Способ получения гидридов кремния

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении кремния. Сущность изобретения заключается в способе получения гидридов кремния из кварцита в смеси с магнием, взятым в стехиометрическом соотношении, в присутствии соли алюминия. Процесс ведут при 450 - 600^oС в потоке атомарного водорода в тлеющем разряде. При этом соль алюминия используют в количестве 110 мас. % от смеси кварцита и магния. Использование данного способа позволяет непосредственно из природного кварцита получить гидрид кремния. Способ исключает использование эфира и потому пожаробезопасен. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении кремния.

Известен способ получения гидрида кремния, например силана, путем взаимодействия гидрида металла с каким-либо соединением кремния, в котором он связан с фтором, хлором, бромом, иодом, цианом, кислородом, серой или азотом. Гидрид металла (обычно гидрид литий-алюминий) растворяют в эфире, затем через полученный раствор пропускают соединение кремния (патент австралийский N 200917, 1956 г.). Способ осуществляют по реакции: SiCl₄ + LiAlH₄ ---> SiH₄ + LiCl + AlCl₃.

Этот способ пожаро- и взрывоопасный за счет использования легковоспламеняющегося эфира, отличается многостадийностью и использованием дорогостоящих сырья и реагентов.

Целью изобретения является снижение затрат на получение гидрида кремния путем использования в качестве исходного сырья дешевого природного кварцита и дешевых реагентов (магния, соли алюминия и водорода).

Сущность изобретения заключается в том, что гидрид кремния получают из соединения кремния в присутствии соли алюминия, где в качестве соединения кремния используют кварцит, который нагревают при 450 - 600^oC в смеси с магнием, взятом в стехиометрическом соотношении, в потоке атомарного водорода в тлеющем разряде. Соль алюминия используют в количестве 110 мас.% от смеси кварцита и магния.

Эта совокупность признаков дает большой эффект и по данным патентно-лицензионного поиска обладает существенной новизной, что доказывает соответствие заявленного технического решения критерию существенности отличий.

Пример способа получения гидрида кремния.

В реактор из нержавеющей стали или никеля, футерованный кремнием и снабженный фланцевой крышкой с погружной и отводящей трубкой, имеющей на наружном конце вентиль из нержавеющей стали мембранного типа, помещают стехиометрическую смесь кварцита с магнием и соль алюминия, например хлорид, в количестве 110%, являющимся замедлителем процесса. Реактор нагревают до 450 - 600^oC при подаче атомарного водорода в тлеющем разряде. Образующийся гидрид кремния поступает в конденсатор, где отделяется от избыточного водорода, возвращающегося в голову процесса.

С помощью хромато-масс-спектрометрического анализа установлено, что образующиеся продукты реакции на 99,9% состоят из гидрида кремния.

Граничные условия процесса даны в таблице.

Использование данного способа позволяет получить непосредственно из природного кварцита гидрид кремния, необходимый для электроники. Способ исключает использование эфира и потому пожаробезопасен.

Формула изобретения

1. Способ получения гидрида кремния из соединения кремния в присутствии соли алюминия, отличающийся тем, что в качестве соединения кремния используют кварцит, который нагревают при 450 - 600^oC в смеси с магнием, взятым в стехиометрическом соотношении, в потоке атомарного водорода в тлеющем разряде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соль алюминия используют в количестве 110 мас.% от смеси кварцита с магнием.

РИСУНКИ

Рисунок 1