Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛАНА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛАНА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛАНА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к технологии получения полупроводникового кремния, а также к технологии формирования различных кремнийсодержащих слоев в микроэлектронике. Процесс происходит при взаимодействии силицида с минеральной кислотой. В качестве силицида используют силицид лития и взаимодействие проводят при комнатной температуре. В качестве минеральной кислоты используют уксусную и соляную кислоты. Технический результат изобретения - увеличение выхода силана и уменьшение себестоимости продукта.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2194010
Класс(ы) патента: C01B33/04
Номер заявки: 2001109652/12
Дата подачи заявки: 10.04.2001
Дата публикации: 10.12.2002
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Автор(ы): Лаврентьев В.И.; Зеленин Ю.М.; Лавренюк П.И.; Муратов Е.П.; Мухин В.В.; Рожков В.В.; Соколов В.В.; Стонога Ю.А.; Трушникова Л.Н.
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии получения полупроводникового кремния, а также к технологии формирования различных кремнийсодержащих слоев в микроэлектронике.
Известны несколько способов получения силана взаимодействием силицидов металлов с минеральными кислотами или другими источниками протонов.
Существует способ получения высокочистого силана (патент РФ 20934463, МКИ С 01 В 33/04, 1997), заключающийся во взаимодействии силицида кальция с бромидом аммония, после чего осуществляется низкотемпературное разделение продуктов реакции.
Существует способ получения силана (заявка Японии 7014810, МКИ С 01 В 33/04,1985), заключающийся в осуществлении реакции сплава кремния и магния с кислотой в растворителе. При этом применяемый сплав содержит элементы IB-VIIIB групп, которые сами по себе являются дополнительным источником загрязнения целевого продукта.
Недостатком этих способов является низкий выход силана и использование труднодоступных и дорогих интерметаллидов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом является способ получения силана по патенту РФ 2160706, МКИ С 01 В 33/04, БПИ 35, 2000, включающий взаимодействие силицида магния с минеральной кислотой при нагревании в инертной атмосфере (гелий), очистку от примесей и разделение продуктов. В качестве минеральной кислоты используют кремнефтористо-водородную кислоту, процесс ведут при температуре 40-57oС, при этом кремнефтористо-водородную кислоту предварительно обрабатывают гелием.
Существенным недостатком способа является то, что в качестве минеральной кислоты используется кремнефтористо-водородная кислота, при ее использовании в дальнейшем возникают проблемы с очисткой силана от агрессивных фтористых соединений, кроме того, применение гелия значительно удорожает производство силана.
Задачей изобретения является увеличение выхода силана и уменьшение себестоимости продукта.
Поставленная задача решается благодаря тому, что при взаимодействии силицида с минеральной кислотой согласно изобретению в качестве силицида используют силицид лития и взаимодействие проводят при комнатной температуре, при этом в качестве минеральной кислоты используют уксусную или соляную кислоты.
Основной процесс при этом протекает по общей схеме:
Li4Si+4НСl--->4LiCl+SiH4.
В качестве кислот испытывались соляная, серная, фосфорная, угольная и уксусная кислоты. Наилучшие результаты получены при использовании соляной и уксусной кислот.
Образующийся хлорид лития идет на регенерацию в гидрид лития. Гидрид лития взаимодействует с кварцитом и образует силицид лития, который направляется на получение силана (общая схема).
4LiH+SiO2--->Li4Si+2H2O.
Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как процесс взаимодействия протекает с легкодоступными минеральными кислотами при комнатной температуре без катализаторов, которые могли вносить загрязнения в целевой продукт.
Способ осуществляется следующим образом. В сосуд помещают раствор кислоты, а затем небольшими порциями добавляют силицид лития. Образующийся силан выдувают потоком инертного газа.
Применимость способа иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В кварцевый сосуд помещают 20 мл водного раствора (1:1) соляной кислоты и затем небольшими порциями добавляли 0,25 г силицида лития. Через 30 минут реакция заканчивается. Выход силана составляет 50%. Изменение соотношения воды и кислоты в ту или иную сторону несколько снижает выход и чем больше отклонение, тем ниже выход.
Пример 2. В кварцевый сосуд помещали 20 мл водного раствора (1:1) уксусной кислоты. Выход силана составляет 60%. Повышение выхода до 75% достигают проведением реакции при 70-80oС и дополнительным выдуванием образующегося силана небольшим потоком инертного газа, что уменьшает вероятность его взаимодействия с кислотой. Кроме того, дополнительный нагрев гасит нежелательное пенообразование, что также несколько повышает выход силана.
Таким образом, получение силана взаимодействием силицида лития с уксусной или соляной кислотой позволяет увеличить выход продукта и уменьшить себестоимость.
Формула изобретения: Способ получения силана взаимодействием силицида с минеральной кислотой, отличающийся тем, что в качестве силицида используют силицид лития, взаимодействие проводят при комнатной температуре и в качестве минеральной кислоты используют соляную или уксусную кислоту.