って粒状ポリシリコン
を製造する方法が提案されている。しかしながら、この
方法には、粒状ポリシリコンの抜き出し口と異なる供給
口より種粒子の供給を行うため、粒状ポリシリコンの抜
き出し口にシリコン粒子が落下しないように常にガスを
流さないと落下したシリコン粒子が抜き出し管内で凝集
して詰まり、一方、ガスを流すと、流動床への供給ガス
量が過剰となり、シラン類のシリコンへの変換率が低下
するという欠点があった。US Pat. No. 4,154,870 discloses a method for producing granular polysilicon by decomposing or reducing silanes using a fluidized bed reactor having a seed particle feed port at the bottom. Proposed. However, in this method, since the seed particles are supplied from a supply port different from the extraction port of the granular polysilicon, the silicon particles that have fallen unless a gas is always supplied so that the silicon particles do not fall into the extraction port of the granular polysilicon. However, when the gas flows, the amount of gas supplied to the fluidized bed becomes excessive and the conversion rate of silanes to silicon decreases.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】流動化したシリコン顆
粒上にシラン類の熱分解または、還元により生成したシ
リコンを析出させる方法でのガス線速は通常２×Ｕｍｆ
≦Ｕ≦８×Ｕｍｆ （Ｕ：ガス線速、Ｕｍｆ：使用粒子
の最小流動化速度）が好ましいことが知られている。Ｕ
が２×Ｕｍｆ未満の場合、シリコン粒子が凝結し、Ｕが
８×Ｕｍｆを越える場合、流動床で形成されるガスの泡
が反応器直径以上の大きさとなってスラッグフローとな
り、高いシランの変換率が得られない。それで、通常２
×Ｕｍｆ≦Ｕ≦８×Ｕｍｆのガス線速が用いられるが、
反応器直径および使用粒子径によってはこの範囲のガス
線速でも流動床で形成される分解または還元ガス（シラ
ン類と水素）の泡が反応器直径以上の大きさとなり、ス
ラッグフローとなる。底部に種粒子の供給口を有する流
動床反応器を用いてシラン類の分解または還元を行って
粒状ポリシリコンを製造する方法において、粒状ポリシ
リコンの抜き出し口と異なる供給口より種粒子の供給を
行うと、各口内にシリコン粒子が落下しないように常に
ガスを流しておく必要があり、そのため、流動床への供
給ガス量が過剰となり、反応器直径および使用粒子径に
よっては流動床で形成されるガスの泡が反応器直径以上
の大きさとなってスラッグフローとなりシラン類のシリ
コンへの変換率が低下するという問題があった。The gas linear velocity in the method of depositing silicon generated by thermal decomposition or reduction of silanes on fluidized silicon granules is usually 2 × Umf
It is known that ≦ U ≦ 8 × Umf (U: gas linear velocity, Umf: minimum fluidization velocity of used particles) is preferable. U
Is less than 2 × Umf, silicon particles condense, and if U exceeds 8 × Umf, gas bubbles formed in the fluidized bed become larger than the reactor diameter, resulting in slug flow and high silane conversion. No rate is obtained. So usually 2
A gas linear velocity of × Umf ≦ U ≦ 8 × Umf is used,
Depending on the diameter of the reactor and the particle diameter used, even at a gas linear velocity in this range, bubbles of the decomposition or reduction gas (silanes and hydrogen) formed in the fluidized bed become larger than the diameter of the reactor, resulting in a slug flow. In a method of producing granular polysilicon by decomposing or reducing silanes using a fluidized-bed reactor having a supply port for seed particles at the bottom, supply of seed particles from a supply port different from the extraction port for granular polysilicon is performed. When this is done, it is necessary to keep the gas flowing at all times so that the silicon particles do not fall into each port.Therefore, the amount of gas supplied to the fluidized bed becomes excessive, and depending on the reactor diameter and the particle size used, the gas may be formed in the fluidized bed. The size of the gas bubbles becomes larger than the diameter of the reactor, resulting in a slug flow, which lowers the conversion rate of silanes to silicon.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、これら
