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yanzi999銀蟲 (小有名氣)
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【求助】硅和碳化硅怎么分離? 已有2人參與
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求助: 哪為高手知道固體硅和碳化硅怎么分離？ 非常感謝！ |
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nnnas
木蟲 (著名寫手)
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高純硅制備的化學(xué)原理(1) 高純硅的制備一般首先由硅石（SiO2）制得工業(yè)硅（粗硅），再制成高純的多晶硅，最后拉制成半導(dǎo)體材料硅單晶。 工業(yè)上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在電爐中加熱至1600~1800℃而制得純度為95%~99%的粗硅，其反應(yīng)如下：SiO2+2C=Si+2CO 粗硅中一般含有鐵、鋁、碳、硼、磷、銅等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)多以硅化構(gòu)成硅酸鹽的形式存在，為了進一步提高工業(yè)粗硅的純度，可采用酸浸洗法，使雜質(zhì)大部分溶解（有少數(shù)的碳化硅不溶）。其生產(chǎn)工藝過程是：將粗硅粉碎后，依次用鹽酸、王水、（HF+H2SO4）混合酸處理，最后用蒸餾水洗至中性，烘干后可得含量為99.9%的工業(yè)粗硅。 高純多晶硅的制備方法很多，據(jù)布完全統(tǒng)計有十幾種，但所有的方法都是從工業(yè)硅（或稱硅鐵，因為含鐵較多）開始，首先制取既易提純又易分解（即還原）的含硅的中間化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使這些中間化合物提純、分解或還原成高純度的多晶硅，其工藝流程大致如圖1： 目前我國制備高純硅多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法。一般說來，由于三氯氫硅還原法具有一定優(yōu)點，目前比較廣泛的被應(yīng)用。此外，由于SiH4具有易提純的特點，因此硅烷熱分解法是制備高純硅的很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒�。下面我們就分別介紹上述三種方法制備高純硅的化學(xué)原理。 1. 三氯氫硅還原法 （1） 三氯氫硅的合成 第一步：由硅石制取粗硅 硅石（SiO2）和適量的焦炭混合，并在電爐內(nèi)加熱至1600~1800℃ 可制得純度為95%~99%的粗硅。其反應(yīng)式如下： SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑ 2SiC+SiO2=3Si+2CO（g）↑ 總反應(yīng)式： SiO2+2C=Si+2CO（g）↑ 生成的硅由電爐底部放出，澆鑄成錠。用此法生產(chǎn)的粗硅經(jīng)酸處理后，其純度可達到99.9%。 第二步：三氯氫硅的合成 三氯氫硅是由干燥的氯化氫氣體和粗硅粉在合成爐中（250℃）進行合成的。其主要反應(yīng)式如下：Si+3HCl=SiHCl3+H2（g） （2） 三氯氫硅的提純 由合成爐中得到的三氯氫硅往往混有硼、磷、砷、鋁等雜質(zhì)，并且它們是有害雜質(zhì)，對單晶硅質(zhì)量影響極大，必須設(shè)法除去。 近年來三氯氫硅的提純方法發(fā)展很快，但由于精餾法工藝簡單、操作方便，所以，目前工業(yè)上主要用精餾法。三氯氫硅精餾是利用三氯氫硅與雜質(zhì)氯化物的沸點不同而分離提純的。 一般合成的三氯氫硅中常含有三氯化硼（BCl3）、三氯化磷（PCl3）、四氯化硅（SiCl4）、三氯化砷（AsCl3）、三氯化鋁（Al2Cl3）等氯化物。其中絕大多數(shù)氯化物的沸點與三氯氫硅相差較大，因此通過精餾的方法就可以將這些雜質(zhì)除去。但三氯化硼和三氯化磷的沸點與三氯氫硅相近，較難分離，故需采用高效精餾，以除去這兩種雜質(zhì)。精餾提純的除硼效果有一定限度，所以工業(yè)上也采用除硼效果較好的絡(luò)合物法。 。。。。。 轉(zhuǎn)自海川化工 [ Last edited by nnnas on 2010-5-13 at 16:56 ] |
2樓2010-05-13 16:54:16
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3樓2010-05-15 08:36:33
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