DE3139803A1 - Verfahren zum reinigen von chlorsilanen - Google Patents

Verfahren zum reinigen von chlorsilanen

Info

Publication number
DE3139803A1
DE3139803A1 DE19813139803 DE3139803A DE3139803A1 DE 3139803 A1 DE3139803 A1 DE 3139803A1 DE 19813139803 DE19813139803 DE 19813139803 DE 3139803 A DE3139803 A DE 3139803A DE 3139803 A1 DE3139803 A1 DE 3139803A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chlorosilane
boron
chlorosilanes
compounds
trichlorosilane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19813139803
Other languages
English (en)
Other versions
DE3139803C2 (de
Inventor
Hans-Joachim Dipl-Chem. Dr. 7888 Reinfelden Kötzsch
Reinhard Dipl.-Chem. Dr. 7888 Rheinfelden Matthes
Hans-Joachim Dipl.-Chem. Dr. 7867 Wehr Vahlensieck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynamit Nobel AG
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dynamit Nobel AG filed Critical Dynamit Nobel AG
Priority to DE19813139803 priority Critical patent/DE3139803C2/de
Publication of DE3139803A1 publication Critical patent/DE3139803A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3139803C2 publication Critical patent/DE3139803C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08Compounds containing halogen
    • C01B33/107Halogenated silanes
    • C01B33/10778Purification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

  • Verfahren zum Reinigen von Chlorsilanen
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen von Chlorsilanen, die durch Schwermetall-und/ oder Borverbindungen und/oder Hydrogensilane verunreinigt sind. Mit Hilfe des Verfahrens ist es möglich, die Borver bindung aus den Chlorsilanen soweit zu entfernen, daß in dem gereinigten Chlorsilan mit den bekannten analytischen Methoden kein Bor mehr nachweisbar ist und die Gehalte an den übrigen Schwermetall-Verunreinigungen auf Werte von höchstens 10 ppb herabgesenkt werden.
  • Zur Herstellung von polykristallinem oder monokristallinem Silicium, das für Halbleiterzwecke eingesetzt wird, benötigt man ein extrem reines metallisches Silicium. Die Feinreinigung eines zur Herstellung von Halbleitern einzusetzen den Siliciums erfolgt im allgemeinen durch bonenschmelzen.
  • Nach diesem Verfahren können aus dem bereLt-s sehr reinen Transistorsilicium nahezu alle in diesem noch in Spuren enthaltenen Elemente entfernt werden.
  • Zur Entfernung von Bor eignet sich jedoch diese Methode nicht, weil dieses Element sowohl in der Siliciumschmelze als auch in der festen Phase den Verteilungskoeffizienten ungefähr 1 besitzt. Aus diesem Grunde muß besonders großer Wert darauf gelegt werden, Borverunreinigungen bereits aus der Vorstufe, z.B. dem Trichlorsilan1 vor dessen Reduktion zum Transistorsilicium möglichst vollständig zu entfernen.
  • Es sind daher Rest-Bor-Eonzentrationen von ( 0,1 ppb in dem Trichlorsilan anzustreben.
  • SiCl4 in hochreiner Form ist ein begehrter Rohstoff für die Herstellung von optischen Fasern (Lichtwellenleitern). Für diese Verwendung sind die Elemente Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V, Mn als Verunreinigung störend, da sie in dem Wellenlängenbereich «:1000 nm absorbieren und damit eine Dämpfung der übertragenen Lichtenergie verursachen und die Lichtübertragungsleistung in unerwünschter Weise bis zur Unbrauchbarkeit beeinträchtigen. Darüber hinaus stören Hydrogenchlorsilane bereits in geringsten Konzentrationen, z.B.
  • ppm-Mengen, weil sie bei der oxidativen Uberführung des SiC14 in das SiO2 nach den üblichen Verfahren zu einer hart näckigen Retention von Hydroxylgruppen im SiO2 Anlaß geben.