の問題をすべて解決して、巨大粒の生成を抑えると共
に、種粒子の供給管の摩耗のない、かつ流動床への供給
ガス量が過剰とならない流動床反応器底部よりの種粒子
の投入方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、シラン類の分解または還元を行って粒状ポリシリコ
ンを製造する方法において、流動床反応器底部の粒状ポ
リシリコンの抜き出し口より種粒子を投入して巨大粒の
生成を抑えると共に、種粒子の供給管を摩耗による汚染
もなくしかも高いシラン類の変換率でシリコン顆粒を製
造する方法を提供することにある。本発明のさらに他の
目的および利点は以下の説明から明らかになろう。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve all of these problems, to suppress the formation of giant grains, to eliminate the wear of the feed pipe for seed particles, and to reduce the amount of gas supplied to the fluidized bed. The purpose of the present invention is to provide a method for charging seed particles from the bottom of a fluidized-bed reactor, in which the amount of nitrogen is not excessive. Another object of the present invention is to provide a method for producing granular polysilicon by decomposing or reducing silanes, in which seed particles are introduced from a granular polysilicon outlet at the bottom of a fluidized bed reactor to form giant particles. It is another object of the present invention to provide a method for producing silicon granules that suppresses seed particle supply pipes without abrasion and high conversion of silanes. Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
【０００６】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、底部に粒状ポリシリコンの抜き出し口を有する
流動床反応器を用いてシラン類の分解または還元を行っ
て粒状ポリシリコンを製造する方法であって、該抜き出
し口から流動床反応器内へ原料ガスまたは流動床駆動ガ
スを供給し、さらに該抜き出し口に供給するガスに載せ
てポリシリコン種粒子を流動床反応器内に投入すること
を特徴とする粒状ポリシリコンの製造法によって達成さ
れる。According to the present invention, it is an object and advantage of the present invention to produce granular polysilicon by decomposing or reducing silanes using a fluidized bed reactor having a bottom with a particulate polysilicon outlet. A raw material gas or a fluidized bed driving gas is supplied from the outlet into the fluidized bed reactor, and the polysilicon seed particles are loaded on the gas supplied to the outlet and charged into the fluidized bed reactor. This is achieved by a method for producing granular polysilicon.
【０００７】反応器底部に種供給口（口径：Ｄｓ）、粒
状ポリシリコンの抜き出し口（口径：Ｄｐ）、反応原料
ガス供給口（口径：Ｄｇ１）および流動床駆動ガス供給
口（口径：Ｄｇ２）をそれぞれ設けると各口内にシリコ
ン粒子が落下しないように各口からガスを最低Ｄｉ2×
Ｕｔ×π／４（Ｄｉ：口径、Ｕｔ：流動床内の最大粒子
の終末速度）だけ流す必要がある。通常、流動化したシ
リコン顆粒上にシリコンを析出させる方法でのガス線速
は、２×Ｕｍｆ≦ Ｕ≦８×Ｕｍｆ （Ｕ：ガス線速、Ｕ
ｍｆ：使用粒子の最小流動化速度）が好ましいことが知
られている。Ｕ≦２×Ｕｍｆの場合、シリコン粒子が凝
結し、８×Ｕｍｆ≦Ｕの場合、流動床で形成されるガス
の泡が反応器直径以上の大きさとなり、スラッグフロー
となる。そのため、高いシラン類の変換率が得られなく
なる。反応器直径及び使用粒子径によっては各口からの
最低ガス量（Ｄｓ2＋Ｄｐ2＋Ｄｇ１2＋Ｄｇ２2）×Ｕｔ
×π／４／Ｓ （Ｓ：反応管断面積）が８×Ｕｍｆより
大きくなり各口からのガスの泡が反応器直径以上の大き
さとなり、スラッグフローとなる。本発明者等は、底部
に粒状ポリシリコンの抜き出し口を有する流動床反応器
を用いてシラン類の分解または還元を行って粒状ポリシ
リコンを製造する方法において、該抜き出し口から流動
床反応器内へ反応原料ガスまたは流動床駆動ガスを供給
し、さらに該反応原料ガスまたは流動床駆動ガスに載せ
て種粒子を流動床反応器中に投入すれば、底部に設けた
口へのシリコン粒子落下防止用ガス量が最低（Ｄｐ2＋
Ｄｇ１2）×Ｕｔ×π／４／Ｓまたは（Ｄｐ2＋Ｄｇ
２2）×Ｕｔ×π／４／Ｓまたは（Ｄｐ2）×Ｕｔ×π／
４／Ｓとなり、流動床への供給ガス量が過剰となってシ
ラン類のシリコンへの変換率が低下するということがな
くなることを見出した。At the bottom of the reactor, a seed supply port (diameter: Ds), an extraction port for granular polysilicon (diameter: Dp), a reactant gas supply port (diameter: Dg1), and a fluidized bed drive gas supply port (diameter: Dg2) Is provided, gas is discharged from each port at least Di 2 × so that silicon particles do not fall into each port.
