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                      四氯化硅氫還原法制取高純硅的化學原理

                      2008-11-11 10:56:00

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                      四氯化硅氫還原法制取高純硅的化學原理
                      來源:海川論壇

                      (1)工業粗硅氯化制備四氯化硅
                      目前,SiCl4的工業制備方法,一般是采用直接氯化法,將工業粗硅在加熱條件下直接與氯反應制得SiCl4。工業上常用不銹鋼(或石英)制的氯化爐,將硅鐵裝入氯化爐,從氯化爐底部通入氯氣,加熱至200~300℃時,就開始反應生成SiCl4,其化學反應為:
                      Si + 2Cl2 = SiCl4
                      生成的SiCl4以氣體狀態從爐體上部轉至冷凝器,冷卻為液態后,再流入儲料槽。
                      在生產中,一般將氯化溫度控制在450~500℃,這樣一方面可提高生產率,另一方面可保證質量,因為溫度低時不僅反應速度慢,而且有副產品Si2Cl6、Si3Cl8等生成,影響產品純度,但若溫度過高,硅鐵中其它難揮發雜質氯化物也會隨SiCl4一起揮發出來,影響SiCl4純度。
                      (2) 精餾提純四氯化硅
                      四氯化硅中通常含有鐵、鋁、鈦、硼、磷等雜質,但這些雜質可以通過精餾的方法除去。其原理就是根據四氯化硅與雜質沸點不同,它們具有不同的揮發能力,因而可以通過控制溫度而將SiCl4與雜質分離,達到提純的目的。
                      (3)純四氯化硅的氫還原
                           精餾提純后的四氯化硅與高純度的氫氣在高溫的還原爐內發生還原反應而制得高純硅,其反應如下:
                      SiCl4+2H2=Si+4HCl↑
                      實際反應比較復雜。由于SiCl4被氫還原的速率較SiHCl3氫還原法低,因此目前使用SiCl4氫還原法制高純硅的較少。

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                      相關產品鏈接:高純四氯化硅

                       
                       
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