  • Dies hat zur Folge, daß die Lichtübertragungsqualität der Fasern dadurch im Bereich von :F900 nm gegebenenfalls wesentlich herabgesetzt wird. Für Lichtleitfasern, die für die Nachrichtenübermittlung in diesem Wellenlängenbereich technische Verwendung finden sollen, ist es unerläßlich, daß die vorstehend beschriebenen Störfaktoren ausgeschaltet werden.
  • Die destillative Reinigung von Chlorsilanen alleine ergibt keine befriedigenden Ergebnisse Es sind deshalb auch schon mehrere chemische Reinigungsmethoden versucht worden, störende Metallionen zu beseitigen. Bo wurden beispielsweise schon Verfahren beschrieben, bei denen die hohe Reak- tionsfähigkeit von Borverbindungen mit organischen funktionellen Gruppen genutzt wird, indem man borhaltigen Chlor silanen kleine Mengen organischer Stoffe als Komplexbildner hinzufügt, wie beispielsweise Mannit oder andere Zuckeralkohole, Ketone, Aminoverbindungen und anderer mehr. Diese Methoden zeigten gegen Borverunreinigungen zwar gewisse Wirkungen, führten aber zu neuen Problemen mit Kohlenstoffverunreinigungen, was einen erheblichen Nachteil bedeutet.
  • Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, in borhaltige Chlorsilane Feuchtigkeitsspuren enthaltende Inertgase z.B.
  • Argon oder Wasserstoff einzublasen (DD-PS 135 613).Diese Verfahrensweise verursacht jedoch große Schwierigkeiten durch hartnäckige Verkieselungen insbesondere an der Zuführnngsstelle, und neben Produktverlusten wegen des hohen Partialdrucks von z.B. Trichlorsilan Probleme wegen der störenden Neutralgasbelastung von ProduRtRuhlern und Destillationskolonnen.
  • andere Reinigungsversuche wurden mit Hilfe chromatographischer Methoden mit verschiedenen in Festbetten angeordneten Bdsorptionsmitteln unternommen z,B. mit Kieselgelen oder Aktivkohle (vgl. DE-AS 25 46 957 oder US-PS 36 82 594), kluminiumoxiden (DE-AS 12 89 834), Ionenaustauschern (US-PS 28 77 097), Nylonpulver usw.
  • tndererseits wurde auch schon versucht, die erforderliche Reinigung mit stickstoffhaltigen organischen Komplexbildeiern, z.B. mit Hilfe von Dithizon oder Nitroanisol sowie mit primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthaltenden eolymeren auszuführen (US-PS 36 82 594) Alle diese Adsorp tionsverfahren scheiden aber aus teils wegen zu geringer Reinigungskapazität (z.B. Kieselgele) teils ebenfalls wegen Eintrags von Kohlenstoff (z.B. bei Anwendung von tonenaustauschern oder Nylon) in das Silicium.
  • Nach diesen Verfahrensweisen lassen sich die Metallgehalte zwar in dem erwünschten Ausmaß reduzieren, wobei die Behandlung mit Adsorptionsmitteln und Komplexbildnern einen erheblichen Aufwand erfordern; für die Beseitigung von Hydrogenchlorsilanen eignen sich die vorstehend beschriebenen Behandlungsmethoden jedoch nicht.
  • Es bestand deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, mit -dessen Hilfe es möglich ist, Metallverbindungen und Hydrogensilane aus Chlorsilanen möglichst quantitativ zu entfernen, das einfach zu handhaben ist und keine zusutzlichen apparativen Aufwendungen mit sich bringt tuld auch keine zusätzlichen Stoffe in das Chlorsilan einschleppt.
  • Das erhaltene Chlorsilan soll dabei einen Gehalt an Bor besitzen, der c 0,1 ppb Bor ist. Da diese geringen Mengen analytisch nicht mehr erfaßbar sind, gilt für den Gehalt an Bor die Bedingung, daß ein aus dem Chlorsilan hergestelltes decompensiertes 'telectronic-grade"-Silicium einen Widerstand von 9000 St.cm oder mehr besitzen soll.