It is necessary to flow only by Ut × π / 4 (Di: diameter, Ut: terminal velocity of the largest particle in the fluidized bed). Usually, the gas linear velocity in the method of depositing silicon on fluidized silicon granules is 2 × Umf ≦ U ≦ 8 × Umf (U: gas linear velocity, U
(mf: minimum fluidization rate of the particles used) is known to be preferable. When U ≦ 2 × Umf, silicon particles condense, and when 8 × Umf ≦ U, gas bubbles formed in the fluidized bed have a size larger than the diameter of the reactor, resulting in slug flow. Therefore, a high conversion rate of silanes cannot be obtained. Depending on the diameter of the reactor and the particle size used, the minimum gas amount from each port (Ds 2 + Dp 2 + Dg1 2 + Dg2 2 ) × Ut
× π / 4 / S (S: sectional area of the reaction tube) becomes larger than 8 × Umf, and gas bubbles from each port become larger than the diameter of the reactor, resulting in slug flow. The present inventors have proposed a method for producing granular polysilicon by decomposing or reducing silanes using a fluidized-bed reactor having a granular-polysilicon outlet at the bottom. The reaction material gas or the fluidized bed driving gas is supplied to the reactor, and the seed particles are loaded on the reaction material gas or the fluidized bed driving gas and introduced into the fluidized bed reactor to prevent silicon particles from dropping into an opening provided at the bottom. Gas volume is minimum (Dp 2 +
Dg1 2 ) × Ut × π / 4 / S or (Dp 2 + Dg)
2 2 ) × Ut × π / 4 / S or (Dp 2 ) × Ut × π /
4 / S, and it was found that the amount of gas supplied to the fluidized bed was not excessive and the conversion rate of silanes to silicon was not reduced.
【０００８】次にこの発明の詳細を図面に基づいて説明
する。図１はこの発明を実施するのに好適な流動床反応
器の一実施態様の模式図である。反応器１は、上部にガ
ス抜き管７を備えていて、底部には生成した顆粒状シリ
コンを顆粒状シリコンの貯蔵室６へ抜き出す抜出管９
が、ガス分散板８の中心部に反応器と平行に設けてあ
る。抜出管９には原料ガス（モノシランと水素）供給管
４と流動床駆動ガス（水素）供給管５が抜出管９と垂直
に接続してある。流動床駆動ガス（水素）供給管５に
は、原料種粒子の貯蔵室１０よりシリコンの種粒子を流
動床駆動ガス（水素）供給管５内に挿入するための供給
管３が供給管５とは垂直にかつ抜出管９とは平行になる
ように接続してある。また、ガス分散板８より上方に
は、反応器１を包囲するようにヒータ２が設けてある。
ガス抜き管７にはガスサンプリング口１１が設けてあ
る。Next, details of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of a fluidized bed reactor suitable for carrying out the present invention. The reactor 1 is provided with a degassing pipe 7 on the upper part, and a discharge pipe 9 for discharging the generated granular silicon into the granular silicon storage chamber 6 on the bottom part.
Is provided at the center of the gas dispersion plate 8 in parallel with the reactor. A source gas (monosilane and hydrogen) supply pipe 4 and a fluidized bed driving gas (hydrogen) supply pipe 5 are connected to the extraction pipe 9 vertically to the extraction pipe 9. The fluidized bed drive gas (hydrogen) supply pipe 5 is provided with a supply pipe 3 for inserting silicon seed particles from the raw material seed particle storage chamber 10 into the fluidized bed drive gas (hydrogen) supply pipe 5. Are connected vertically and in parallel with the extraction tube 9. A heater 2 is provided above the gas dispersion plate 8 so as to surround the reactor 1.
The gas vent tube 7 is provided with a gas sampling port 11.
