二氯二氢硅的制备

特气制备}二氯二氢硅的制备化工部光明化工研究所杜继勘一、刖舌四氯化硅在半导体工业中作为外延淀积硅源，虽然工艺早巳趋于完善，但至今存在无法克服的技术问题，如外延淀积瑛不均匀等。有人从硅源的原料进行改革，即以二氯二氢硅来代替四氯化硅，经试验，有如下特点“。1．相对说来，温度的变化对淀积率影响不灵敏。2．生长率接近一级反应。3．生长高质量的外延膜时，其温度比用四氯化硅低1O0。C。4．转换成硅的比率比用四氯化硅高。5．生长率不取决于掺杂水平。6．由于在室温下是气体(沸点为8．2。C)，所以，不存在象四氯化硅由鼓泡所带来的不准确性和机械问题。二氯二氢硅具有上述优越性，它的开发必将带来经济效益。二、国内外状况1．国内现状国内目前尚无生产二氯二氢硅的厂家，使用单位只好依靠进口。由于国内无货可供，故对其需求量不大。据调查，1984年全国用量为170公斤，1985年为190公斤。若围内自有充足货源，按l000万块电路需要400公斤二氯二氢硅计算，1990年预计生产2亿块电路，则需8吨二氯二氢硅。因此，我们开发该产品势在必行。2．国外现状对于电子工业用二氯二氢硅的制备，在5O年代，国外就开始了研究，但规模都不大。J擅着电子工业的飞速发展，对它的需要量不断增加。目前，许多国家已有年产吨级以上的工厂，尤其是美国，为了提高产量和降低成本，着手改革生产工艺，即采用联台工艺方法。在获取生产二氯二氢硅作为硅源材料工厂的成本分析数据中，采用此法模拟 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了一座年产9780吨的工厂，得出的二氯二氢硅售价可降到每公斤1．29～1．47美元(1980年)0。现国外二氯二氢硅的纯度列于表1。三、二氯二氢硅的几种主要制备方法二氯二氧硅的制备分两步，第一步是发生，第二步是纯化。1．发生方法发生是制备二氯二氢硅的关键。至今，仍有许多人在研究发生方法，其目的是为了提高二氯二氢硅的产率。下面介绍几种发生方法。维普资讯http://www.cqvip.com裹t纯公司名稗度杂质，ppbi而_1啊II电阻率硬其它CEMI>97【<3<50<10<0．5l<0．3(0．3<o．5<1I50100．50．2<1>500／c加Mathesoa>98<2ppm英茸氧气公司970．52．5(鲫i<6．5：(O．G(o．3<o．5美国瞒碳公司Ii!II≥50o，cm摇目空l>99．999lI<5。<5GOO／cm气液托公lllf}j(1)还原法【在催化剂作用下，用氢气还原四氯化硅。(2)合成法【“”以硅铜粉、氯化氢和氯气为原料，合成氯硅烷混合物。具体做法是将氯化氢通过含铜5％的硅铜粉末，反应温度为25O～260。C。反应机理为2Si+5HCI=SiHCI{+SiH2C1+H2生成物主要是三氯氢硅(73％重量)。为了提高二氯二氢硅的产率，需预先在300～35OC下用氯气通过硅铜粉生成SiC1，它是千氯化氢与硅铜物质进一步反应的直接参加者，故可大大提高二氯二氢硅的产率，其反应过程如下l4SIC1+6C12S~~a~~'CsiHzC1t+SiHC1a+SIC1。+SillaC1生成物含有3G~39重量的二氯二氢硅。(3)等离子体法把氢气和四氯化硅的混合气(比率为4．2：1)，通过等离子体发生器，使其产生氢化作用，生成氯硅烷混合物，其中三氯氢硅为41．3％，四氯化硅为50．1％，二氯二氢硅为8．6。(4)回收法一般说来，多晶硅是用三氯氢硅加氢还原制得的，在此过程中产生约1％的二氯二氢硅。未反应的三氯氢硅，通过逐级冷凝、精馏来回收，同时，可得到高浓二氯二氢硅。(5)歧化法众所属知，在催化剂作用下，三氯氢硅的歧化可得到二氧二氢硅。反应机理如下维普资讯http://www.cqvip.com2SiHCI。-倦gT~-一SillC1+SiC!反应中的催化剂对二氯二氢硅的产率有极大影响。巴研究出的主要催化剂有胺、胺囊2盐、酰胺、金属氧化物及浮石等。经试验证明，胺、胺盐及酰胺性能较好。现将几例歧化反应列于表2。催化剂生成物中。产率sH2Cj2音量，I反应温度。C发生时间小时4一甲基吡啶[)60．545～O7三甲胺-I)10．