  • Weiterhin soll das erhaltene Chlorsilan einen Gehalt an Schwermetallionen besitzen, der unter 10 ppb liegt. Bei der Reinigung von Sich4 soll weiterhin der Gehalt an Hydrogensilanen unter 1 ppm liegen.
  • In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Verfahren zur Reinigung von Chlorsilanen von den in diesen als Verunreinigung enthaltenen Metallverbindungen und Hydrogensilanen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Chlorsilane in flüssiger Phase mit einer Verbindung, die mindestens eine Si-0-Si-Gruppierung besitzt in Gegenwart von Halogenwasserstoff in innigen Kontakt bringt und anschließend das auf ciese Weise gereinigt Chlorsilan von den dabei entstandenen nicht flüchtigen Borverbindungen destillativ abtrennt.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ist es möglich, ein Chlorsilan zu erhalten, in dem durch keine-noch so feine bekannte analytische Methode Bor im Silan nachgewiesen werden kann. Sowohl mit Hilfe colorimetrischer als auch spektroskopischer Methoden konnte kein Bor nachgewiesen werden. Der für die Beurteilung der Halbleiter qualität ausschlaggebende Widerstand von aus solchen erfindungsgemäß gereinigtem Silan hergestellten und im Zonenschmelzverfahren gereinigtem Transistorsilicium liegt bei mindestens 9000je cm.
  • Wenn nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise 51014 gereinigt wird, dann enthält dieses überraschenderweise kein SiHC1 mehr. Das Trichlorsilan reagiert unter den erfindungsgemäßen Bedingungen mit dem Siloxan und verbleib bei der anschließenden Destillation in oligomerer oder polymerer Form im Sumpf. Man erhält demzufolge ein Tetrachlorsilan, aus dem sich optische Fasern der geforderten hohen Qualität herstellen lassen.
  • Die erfindungsgemäße Verfahrensweise zeichnet sich durch eine äußerst einfache Handhabung aus: Es genügt, die erfindungsgemäß einzusetzenden Komponenten in das Chlorsilan auf an sich bekannte Weise einzubringen und dafür zu sorgen, daß eine homogene Verteilung der Verbindungen im Chlorsilan stattfindet. Die Reaktion der Borverbindungen mit den zuzusetzenden Verbindungen erfolgt bereits bei Raumtemperatur, so daß ein Erhitzen nicht notwendig ist.
  • Das entstehende borhaltige Reaktionsprodukt ist in den Chlorsilanen innerhalb der anfallenden Konzentrationen .lich und nicht flüchtig. Es läßt sich-demzufolge leicht durch Destillation der Ohlorsilane von diesen abtrennen, wobei es im Sumpf verbleibt.
  • Die Menge der Verbindungen mit mindestens einer Si-0-Si- Gruppierungen liegt zwischen 0,005 und 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Chlorsilan. Bei größeren Mengen an Verunreinigungen muß eine entsprechend größere Menge an Si-O-i-Gruppierungen enthaltenden Verbindungen eingesetzt werden.
  • Die Reaktion der-Metallverbindungen mit den erfindungsgemäBen Zusätzen erfolgt nur in Gegenwart von Halogenwasserstoff. Der bevorzugte Halogenwasserstoff ist Chlorwasserstoff. Dieser wird entweder zusammen mit den Si-O-Si-Gruppierungen enthaltenden Verbindungen zudosiert ode er liegt bereits gelöst in dem Chlorsilan vor. Die notwendige Menge an Halogenwasserstoff liegt in der gleichen Größenordnung wie die Menge an Si-0-Si-Gruppiernngen.
  • Zu den Verbindungen mit Si-O-Si-Gruppierungen zählen hauptsächlich Tetrachlordisiloxan und dessen höhere Bomologe wie z.B. Hexachlordisiloxan, Hezachlortrisiloxan -oder Octachlortrisiloxan oder Gemische solcher Verbindingen. Es können jedoch auch andere Siloxane, die frei von Organogruppen sind und bei Raumtemperatur flüssig oder fest sind, erfindungsgemäß eingesetzt werden.