【０００９】反応器１内に所定量の多結晶シリコンから
なる種粒子を充填し、原料ガス供給管４及び流動床駆動
ガス供給管５からシリコン抜出管９を経て反応器内にガ
スを吹き込みながら、反応器１内をヒータ２で加熱す
る。反応器１内に吹き込まれたガスは反応器１内を上昇
し、この過程で物理的には反応器内のシリコン粒子を流
動化させて流動床を形成し、化学的には流動床を形成す
るシリコン粒子の表面にシリコンを析出させてシリコン
粒子を成長させる。この間、遂次ガスサンプリング口１
１よりガス中のモノシラン濃度をオンラインでガスクロ
マトグラフ１２により測定する。所定の析出反応を終え
たシリコンは顆粒状シリコンの抜出管９より反応器１外
に遂次抜き出され、代わりに種粒子が種供給管３より抜
出管９を経て反応器１内へ供給される。The reactor 1 is filled with a predetermined amount of seed particles made of polycrystalline silicon, and gas is blown into the reactor from the raw material gas supply pipe 4 and the fluidized bed drive gas supply pipe 5 through the silicon extraction pipe 9. While heating, the inside of the reactor 1 is heated by the heater 2. The gas blown into the reactor 1 rises in the reactor 1, and in this process, physically fluidizes the silicon particles in the reactor to form a fluidized bed, and chemically forms a fluidized bed. The silicon particles are grown by depositing silicon on the surfaces of the silicon particles. During this time, successive gas sampling port 1
From 1, the concentration of monosilane in the gas is measured online by a gas chromatograph 12. The silicon which has completed the predetermined precipitation reaction is successively extracted from the reactor 1 through the granular silicon extraction tube 9, and instead, seed particles are introduced into the reactor 1 through the extraction tube 9 from the seed supply tube 3. Supplied.
【００１０】本発明の製造方法においては、流動床で形
成されるガス（反応器底部に設けた管内にシリコン粒子
が落下しない最低量のガス）の泡は反応器直径以下とな
り、スラッグフローとならずシラン類の高い変換率が得
られる。シリコンの種粒子の供給管３は流動床駆動ガス
（水素）供給管５に接続してもよいが原料ガス（モノシ
ランと水素）供給管４に垂直にかつ抜出管９とは平行に
なるように供給管４と接続してよいし、図３に示すよう
に原料ガスと流動床駆動ガスとを供給管４より反応器１
内に供給し、シリコンの種粒子の供給管３をこの供給管
４に垂直にかつ抜出管９とは平行になるように供給管４
と接続しても同様な結果が得られる。[0010] In the production method of the present invention, the bubbles of gas formed in the fluidized bed (the minimum amount of gas that does not cause silicon particles to fall into a tube provided at the bottom of the reactor) have a diameter less than the diameter of the reactor. A high conversion of silanes is obtained. The supply pipe 3 for the silicon seed particles may be connected to the fluidized bed driving gas (hydrogen) supply pipe 5, but is perpendicular to the source gas (monosilane and hydrogen) supply pipe 4 and parallel to the extraction pipe 9. The raw material gas and the fluidized bed driving gas are supplied from the supply pipe 4 to the reactor 1 as shown in FIG.
The supply pipe 3 for supplying the silicon seed particles is set so as to be perpendicular to the supply pipe 4 and parallel to the extraction pipe 9.
