Способ получения моносилана

(56) Девятых Г,Г., Зоганические гидридыука, 1974, с. 79,30арственн ниверс и В,А.С ский н А.Д тучие неор оты, МНа особой чист ИЛАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 10 Изобретение относится к неорганической химии и может найти применение в производстве высокочистого кремния и полупроводниковых материалов на их основе. а также в аналитической химии - для определения кремния при низких его содержаниях,Наиболее близким по технической сущности является способ получения моносила-. на, основанный на восстановлении тетрахлорида кремния ( Ч) литий-алюминий гидридом в неводной среде (эфир, диоксан), Этот способ осуществляется в ячейке из стекла, загружая в нее восстановитель - литийалюминий гидрид, а тетрахлорид кремния (Гч), растворенныл в неводной среде (эфир, диоксан) приливают порциями из капельной воронки по мере течения реакции. Процесс ведут при 80 С с отсасыванием .с помощью форвакуумного насоса, Выход гидрида близок к количественному.Целью изобретения является упрощение способа, Упрощение способа достигается за счет исключения необходимости продувания инертного газа или применения форвакуумного насоса с целью удаления си(57) Изобретение относится к способам получения моносилана, применяемого в производстве высокочастотного кремния и полупроводниковых материалов на его основе, и позволяет упростить процесс, В кварцевую ячейку помещают 1,5 мас.%-ную амальгаму натрия, заливают 1 - 2 моль/л раствора гидроксида натрия, выдерживают в течение не менее 5 мин, Затем вводят 10 - 5 10 моль/л раствор силиката натрия и выдерживают при 10 - 20 С до прекращения образования продукта. 1 табл,лана иэ раствора, поскольку непрерывно выделяощийся амальгамой натрия водород осуществляет зту функцию, э также эа счет снижения температуры процесса.Необходимость быстрого удаления сигнала из реакционной смеси связана со снижением выхода продукта за счет побочных химических реакций. В результате побочных химическихреакций может образоваться элементный кремний, который оказывает каталитическое действие на реакцию распада моносилана на элементы,Распаду мочосилэ на на кремний и водород способствуют также стеклянные стенки ячейки. Поэтому в предполагаемом изобретении приведены сопоставительные данные, полученные в ячейке двух типов: из кварца и стекла и рекомендована ячейка из кварца, применение которой при прочих равных условиях повышает выход моносилана на 15-20, При исходной концентрации щелочи1 моль/л процесс несколько замедляется, применение же щелочи более высокой концентрации нерационально, поскольку уже при ее концентрации 2 моль/л достигается достаточно высокая проводи20 10 30 60 40 60 20 20 ставитель И.Веденеехред М,Мор гентал Со евадактор Н.Сильнягина Т Корректор Н,Милюк Заказ 2863 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 1 13035 Москва ЖРчушгкая наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,мость раствора, При концентрации кремния 10 з моль/л выход моносилана резо снижается, вследствие ускорения реакции ВН + 9( У) = 23 О+4 Н+, Образующийся элементный кремний, как указано в литературе, катализирует распад гидрида на элементы, При более высокой температуре (30 С) выход моносилана снижается вследствие ускорения реакции разложения гидрида щелочью. Ни в одном из известных способов щелочные растворы не были рекомендованы вследствие быстрого разложения моносилана по реакции9 Н 4 + 2 йаО Н + Н 2 О = НагЯ Оз + 4 Н 2 Зту реакцию называют реакцией гидролиэа, хотя это.типичная реакция окисления гидрида молекулами воды.В водном щелочном растворе в пределах температур 10 - 20 С в кварцевой ячейке достигается выход моносилана, близкий к 90.Пример 1.В кварцевую ячейку, снабженную рубашкой для термостатирования, помещают 100 г 1,5 мас.-ную амальгаму натрия (1,5 мас.",4 Ма), заливают 50 см 1 моль/л раствора гидроксида натрия и по истечении 5 минут, необходимых для удаления раствдренных в щелочи кислорода, вводят раствор силиката натрия в количестве, обеспечивающем его концентрацию в конечномобьеме 10 моль/л. Герметически закрывают ячейку, подключают ловушку для поглощения гидрида, заполненную титрованным5 раствором окислителя и осуществляют процесс при 20 С в течение 60 мин, Определяют выход гидрида оксидиметрическимметодом. Выход продукта 84,0,Остальные примеры сведены в таблицу,10 Из приведенных данных следует, чтоприменение кварцевой ячейки позволяетповысить выход гидрида на 15 - 20;4 по сравнению со стеклянной, выход продукта близок к 90 Я15 Формула изобретенияСпособ получения моносилана, включающий взаимодействие соединения кремния(1 Ч) с восстановителем в ячейке в жидкойсреде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью20 упрощения процесса, в качестве соединения кремния используют раствор силикатанатрия с концентрацией(1-5) 10 4 моль/л; вкачестве восстановителя используют 1,5мас.о/О-ную амальгаму натрия, в качестве25 жидкой среды используют 1-2 моль/л раствор гидроксида натрия, в котором до стадии взаимодействия выдерживаютамальгаму в течение не менее 5 мин и взамодействие осуществляют при 10-20 С в30 кварцевой ячейке.