  • Weiterhin eignen sich erfindungsgemäß auch solche Verbindungen, die ein Si-0-Flächen- oder Raumgitter besitzen, wie z.B. Silicoameisensäureanhydrid oder auch SiO2.
  • Letzteres kann sowohl in hochdisperser Form, der sogenannten pyrogenen Kieselsäure, als auch in der gröberen Form der Kieselgele eingesetzt werden.
  • Der Einsatz von SiO2 in Form von Kieselgel, wie es in der Säulenchromatographie verwendet wird, ermöglicht eine besondere Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens: Man läßt das verunreinigte Chlorsilan, das geringe Mengen Chlorwasserstoff enthält, eine Kieselgel-Säule durchlaufen. Dabei verbleiben die Verunreinigungen in der Säule, so daß man ein Eluat erhält, in dem sich z.B. kein Bor mehr analytisch nachweisen-läßt. Anhand dieser Durchführungsform läßt sich auch beweisen, daß bei der erfindungsgemäßen Reinigung die Anwesenheit von Haiogenwasserstoff notwendig ist: Wenn dabei z.B. das Trichlorsilan keine Salzsäure gelöst enthält, dann ist das Eluat weiterhin durch Borverbindungen verunreinigt, die sich durch fraktionierte Destillation nicht abtrennen lassen.
  • Es ist erfindungsgemäß weiterhin möglich, die zum Reinigen einsetzbaren Siloxane in situ aus den Chlorsilanen zu erzeugen, so daß nicht die Siloxane hinzugefügt zu werden brauchen, sondern nur solche Substanzen, die mit dem Chlorsilan unter Bildung von Chlorsilöxanen, und gegebenenfalls von Chlorwasserstoff, reagieren. Als Beispiel für eine solche Substanz sei Salzsäure in konzentrierter oder verdünnter Form genannt, wobei eine etwa 10 %ige Salzsäure durchaus noch einsetzbar ist. Der Einsatz von Salzsäure hat den Vorteil, daß mit deren Zusatz gleichazeitig auch eine für die Reaktion mit den Metallverbindungen nötige Menge an Halogenwasserstoff mit zugeführt wird.
  • Die dem Chlorsilan zuzusetzende Menge der Verbindung, die die Siloxane in situ erzeugt, liegt in der gleichen Größenordnung wie die Menge der Siloxane, die hinzugesetzt werden, unter der Voraussetzung, daß der. Gehalt an Verunreinigungen in dem Chlorsilan zwischen 1 und 50 ppm liegt. Bei einer größeren Konzentration an zu entfernenden Verunreinigungen muß eine entsprechend großere-Menge an Salzsäure oder einer entsprechend wirkenden Verbindung eingesetzt werden. Nach dem Zusatz dieser Verbindung erfolgt die Weiterverarbeitung in gleicher Weise wie oben beschrieben. Auch dabei entstehenden zwischenzeitlich keine Trübungen in dem Chlorsilan.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl zur Entfernung von borhaltigen Verunreinigungen als auch von Verunreinigungen durchVerbindungen der Elemente Fe, Ce, Ni, Cn, Cr, Vanadin und Mangan in Trichlorsilan und Tetrachlorsilan.
  • Beispiel 1 In einem 4 l-Mehrhalskolben, der an einem Tubus mit einer Durchstechkappe verschlossen ist, und der außerdem ausgerüstet ist mit Bodenventil, Rührer und N2-überdecktem Rückflußkühler wurden 5000 g eines typischen Trichlorsilan Rohproduktes, bestehend aus 58,4 % Trichlorsilan, 41,6 % Tetrachlorsilan und etwa 200 ppm Chlorwasserstoff mit einem Borgehalt von 5,7 ppm vorgelegt. Unter Rohren bei Raumtemperatur wurden durch die Durchstechkappe mit Hilfe einer Injektionsspritze 2 ml Hexachlordisiloxan innerhalb 3 bis 4 sec unter die Flüssigkeitsoberfläche des Chlorsilangemischs eingespritzt. Das injizierte Hexachlordisiloxan verteilte sich sofort gleichmäßig ohne Trübung in den Chlorsilanen.