The same result can be obtained by connecting
【００１１】また、反応器１底部に生成した顆粒状シリ
コンの抜出管９と原料ガス（モノシランと水素）供給管
４とを反応器と平行に設けて、抜出管９に流動床駆動ガ
ス（水素）供給管５を抜出管９とを垂直に接続し、該流
動床駆動ガス（水素）供給管５にシリコンの種粒子を該
流動床駆動ガス（水素）供給管５内に挿入するための供
給管３を供給管５とは垂直にかつ抜出管９とは平行にな
るように接続しても同様な結果が得られる。また反応器
１底部にできた顆粒状シリコンの抜出管９と流動床駆動
ガス（水素）供給管５とを、反応器と平行に設けて、抜
出管９に原料ガス（モノシランと水素）供給管４を抜出
管９と垂直に接続し、該原料ガス（モノシランと水素）
供給管４にシリコンの種粒子を該原料ガス（モノシラン
と水素）供給管４内に挿入するための供給管３を供給管
４とは垂直にかつ抜出管９とは平行になるように接続し
ても同様な結果が得られる。A discharge pipe 9 for the granular silicon generated at the bottom of the reactor 1 and a supply pipe 4 for the raw material gas (monosilane and hydrogen) are provided in parallel with the reactor. The (hydrogen) supply pipe 5 is vertically connected to the extraction pipe 9, and silicon seed particles are inserted into the fluidized bed driving gas (hydrogen) supply pipe 5. A similar result can be obtained even if the supply pipe 3 is connected vertically to the supply pipe 5 and parallel to the extraction pipe 9. In addition, a granular silicon discharge pipe 9 formed at the bottom of the reactor 1 and a fluidized bed driving gas (hydrogen) supply pipe 5 are provided in parallel with the reactor, and raw material gases (monosilane and hydrogen) are provided in the discharge pipe 9. The supply pipe 4 is connected to the extraction pipe 9 vertically, and the raw material gas (monosilane and hydrogen) is connected.
The supply pipe 3 for inserting the silicon seed particles into the supply pipe 4 into the source gas (monosilane and hydrogen) supply pipe 4 is connected to the supply pipe 4 so as to be perpendicular to the supply pipe 4 and parallel to the extraction pipe 9. A similar result is obtained.
【００１２】原料ガス（モノシランと水素）を予熱して
反応器１内に吹き込み、シリコンの抜出管９を冷却する
場合は予熱ガスが冷却しないように供給管４の保温など
の対策が必要となる。該対策には、反応器１底部にでき
た顆粒状シリコンの抜出管９と原料ガス（モノシランと
水素）供給管４とを反応器と平行にできるだけ離して設
けて、抜出管９に流動床駆動ガス（水素）供給管５を抜
出管９と垂直に接続し、該流動床駆動ガス（水素）供給
管５にシリコンの種粒子を該流動床駆動ガス（水素）供
給管５内に挿入するための供給管３を供給管５とは垂直
にかつ抜出管９とは平行になるように接続するのが好ま
しい。When the raw material gas (monosilane and hydrogen) is preheated and blown into the reactor 1 to cool the silicon extraction pipe 9, it is necessary to take measures such as keeping the supply pipe 4 warm so that the preheating gas is not cooled. Become. As a countermeasure, a granular silicon discharge pipe 9 formed at the bottom of the reactor 1 and a raw material gas (monosilane and hydrogen) supply pipe 4 are provided as far as possible in parallel with the reactor and flow through the discharge pipe 9. The bed driving gas (hydrogen) supply pipe 5 is vertically connected to the extraction pipe 9, and the silicon seed particles are placed in the fluidized bed driving gas (hydrogen) supply pipe 5. It is preferable to connect the supply pipe 3 for insertion so as to be perpendicular to the supply pipe 5 and parallel to the extraction pipe 9.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上の説明により理解されるように、本
発明によれば反応器直径及び使用粒子径によらず底部に
設けた口よりのガスの泡が反応器直径以上の大きさのス
ラッグとならずシラン類のシリコンへの高い変換率が得
られると言う効果を発揮することができる。As will be understood from the above description, according to the present invention, regardless of the diameter of the reactor and the particle diameter used, gas bubbles from the port provided at the bottom are slugs having a size larger than the diameter of the reactor. The effect of obtaining a high conversion rate of silanes to silicon can be obtained.