8200磷酸六甲基三酰按606四甲基脲5535～488_N--甲基吡咯烷酮7035~506胺型阴离子交换树脂c6～958～60{孚石6．5200～5O0瓤化铝+氯化氢m69．21006．5r围1联合法制二瓤二氲硅示意图(6)联合法化反应。反应后的气流中含有二氯二氢硅、如图l所示，在流化床反应器中，在氢三氯氢硅、四氯化硅、氢气及未反应的硅颗气和四氯化硅的存在下，冶金级硅发生氯氢粒，经冷凝和精馏进行分离。分离后的四氯一24—维普资讯http://www.cqvip.com-■■化硅和氢气再循环使用。通过催化剂同定床的三氯氢硅被歧化成二氯二氢硅和四氯化硅，歧化后的气流送到相应的精馏 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 进行分离和纯化。2．=氯二氯硅的纯化发生二氯二氢硅的过程中．得到的产物是一种混合物，其组份的不同．取决于发生的方法。混台物的分离，首先用逐级冷凝，然后经多级精馏，便可使二氯二氢硅的浓度达到我们的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。然而，有的杂质(如硼)，在物理提纯过程中很难除掉，对其它杂质用物理提纯，需要耗费更多的时间和费用方能除掉，所以，人们都对这一工序动脑筋，采用了不少方法．如萃取、固体吸附、络台等。据有关 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 介绍““12J，用三氟化铝、阳离子交换树脂或无水氯化镁，能除去痕量磷、砷锑|用含氮的路易斯(Lewis)碱，能除去硼、铝，用活性炭能除去有机物。也有人把酸性和碱性活性氧化铝混合物作为精馏柱的填料，具有高效分离杂质的功能。四、技术路线的选择苏联一些发明者认为合成法最有前途，其原因是，与还原法比较，产率高，无易燃易爆的甲硅烷生成，分离不复杂|与歧化法相比，虽然产率低些，但无僵化剂带来的高碳杂质，产品不需进行深度纯化。等离子体法应用于氯硅烷的生产中，主要目的是使四氯化硅转化成三氯氢硅。混合物申含有8．6％的二氯二氢硅，可从中回收二氯二氢硅。该法的特点是不需要催化剂，但由于等离子体发生器技术复杂，给加工带来一定困难，由于氯硅烷遇水形成固体颗粒附在极板和器壁上，使效果降低，所以，很少用这种方法生产二氯二氢硅。歧化法最突出的优点是产率高，反应温度低。美圜联碳公司和其它单位，经大量试验证明，用弱碱或弱酸催化剂歧化三氯氢硅是发生二氯二氢硅的最好路线目前，世界上大都采用此法。所谓联合法，便是在此基础上增加四氯化硅氢化作用工序．使副产物充分利用，从而降低成本。我们是从三氯氢硅加氢还原制备多晶硅的尾气中提取二氯二氢硅的，其浓度现巳达到97。选择此技术路线的主要依据有如下两点。1．根据置情我国目前至少有7～8家多晶硅厂，以某单晶硅厂为例，每年就可从还原尾气中回收2吨以上二氯二氢硅，那么，全国每年可生产10多吨，足够供我国近期使用。2．考虑经济性我们选用的方法决定了不需另建二氯二氢硅的发生装置，也决定了金属杂质含量低，从而可减少设备投资。参考文献C1]AdvancBsinDiehlorosilaneE口jtaxialTechnology，SolidStateTechnofogy，1972，(1D)．29～3{(2]NewTechnologiesforSolarEnemySiIiconlCostAnalyslsofDhloro$ilaneProcess’．SolarEnergy，1991，27(6)，539~946(3)陈 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 明，李淑金，低温与特气．1989，(1)，75C{)特许公报，昭50--17935C9)苏联发明证书899790(1979)C9)p砒aripⅡ如a且日。nXⅡHHH．1982．(55)，389～394C7]西德专利2950187(1987)C8]美国专利2834848(1958)C9)西德专利2933400(1979)(19)特许公报昭52一l8678Cn]西穗专和1289834(1989)(12]西德奇刊2852598(1979)(1989年5月22日收稿)维普资讯http://www.cqvip.com