  • Der Ansatz wurde noch 30 min ohne Erwärmen nachgerührt und anschließendwurden die Chlorsilane fraktioniert abdestilliert. Im verbleibenden Rückstand von etwa 500 g SiC14 wurden etwa 57 ppm Bor nachgewiesen.
  • Durch Destillation wurden etwa 2,7 kg Trichlorsilan und ca. 1,6 kg Tetrachlorsilan neben etwa 200 g Zwischenfraktion (Gemisch aus H SiCl3 und Sich4) gewonnen. Aus dem Trichlorsilan wurde ein Siliciumstab in an sich bekannter Weise hergestellt. Er wies nach sieben maligem Zonenschmelzen im Vakuum einen Widerstand von 122002L-cm auf.
  • Beispiel 2 In der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurden 5000 g des dort genannten Trichlorsilan-Rohproduktes vorgelegt.
  • In dieses Produkt wurden 2 ml einer Suspension von 0,4 g Silicoameisensäureanhydrid in Tetrachlorsilan unter zählen zugesetzt. Diese Suspension löste sich in dem Chlorsilangemisch bei Normaltemperatur langsam auf. Es bestand eine feine Dispersion, die innerhalb kurzer Zeit klar wurde.
  • Der Ansatz wurde weiterhin noch 1 Stunde ohne Erwärmen gerührt und anschließend analog Beispiel 1 durch Destillation aufgearbeitet.
  • Es wurden ca. 2,8 kg Trichlorsilan und ca. 1,5 kg Tetrachlorsilan neben etwa 200 g Zwischenfraktion (H SiCl3/SiCl4 -Gemisch) gewonnen. Im Riickstand von ca. 500 g SiCl4 wurden 54 ppm Bor bestimmt. Sowohl im Tnchlorsilandestillat, als auch im Tetrachlorsilandestillat und in den 200 g Zwischenfraktion ließ sich spektrometrisch kein Bor mehr nachweisen.
  • Beispiel 3 Es wurde analog Beispiel 2 gearbeitet mit dem Unterschied, daß dem Chlorsilangemisch 0,5 g pyrogene Kieselsäure hinzugefügt wurde. Die Kieselsäure verteilte sich innerhalb kurzer Zeit über den gesamten Reaktionsbehälter. Es blieb wäPrrend der Gesamtbehandlungsdauer eine geringe Trübung an SiO2 in den Chlorsilanen. Die Aufarbeitung erfolgte analog Beispiel 2.
  • Im Destillationsrückstand verblieb eine spärliche Ausfällung von SiO2 mit einem Gehalt von 3860 ppm Bor. In dem flüssigen Destillationsrückstand wurden noch etwa 50 prt Bor gemessen. In allen Destillaten ließ sich kein Bor mehr spektralanalytisch nachweisen.
  • Beispiel 4 In dem im Beispiel 1 genannten Mehrhalskolben wurden 5000 g Trichlorsilan vorgelegt. Das Trichlorsilan hatte einen Borgehalt von 24,6 ppm. Unter Rühren wurde bei Raustemperatur durch die Durchstechkappe mit Hilfe einer Injektionsspritze mit langer Nadel 1 ml 20 obige wässrige Salzsäure innerhalb von 2 bis 3 sec unter die Flüssigkeitsoberfläche des Trichlorsilans eingespritzt. Die injizierte Salzsäure verschwand dabei ohne von außen wahrnehmbare Anzeichen einer Reaktion und das im Kolben vorhandene Produkt trüb+ sich nicht, sondern blieb klar. Das Trichlorsilan wurde anschließend noch etwa 10 min ohne Erwärmen nachgerihrt.
  • Das auf diese Weise vorbehandelte Trichlorsilan wurde daraufhin über das Bodenventil in die Blase einer Kolonne mit ca. 35 Böden abgelassen und das gesamte Material in einer Fraktion (4650 g Ausbeute) bei 31 °C überdestilliert.