【００１４】[0014]
実施例１ 図１の流動床反応器で、１が反応器、２が加熱用ヒータ
で、これにより反応管部を６５０℃に加熱する。３は原
料のＳｉ粒子を供給する管で、ここから定常的にＳｉ粒
子を供給する。４は原料ガスＳｉＨ4（モノシラン）を
供給する管、５は高純度水素ガスを供給する管、９はで
きた顆粒状Ｓｉ（粒径１５００μｍ）の抜き出し管、６
は生成した顆粒状Ｓｉの貯蔵室、７はガス抜き管、１０
は原料のＳｉ粒子の貯蔵室である。この反応器によっ
て、モノシランと水素のモル比を１：９になるように供
給管４、５からそれぞれモノシラン及び水素ガスを供給
し、３から定常的にＳｉ粒子を供給しながら１００時間
連続稼働した。この間、モノシランのシリコンへの変換
率は定常的に９９ｍｏｌ％以上で、生成した粒状Ｓｉの
貯蔵室６には板状や巨大粒径のＳｉは含まれていなかっ
た。Example 1 In the fluidized bed reactor of FIG. 1, 1 is a reactor, 2 is a heater for heating, and thereby the reaction tube section is heated to 650 ° C. Reference numeral 3 denotes a tube for supplying raw material Si particles, from which the Si particles are constantly supplied. 4 is a pipe for supplying a raw material gas SiH 4 (monosilane), 5 is a pipe for supplying a high-purity hydrogen gas, 9 is a pipe for extracting the granular Si (particle diameter 1500 μm), 6
Is a storage room for the generated granular Si, 7 is a degassing tube, 10
Is a storage room for the raw material Si particles. In this reactor, monosilane and hydrogen gas were supplied from supply pipes 4 and 5, respectively, so that the molar ratio of monosilane to hydrogen was 1: 9, and the reactor was continuously operated for 100 hours while constantly supplying Si particles from 3. . During this time, the conversion rate of monosilane to silicon was constantly 99 mol% or more, and the storage room 6 of the generated granular Si did not contain plate-like or giant grain Si.
【００１５】比較例１ 図２の流動床反応器で、１が反応管、２が加熱用ヒータ
で、これにより反応管部を６５０℃に加熱する。３は原
料のＳｉ粒子（粒径１００〜２００μｍ）を供給する
管、４は原料ガスＳｉＨ4（モノシラン）を供給する
管、５は高純度水素ガスを供給する管、９はできた顆粒
状Ｓｉ（粒径１５００μｍ）の抜き出し管、６は生成し
た顆粒状Ｓｉの貯蔵室、１３は抜出管９と貯蔵室６を遮
断する弁、７はガス抜き管、１０は原料のＳｉ粒子種の
貯蔵室である。この反応器によって、モノシランと水素
のモル比が１：９になるように供給管４および５からモ
ノシラン及び水素ガスを供給し、３を通して定常的にＳ
ｉ粒子を供給しながら２時間連続稼働した。析出反応の
間、抜出管９内に落下したシリコンが凝集して詰まり析
出反応後、弁１３を開けても抜出管９内のシリコン粒子
が貯蔵室６内に落下せず、反応器１内の流動床でできた
シリコンを抜出管９より反応器１外に抜き出すことがで
きなかった。Comparative Example 1 In the fluidized bed reactor shown in FIG. 2, 1 is a reaction tube, 2 is a heater for heating, and the reaction tube is heated to 650 ° C. 3 is a tube for supplying raw material Si particles (particle size: 100 to 200 μm), 4 is a tube for supplying raw material gas SiH 4 (monosilane), 5 is a tube for supplying high-purity hydrogen gas, and 9 is granular Si formed. (Particle diameter 1500 μm), 6 is a storage chamber for the generated granular Si, 13 is a valve that shuts off the extraction pipe 9 and the storage chamber 6, 7 is a gas release pipe, 10 is storage of raw material Si particle species Room. By this reactor, monosilane and hydrogen gas are supplied from supply pipes 4 and 5 so that the molar ratio of monosilane to hydrogen is 1: 9,
It was operated continuously for 2 hours while supplying i-particles. During the precipitation reaction, the silicon that has fallen into the extraction pipe 9 is aggregated and clogged, and after the precipitation reaction, even if the valve 13 is opened, the silicon particles in the extraction pipe 9 do not fall into the storage chamber 6 and the reactor 1 The silicon formed in the internal fluidized bed could not be extracted from the reactor 1 through the extraction pipe 9.
【図１】本発明を実施するのに好適な流動床反応器の一
実施態様の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of a fluidized bed reactor suitable for practicing the present invention.
【図２】従来の流動床反応器の一実施態様の模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic view of one embodiment of a conventional fluidized bed reactor.
【図３】本発明を実施するための他の流動床反応器の一
実施態様の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of one embodiment of another fluidized bed reactor for practicing the present invention.
１ 反応器 ２ 加熱用ヒータ ３ Ｓｉ種粒子の供給管 ４ 原料ガス供給管 ５ 水素ガス供給管 ６ 生成した顆粒状Ｓｉ貯蔵室 ７ ガス抜き管 ８ ガス分散板 ９ 生成した顆粒状シリコンの抜出口 １０ Ｓｉ種粒子の貯蔵室 １１ ガスサンプリング口 １２ ガスクロマトグラフ １３ 弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 2 Heating heater 3 Supply pipe of Si seed particles 4 Source gas supply pipe 5 Hydrogen gas supply pipe 6 Generated granular Si storage chamber 7 Degassing pipe 8 Gas dispersion plate 9 Discharge outlet of generated granular silicon 10 Storage chamber for Si seed particles 11 Gas sampling port 12 Gas chromatograph 13 Valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−168334（ＪＰ，Ａ) 米国特許4684513（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 33/00 - 33/039 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-168334 (JP, A) US Patent 4,845,513 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C01B 33 / 00-33/039
Claims (1)
有する流動床反応器を用いてシラン類の分解または還元
を行って粒状ポリシリコンを製造する方法であって、該
抜き出し口から流動床反応器内へ原料ガスまたは流動床
駆動ガスを供給し、さらに該抜き出し口に供給するガス
に載せてポリシリコン種粒子を流動床反応器内に投入す
ることを特徴とする粒状ポリシリコンの製造法。1. A method for producing granular polysilicon by decomposing or reducing silanes using a fluidized-bed reactor having a granular-polysilicon outlet at the bottom, comprising the steps of: A method for producing granular polysilicon, comprising supplying a raw material gas or a fluidized bed driving gas into the inside of the reactor, and loading the polysilicon seed particles into the fluidized bed reactor while placing the raw material gas on the gas supplied to the outlet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17648194A JP3243377B2 (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Manufacturing method of granular polysilicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17648194A JP3243377B2 (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Manufacturing method of granular polysilicon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0841207A JPH0841207A (en) | 1996-02-13 |
| JP3243377B2 true JP3243377B2 (en) | 2002-01-07 |
Family
ID=16014427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17648194A Expired - Fee Related JP3243377B2 (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Manufacturing method of granular polysilicon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243377B2 (en) |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP17648194A patent/JP3243377B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0841207A (en) | 1996-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4416913A (en) | Ascending differential silicon harvesting means and method | |
| CN102083522B (en) | Fluidized bed reactor systems and methods for reducing the deposition of silicon on reactor walls | |
| RU2518613C2 (en) | Production of silicon in fluidised bed reactor with use of tetrachlorosilane for decreasing sedimentation at reactor walls | |
| CN100522805C (en) | Dust-free and pore-free, high-purity granulated polysilicon | |
| TW202145622A (en) | Apparatus and process for semi-continuous and multi-step composite production | |
| CN103058194A (en) | Reactor for producing high-purity particulate silicon | |
| CN101541678A (en) | Silicon production with a fluidized bed reactor integrated into a Siemens-type process | |
| JPH067700A (en) | Method for jet pulverizing of silicon particle | |
| JP2521129B2 (en) | Method for improved production of ultra-high-purity polycrystalline silicon | |
| JPH05139891A (en) | Method and device for producing semiconductor grade multi-crystal silicon | |
| JP2011526239A (en) | Method to improve productivity of polycrystalline silicon reactor by recycling silicon fine particles | |
| JP3243377B2 (en) | Manufacturing method of granular polysilicon | |
| JPS5945917A (en) | Continuous preparation of polycrystalline silicon | |
| JPH02164711A (en) | Manufacture of high-purity boron | |
| JPS605013A (en) | Preparation of silicon powder and its device | |
| JPH02279513A (en) | Production of high-purity polycrystal silicon | |
| JPH06127916A (en) | Production of spherical high-purity polycrystalline silicon | |
| JPH06127924A (en) | Production of polycrystalline silicon | |
| JPH02279512A (en) | Production of high-purity polycrystal silicon | |
| JP3389619B2 (en) | Manufacturing method of polycrystalline silicon | |
| JPH06127923A (en) | Fluidized bed reactor for producing polycrystalline silicon | |
| JP3341314B2 (en) | Polycrystalline silicon manufacturing method | |
| JPH06191817A (en) | Production of granular polycrystal silicon | |
| JPH01208311A (en) | Production of granular silicon and apparatus therefor | |
| JPH04224195A (en) | Improved polysilicon and method therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011009 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |