химический каталог




Технология полупроводникового кремния

Автор Э.С.Фалькевич, Э.О.Пульнер, И.Ф.Червоный, Л.Я.Шварцман и др.

при взаимодействии хлористого водорода с ферросилицием, монэсилана и хлористого водорода в присутствии А1С13, при взаимодействии водорода и паров тетрахлор-силана с гидридом кальция при температуре красного каления. Последние реакции протекают при ~ 673 К с образованием смеси, содержащей трихлорсилана 10 % и дихлорсилана 3-5 %.

Если пропускать паро-газовую смесь теграхлорсилана и водорода над контактной массой, состоящей из смеси кремния с медью или никелем, реакция протекает при 673-773 К: Si + 3SiCl4 + 2Н2 ?* 4SiHCl3.

Выход трихлорсилана 38 %.

Можно получить также трихлорсилан через гидрид титана при пропускании над ним паров тетрахлорсилана и водорода1.

Процесс протекает при 663- 703 К и давлении 10-196 кПа: 4SiCl4 + + TiH2 + Н2 - 4SiHCl3 + TiCl2; 2SiCl4 + TiH2 + H2 - 2SiH2Cl2 + TiCl4; 4SiCI4 + 3TiH2 + 3H2 - 4SiH3Cl + 3TiCl„; SiCl4 + TiH2 + H2 - SiH4 + TiCl4.

Выход трихлорсилана достигает 15-18 %.

В промышленности наибольшее распространение получил метод гидрохлорирования кристаллического (технического) кремния при 563- 623 К.

(18) (19) (20) (21)

Используя термодинамические характеристики силана и его производных [100], были рассчитаны равновесные составы наиболее вероятных реакций (рис. 65):

Si + SHCl^SiHCla + Hj;

Si + 4HCl=*SiCl4 + 2H2;

Si + 2HCl«SiH,Cl,:

Si + HCI + H, «SiH,Cl.

Реакции (18) и (19) протекают во всем интервале температур, при которых проводят процесс синтеза трихлорсилана, с достаточно высоким выходом. Повышение температуры способствует увеличению выхода по реакции (19). Реакция (20) практически протекает лишь до.623 К, выше этой температуры образование дихлорсилана значительно снижается. Для реакции (21) этот температурный предел составляет 1273 К.

В практике важно уменьшить вероятность протекания побочных реакций (19)— (21), увеличить долю трихлорсилана в продуктах реакции и уменьшить удельные расходы реагентов и энергии. Кроме того, требуется, чтобы потери кремния и хлористого Водорода были мини'Пат. 5017035. Япония. 1975.

154

155

Возникновение поверхностных молекулярных соединений с помощью полярной донорно-акцепторной связи сопровождается резким увеличением полярности связей внутри молекул. Таким образом, связи Н-С1 и Si*-Si деформируются. Происходит ослабление связей атома-адсорбента с кристаллической решеткой (Si*-Si), что облегчает отрыв от нее атома Si* в ходе реакции. В реакциях прямого синтеза активны молекулы хлорпроизводных, адсорбированные в виде В-формы [102].

Из указанного следует, что механизм реакций гидрохлорирования предусматривает присутствие на поверхности кремния продуктов неполного хлорирования в виде поверхностных соединений типа I Si - С1. Эти соединения являются наиболее активными центрами I

адсорбции хлористого водорода в виде реакционно-способной В-формы, образующей хемосорбционную связь Si *" С1 - и с атомами кремния I

соединения - Si - С1 при участии пары Зр-электронов атомов хлора,

молекулы адсорбента и свободной ЗаЧгабитали атома кремния-акцептора.

Основное условие протекания реакции по рассмотренному механизму -I усиление определенных свойств атома Si* для облегчения его перехода в состояние с Повышенной валентностью, что достигается образованием-связи атома Si* с электроотрицательным атомом хлора

I

[104]. Именно поверхностные соединения - Si - О являются активныI

ми центрами реакции хлористого водорода с кремнием с образованием трихлорсилана.

В реакции молекул адсорбата с атомом Si* происходит отрыв от одной молекулы атома хлора с неспаренным электроном, который связывается с ближайшим соседним поверхностным атомом кремния

I

со свободной валентностью (- Si**), регенерируя соединение

I I Si** - С1: I

I I I Si*Cl + 3HCl + - Si**Cl - Si*HCl3 + - Si**Cl + H2.

I I I

На поверхности кремния могут оказаться другие продукты неполного хлорирования типа

157

Кремний;

чистый

очищенный

КР1

Сплав кремния (чистый) и с

= б0кПа, ммоль/ /(м2 ? мин)

99,9999 593 U5 0-0,1 142,46

99,85 503 2^0 0-0,1 113,13

98,00 493 50,50 0,5 96,37

97,60 473 68,00 0,2 12141

91,37 473 35,7 0,4 . 96,37

в которой используется кремний марки КР1. Избыток водорода не оказывает влияния на скорость реакции.

Роль меди ках катализатора процесса можно понять на основании ранее изложенного механизма взаимодействия хлористого водорода и кремния. При взаимодействии с хлором или хлористым водородом медь окисляется с образованием соединения CuCl, которое переносит (является донором) хлор и инициирует образование поверхностных соединений - продуктов частичного хлорирования кремния.81С1п.

МГ ПЗ 513 S33 593 Т,К

Рис. 66. Состав конденсата хлорсиланов в зависимости от температуры реакции взаимодействия хлористого водорода с техническим кремнием марки КР-1, содержащим 5 % Си [медь на кремний осаждена из Си (Ы0з)г]: 1 — трихлорсилан; 2 - дихлорсилан; 3 — тетрахлорсилан

Рис. 67. Влияние влаги в хлористом водороде на образование трихлорсилана при гидрохлорировании технического кремния

Наличие влаги в хл

страница 43
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

Скачать книгу "Технология полупроводникового кремния" (4.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Перейди по ссылке получи скидку с промокодом "Галактика" в KNS - комплектующие для компьютера дешево купить - более 17 лет на рынке, Москва, Дубровка, своя парковка.
огниво билеты
Стул LM MN MILANO
ремонт увлажнитель воздуха samsung

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.02.2017)