  • Die Blase enthielt darauf nur noch das hold-up der Kolonne von etwa 250 ml mit einem Borgehalt von » 300 ppm.
  • Das Destillat wurde in gleichmäßigen Zeitabständen sowohl colonmetrisch als auch spektroskopisch auf Bor untersucht.
  • Die Erfassungsgrenze dieser Untersuchung wurde im Blindversuch mit <-0,1 ppb-bzw. c50 Nanogrnmm ermittelt. ueber die gesamte Destillationsdauer hinweg wurde im Destillat kein Bor gefunden. Aus dem erhaltenen Trichlorsilan wurden in an sich bekannter Weise Siliciumstäbe gefertigt und durch Zonenschmelzen weiter gereinigt. Die Messung des Widerstands dieser erhaltenen Si-Stäbe ergab Werte zwischen 9200 und 10700fL.cm.
  • Beispiel 5 Analog Beispiel 1 wurden in 5000 g eines typischen Trichlor silam-Rohprodukts, bestehend aus 92,6 % Trichlorsilan, 7,4 % Tetrachlorsilan und ca. 400 ppm Dichlorsilan mit einem Borgehalt von 1,92 ppm 0,4 ml konzentrierter wässriger Salzsäure eingespritzt, wobei sich die Salzsäure sofort trübungsfrei löste. Der Ansatz wurde 30 min ohne Erwärmen nachgerührt und anschließend das gesamte Trichlorsilan (ca. 4550 g) überdestilliert. Nach Ende der Destillation hatte der überwiegend aus Tetrachlorsilan bestehende restliche Blaseninhalt von ca. 300 ml einen Borgehalt von 18 ppm.
  • Im Trichlorsilandestillat wurden sowohl colorimetrisch als auch spektroskopisch regelmäßig für Bor nur noch Blindwerte gefunden. Die Messung des Widerstands an daraus hergestellten Si-Stäben ergab Werte zwischen 9700 und 118002L cm Beispiel 6 Cber eine chromatographische Säule aus Glas (Durchmesser 50 mm, Füllhöhe 1150 mm), gefüllt mit Kieselgel (Porendurchmesser ca. 10 mm, Korngröße ca. 50-200JLm, ASTM ca.
  • 60 bis 250 mesh) wurden bei ca. 20 0C in flüssigem Aggregat zustand mit der Fließgeschwindigkeit von 2,2 Liter/h 300 kg technisches Trichlorsilan geleitet, das 632 ppm Chiorwasser stoff gelöst enthielt. Das eingesetzte Trichlorsilan enthielt außerdem 12,4 ppm Bor. Nach der Passage war im Trichlorsilan kein Bor mehr nachweisbar.
  • Lus dem so gereinigten Trichlorsilan hergestellte polykristalline Silicium-Stäbe zeigten Widerstandswerte von > 10000 #. cm.
  • Beispiele 7 bis 14 Analog Beispiel 6 wurden acht weitere 300 kg-Partien borhaltiges Trichlorsilan mit gelöst enthaltenem Chlorwasserstoff nacheinander über dieselbe im Beispiel 6 bereits verwendete chromatographische SiO2-Säule geleitet. Es wurde ebenfalls in flüssiger Phase gearbeitet:
    - Bor-Gehalt e t or- e ie gesc w.
    Beispiel ppm ppm Liter/h
    7 2021 22,1 2,2
    8 478 8,4 2,2
    9 729 4,8 2,2
    10 1402 11,2 2,2
    11 684 32,5 2,2
    12 275 8,2 2,2
    13 1063 10,6 2,2
    14 542 5,7 2,2
  • Das erhaltene Rein-Trichlorsilan wurde in 30 kg-Partien untersucht und zu Silicium-Stäben reduziert. In keiner der 30 kg-Proben war colorimetrisch noch Bor nachweisbar.
  • Alle Siliciumstäbe zeigten Widerstandswerte von > 10000 A. . cm.
