ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение и очистка хлоридов кремния из "Ректификация разбавленных растворов" Известно, что примеси сильно изменяют свойства полупроводника, поэтому содержание их, например, в кремниевых полупроводниках не должно превышать 10 —10 %. При большем содержании примесей его собственное сопротивление резко снижается. [c.173] Тетрахлорсилан и трихлорсилан являютси основными исходными веществами для промышленного получения полупроводникового кремния. Тетрахлорсилан, кроме того, служит исходным веществом для получения двуокиси кремния высокой чистоты и других важных материалов [50]. Оба эти вещества при обычных условиях — легколетучие бесцветные жидкости, дымищие на воздухе вследствие гидролиза влагой воздуха. Некоторые физические константы их приведены в табл. У-9. [c.173] Известные методы получения тетрахлорсилана сводятся к хлорированию различных кремнийсодержащих соединений (кремния, двуокиси кремния, ферросилиция и др.). Трихлорсилан получают гидрохлорированием кремния или его сплавов (ферросилиция, сплавов кремния с медью и др.). [c.173] Теплота испарения, кал/моль. ... [c.174] Как правило, при получении особо чистых хлоридов кремния используются схемы, включающие различные методы очистки. [c.174] Ректификация является основным промышленным методом разделении хлоридов кремния и очистки их от ряда примесей. Изучение равновесии жидкость —пар в системе трихлорсилан— четыреххлористый кремний, показало, что эта система близка к идеальной. Коэффициент разделении для этой смеси равен при атмосферном давлении --2,3, что указывает иа достаточную простоту разделении хлоридов кремния методом ректификации. [c.174] Для большинства систем равновесие жидкость — пар изучено в интервале концентраций примеси от нескольких процентов до 10 — 10 %. Во всех случаях величина коэффициента разделения в области малых концентраций примеси не зависит от концентрации, т. е. соблюдается закон Генри. Значения коэффициентов разделения во всех перечисленных системах приведены в табл. У-Ю. [c.175] Наибольшую трудность иредставляет очистка четыреххлористого кремния от более летучего хлорида бора и от менее летучих треххлористого фосфора (а =1,41—1,46 [51, 52] 1,65—1,68 [53, 54]) и органических хлорсиланов (для метилтрихлорсилана а = 1,225, а для диметилдихлорсилаиа а = 1,275). [c.175] При очистке трихлорсилана наиболее трудно удаляется более летучий треххлористый бор (а = 1,47), менее летучие диметилхлор-силан (а = 1,16) и дихлорметан (а = 1,29). Вольшая величина коэффициента разделения для других исследованных примесей указывает на достаточную простоту их отделения. [c.175] Применение для получения особо чистого кремния трихлорси-лаиа вместо четыреххлористого кремния имеет некоторые преимущества трихлорсилан легче очищать от примесей и, кроме того, последующее восстановление трихлорсилана до элементарного кремния проходит при более низкой температуре и с большей скоростью. [c.175] Применяя радиоактивные изотопы Р и Ре , сравнивали [65] эффективпость различных методов очистки трихлорсилана и четыреххлористого кремния. Для очистки трихлорсилана от фосфора и железа наиболее эффективной оказалась ректификация (содержание Ре и Р снизилось на 3 порядка), а для очистки четыреххлористого кремния — ректификация (содержание Ре и Р снизилось примерно в 2-10 раза) и адсорбция иа силикагеле (содержание Р снизилось в 2—4 раза, а Ре — более чем в 300 раз,). Менее эффективными оказались такие способы очистки, как частичный гидролиз, комнлексообразование с трифенилхлорметаном и ацетонитрилом. [c.177] Оценка эффективности ректификационной очистки трихлорсилана от наиболее трудноизвлекаемых нримесей показала, что дли снижения концентрации органических примесей от 10 мол. % до 10 мол. % требуется колонна эффективностью 53 теоретических ступени. [c.178] Ректификационная очистка хлоридов кремния от примесей малолетучих хлоридов металлов при соответствующем аппаратурном оформлении, по-видимому, не представляет затруднений, так в работе [44] ректификацией во фторопластовой колонне получен три-хлорсилан с содержанием примесей (А1, В, Ге, Оа, Мд, Мп, Си, Аз, , Зп, РЬ, Ag, 8Ь, Т1, Р, Сг) на уровне 10 -10-8%. [c.178] В работах [50, 70] рекомендуется проводить очистку четыреххлористого кремния и трихлорсилана ректификацией в колоннах, имеющих не менее 30—40 теоретических ступеней, с флегмовым числом 60—80 и выше. Процесс очистки рекомендуется проводить на двух последовательных колоннах. [c.179] Вернуться к основной статье