  • Die Reinigungskraft der von Beispiel 6 bis Beispiel 14 benutzten Säule war auch nach Beendigung von Beispiel 14 noch ungeschmälert.
  • Vergleichsbeispiel Im Vergleich zu Beispiel 6 wurde im genau analogen Verfahren ein technisches Trichlorsilan mit einem Borgehalt von 7,2 ppm, jedoch frei von Chlorwasserstoff, angewandt.
  • Nach jeweils 120 Minuten wurde das aus der Säule abfließende Trichlorsilan auf seinen Borgehalt colorimetrisch untersucht:
    eit durchgeflossenes Bor-Wert
    Min. Trichlorsilan
    kg
    120 3,2 frei von Bor
    240 6,5 frei von Bor
    360 9,8 14 ppB
    480 13,0 0,4 ppm
    600 16,2 2,5 ppm
    720 19,5 6,8 ppm
    Ohne Chlorwasserstoff arbeitet demzufolge die Säule bereits nach 6 Stunden nicht mehr einwandfrei und ist nach 10 bis 12 Stunden erschöpft.
  • Beispiel 15 In einem 4-Liter Rührkolben aus Laborgeräteglas, ausgerüstet mit Stickstoffüberdeckung und Durchstechkappe, wurden 5 kg Tetrachlorsilan vorgelegt. Das Tetrachlorsilan enthielt folgende Verunreinigungen: Kupfer 22 ppb Nickel 48 ppb Kobalt 39 ppb Eisen 221 ppb Mangan 48 ppb Chrom 28 ppb Vanadium 16 ppb.
  • Unter Rühren wurden bei ca. 20 OC 4 ml einer 25 %igen Lösung von Chlorwasserstoff in Hexachlordisiloxan mit Hilfe einer Injektionssprite mit langer Nadel durch die Durchstechkappe in die flüssige Phase auf einmal injiziert. Nach dreistündiger Reaktionszeit bei ca. 20 oC wurde der Ansatz in die Blase einer Destillationskolonne überführt und nach 10 minütiger Entgasung durch Rückflußkochen mit dem Rücklaufverhältnis von 1 ausdestilliert.
  • Es wurden ca. 5 kg Tetrachlorsilan erhalten mit nachstehender Reinheit: Kupfer c 6 ppb Nickel <9 ppb Kobalt <3 ppb Eisen <3 ppb Mangan (2 ppb Chrom < 3 ppb Vanadium < 4 ppb.
  • Beispiel 16 Analog Beispiel 15 wurden 5 kg Tetrachlorsilan mit einem Trichlorsilangehalt von 32 ppm und etwa gleichem Gehalt an metallischen Verunreinigungen wie das im vorstehenden Beispiel eingesetzte Material mit 5 ml einer 25 %igen wässrigen Salzsäure behandelt. Auf diese Weise wurde ein Tetrachlorsilan mit einem Gehalt von < 1 ppm an Trichlorsilan und jeweils < 1.0 ppb an Metallverunreinigungen erhalten.

Claims (7)

  1. Patentans rüche: 1. Verfahren zur Reinigung von Chlorsilanen von den in diesen als Verunreinigung enthaltenen Metallverbindungen und Hydrogensilanen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß man bei Temperaturen zwischen 0 und 30 °C die Chiorsilane in flüssiger Phase mit einer Verbindung, die eine oder mehrere Si-O-Si-Bindungen enthält, in Mengen zwischen 0,005 und 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Chlorsilan, in Gegenwart von 0,005 bis 0,1 Ge. % Halogenwasserstoff., bezogen auf das Chlorsilan, in innigen Kontakt bringt und anschließend das auf diese Weise gereinigte Chlorsilan von den dabei entstandenen nicht-flüchtigen Verbindungen destillativ abtrennt.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Verbindung, die Si-O-Si-Gruppierungen enthält, Tetrachlordisiloxan und/oder dessen höhere Homologen eingesetzt werden.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Verbindung, die Si-0-Si-Gruppierungen enthält, feinverteiltes SiO2 eingesetzt wird.
  4. 4. Vorfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Si-0-Si-Gruppierungen enthaltende Verbindung in Situ durch Versetzen des Chlorsilans mit Salzsäure erzeugt.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Salzsäure mit einer Dichte größer als 1,050 g/l einsetzt.
  6. 6. Verwendung eines gemaß dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Tetrachlorsilans zur Herstellung von solchem Si02, das in Lichtleitfasern eingesetzt wird.
  7. 7. Verwendung eines gemäß dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Trichlorsilans zur Herstellung von Halbleitersilicium.
DE19813139803 1980-12-24 1981-10-07 Verfahren zur Reinigung von Chlorsilanen Expired DE3139803C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813139803 DE3139803C2 (de) 1980-12-24 1981-10-07 Verfahren zur Reinigung von Chlorsilanen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3049044 1980-12-24
DE19813139803 DE3139803C2 (de) 1980-12-24 1981-10-07 Verfahren zur Reinigung von Chlorsilanen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3139803A1 true DE3139803A1 (de) 1982-07-22
DE3139803C2 DE3139803C2 (de) 1984-04-19

Family

ID=25790029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813139803 Expired DE3139803C2 (de) 1980-12-24 1981-10-07 Verfahren zur Reinigung von Chlorsilanen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3139803C2 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1138746B (de) * 1960-10-22 1962-10-31 Int Standard Electric Corp Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1138746B (de) * 1960-10-22 1962-10-31 Int Standard Electric Corp Verfahren zur Reinigung von Siliciumtetrachlorid

Also Published As

Publication number Publication date
DE3139803C2 (de) 1984-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2229342B1 (de) Verfahren zur verminderung des gehaltes von elementen, wie bor, in halogensilanen sowie anlage zur durchführung des verfahrens
DE102007050199A1 (de) Entfernung von Fremdmetallen aus anorganischen Silanen
DE2247872A1 (de) Verfahren zur herstellung von alkoxysilanen
EP0054650B1 (de) Verfahren zum Reinigen von Chlorsilanen
DE2945141C2 (de) Verfahren zum Herstellen von für Halbleiterbauelemente verwendbarem Silizium aus Quarzsand
DE69200399T2 (de) Reinigung von 6-Aminocapronitril.
DE1906197A1 (de) Verfahren zur Entfernung von borhaltigen Verunreinigungen aus Chlorsilanverbindungen
DE3735817A1 (de) Verfahren zur herstellung einer ueberzugsloesung aus hydroxysilan und/oder einem oligomer davon
EP4065512B1 (de) Verfahren zur entfernung einer verunreinigung aus einem chlorsilangemisch
DE69920329T2 (de) Destillationsverfahren für (Meth)acryloxysilane
DE3135916C2 (de)
DE69824917T2 (de) Entfernung von Gruppe 13- und Gruppe 15-Verunreinigungen aus Organosilanen
DE1082238B (de) Verfahren zum Herstellen von Silizium
EP0075697B1 (de) Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls polymeren Organosilanestern mit Polyolen
DE69102980T2 (de) Reinigung von Siliziumtetrachlorid.
DE69301599T2 (de) Reinigung von Propylenoxid
DE4330466A1 (de) Hochreines Silicon-Leiterpolymer und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3139803A1 (de) Verfahren zum reinigen von chlorsilanen
DE69808171T2 (de) Entfernung von Phosphor aus Chlorosilan
DE1558421B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Arsen hoechster Reinheit
DE1289834B (de) Verfahren zur Reinigung einer anorganischen Halogenidverbindung oder einer Mischung solcher Halogenidverbindungen
DE1291324B (de) Verfahren zur Reinigung von Halogensilanen
DE3734400C2 (de) Verfahren zum Reinigen von Obstbranntweinen und Spirituosen
EP3002262B1 (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischem Quarzglas mittels einer polymerisierbaren Polyalkylsiloxanverbindung
DE2829804A1 (de) Verfahren zur herstellung von siloxanen und methylchlorid

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation