JPH0436089B2 - - Google Patents
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- JPH0436089B2 JPH0436089B2 JP59182771A JP18277184A JPH0436089B2 JP H0436089 B2 JPH0436089 B2 JP H0436089B2 JP 59182771 A JP59182771 A JP 59182771A JP 18277184 A JP18277184 A JP 18277184A JP H0436089 B2 JPH0436089 B2 JP H0436089B2
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Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、モノシランの精製方法に関する。
（従来技術）
エレクトロニクス産業市場の急成長に伴いモノ
シランは、IC、太陽電池、光感光体ドラム等に
おける半導体薄幕を形成するための原料ガスとし
て、近年急激に需要が増加している。モノシラン
ガスの製造方法としては、四塩化硅素又は三塩化
硅素等のクロロシラン類をアルカリ金属ハイドラ
イド又はアルキルアルミニウムハイドライドで還
元する方法が一般的である。前記したエレクトロ
ニクス分野の用途に使用される原料ガスとしての
モノシランは、極めて高い純度のものが要求され
る。
シランは、IC、太陽電池、光感光体ドラム等に
おける半導体薄幕を形成するための原料ガスとし
て、近年急激に需要が増加している。モノシラン
ガスの製造方法としては、四塩化硅素又は三塩化
硅素等のクロロシラン類をアルカリ金属ハイドラ
イド又はアルキルアルミニウムハイドライドで還
元する方法が一般的である。前記したエレクトロ
ニクス分野の用途に使用される原料ガスとしての
モノシランは、極めて高い純度のものが要求され
る。
そのため、従来、−20℃以下のような低温で冷
却処理したり、活性炭、合成ゼオライトのような
吸着剤で処理したり、あるいはこれらの処理を組
み合わせて高純度のモノシランを製造していた。
却処理したり、活性炭、合成ゼオライトのような
吸着剤で処理したり、あるいはこれらの処理を組
み合わせて高純度のモノシランを製造していた。
しかしながら、前記のような精製方法では、吸
着剤を多量に必要とし、かつ、そのライフも短い
等々非常に問題がある。例えば、粗モノシランガ
スを−20℃以下で冷却処理しても、処理されたガ
ス中には、未反応のクロロシラン類、炭素数３以
上の炭化水素がかなり残存しており、これをその
まま活性炭のような吸着剤で処理するときは、大
量の活性炭が必要となる。活性炭は、不純物であ
るクロロシラン類のほかモノシランをも吸着する
ので、活性炭の再生時は製品であるモノシランを
損失するのみならず、これらを吸着した活性炭
は、空気に触れると容易に着火し、取扱い上非常
に手間がかかり危険を伴う。
着剤を多量に必要とし、かつ、そのライフも短い
等々非常に問題がある。例えば、粗モノシランガ
スを−20℃以下で冷却処理しても、処理されたガ
ス中には、未反応のクロロシラン類、炭素数３以
上の炭化水素がかなり残存しており、これをその
まま活性炭のような吸着剤で処理するときは、大
量の活性炭が必要となる。活性炭は、不純物であ
るクロロシラン類のほかモノシランをも吸着する
ので、活性炭の再生時は製品であるモノシランを
損失するのみならず、これらを吸着した活性炭
は、空気に触れると容易に着火し、取扱い上非常
に手間がかかり危険を伴う。
本発明の目的は、吸着剤の使用量ができるだけ
少量にし、安全に、かつ高収率で高純度のモノシ
ランを製造する精製方法を提供することである。
少量にし、安全に、かつ高収率で高純度のモノシ
ランを製造する精製方法を提供することである。
〔発明の開示〕
本発明の上記目的は、一般式SiHoCl4-o（ここ
に、ｎは、０，１，２又は３を表わす。）で示さ
れる一種又は二種以上のクロロシラン類を還元し
て得た粗モノシランガスを精製するにあたり、該
粗モノシランガスを第１凝縮器に導入して未還元
物質及び不純物の大部分を凝縮分離し、該第１凝
縮器から得られる未凝縮ガスを第２凝縮器に導入
して凝縮性ガスを実質的に全量凝縮せしめて凝縮
液を得、次いで該凝縮液の一部を再蒸発せしめて
実質的にモノシランからなるガスを得、該ガスを
吸着剤により吸着処理することにより達成され
る。
に、ｎは、０，１，２又は３を表わす。）で示さ
れる一種又は二種以上のクロロシラン類を還元し
て得た粗モノシランガスを精製するにあたり、該
粗モノシランガスを第１凝縮器に導入して未還元
物質及び不純物の大部分を凝縮分離し、該第１凝
縮器から得られる未凝縮ガスを第２凝縮器に導入
して凝縮性ガスを実質的に全量凝縮せしめて凝縮
液を得、次いで該凝縮液の一部を再蒸発せしめて
実質的にモノシランからなるガスを得、該ガスを
吸着剤により吸着処理することにより達成され
る。
以下、本発明を詳細に説明する。
一般式SiHoCl4-oで示されるクロロシラン類は、
四塩化硅素、トリクロロシラン、ジクロロシラ
ン、モノクロロシランである。これらのクロロシ
ラン類をアルカリ金属ハイドライド又はアルキル
アルミニウムハイドライドを用いて公知の手段で
還元すると粗モノシラガスが得られる。この粗モ
ノシランガス中には、未還元のクロロシラン類が
0.1〜40％、炭化水素0.01〜５％が含有されてい
る。この粗モノシランガスを第１凝縮器に導入す
る。第１凝縮器では、主として未還元のクロロシ
ラン類及び炭化水素の大部分が凝縮するような温
度、例えば−10℃〜−80℃で処理される。第１凝
縮器で凝縮分離された凝縮物は、そのまま、ある
いは、炭化水素を分離して、還元反応系に循環使
用することができる。
四塩化硅素、トリクロロシラン、ジクロロシラ
ン、モノクロロシランである。これらのクロロシ
ラン類をアルカリ金属ハイドライド又はアルキル
アルミニウムハイドライドを用いて公知の手段で
還元すると粗モノシラガスが得られる。この粗モ
ノシランガス中には、未還元のクロロシラン類が
0.1〜40％、炭化水素0.01〜５％が含有されてい
る。この粗モノシランガスを第１凝縮器に導入す
る。第１凝縮器では、主として未還元のクロロシ
ラン類及び炭化水素の大部分が凝縮するような温
度、例えば−10℃〜−80℃で処理される。第１凝
縮器で凝縮分離された凝縮物は、そのまま、ある
いは、炭化水素を分離して、還元反応系に循環使
用することができる。
第１凝縮器から得られる未凝縮ガスは、第２凝
縮器に導入される。第２凝縮器では−112℃〜−
100℃で処理され、未還元物質、炭化水素及びモ
ノシランは実質的に全量凝縮される。なお、第２
凝縮器に随伴されてくる窒素、水素等の不活性ガ
スは、ここで凝縮せず分離除去される。第２凝縮
器内の凝縮物のうち、未還元物質を含有する部分
は、第１凝縮器及び／又は還元反応系に、そのま
ま、あるいは適当な処理を施して循環することが
できる。
縮器に導入される。第２凝縮器では−112℃〜−
100℃で処理され、未還元物質、炭化水素及びモ
ノシランは実質的に全量凝縮される。なお、第２
凝縮器に随伴されてくる窒素、水素等の不活性ガ
スは、ここで凝縮せず分離除去される。第２凝縮
器内の凝縮物のうち、未還元物質を含有する部分
は、第１凝縮器及び／又は還元反応系に、そのま
ま、あるいは適当な処理を施して循環することが
できる。
次いで第２凝縮器の凝縮液の一部を再蒸発せし
める。再蒸発は、例えば、第２凝縮器の吸熱、あ
るいはスチーム、熱媒等による加熱の如き方法で
行なわれる。
める。再蒸発は、例えば、第２凝縮器の吸熱、あ
るいはスチーム、熱媒等による加熱の如き方法で
行なわれる。
該再蒸発により得られる実質的にモノシランか
らなるガスには、極微量の未還元物質、炭化水素
が含まれている。これを除去するため、吸着剤に
より吸着処理する。吸着剤としては、例えば、未
還元物質を除去するためには活性炭が用いられ、
炭化水素を除去するには、モレキユラーシーブが
用いられる。通常は、活性炭を充填した吸着塔及
びモレキユラーシーブを充填した吸着塔を直列に
設置して吸着処理を行なう。
らなるガスには、極微量の未還元物質、炭化水素
が含まれている。これを除去するため、吸着剤に
より吸着処理する。吸着剤としては、例えば、未
還元物質を除去するためには活性炭が用いられ、
炭化水素を除去するには、モレキユラーシーブが
用いられる。通常は、活性炭を充填した吸着塔及
びモレキユラーシーブを充填した吸着塔を直列に
設置して吸着処理を行なう。
高純度に精製されたモノシランガスは、そのま
ま、あるいは凝縮せしめて、ボンベ等に充填され
る。
ま、あるいは凝縮せしめて、ボンベ等に充填され
る。
本発明の方法により得られるモノシランの純度
は、実質的に99.9998％以上である。
は、実質的に99.9998％以上である。
本発明の凝縮を二段階に分けて行つた後吸着処
理するという方法によれば、吸着剤の使用量を増
やすことなく、極めて高純度のモノシランが得ら
れ、かつ、吸着処理域には、未還元物質や炭化水
素等の不純物の大部分があらかじめ除去されてい
るので、吸着剤のライフが長くなるうえ、吸着剤
の再生、廃棄等の処理も、安全かつ効率的に行な
えるという作用効果を奏する。
理するという方法によれば、吸着剤の使用量を増
やすことなく、極めて高純度のモノシランが得ら
れ、かつ、吸着処理域には、未還元物質や炭化水
素等の不純物の大部分があらかじめ除去されてい
るので、吸着剤のライフが長くなるうえ、吸着剤
の再生、廃棄等の処理も、安全かつ効率的に行な
えるという作用効果を奏する。
（実施例）
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例 １
１m3の反応器を用い、四塩化硅素を還元剤とし
てアルミニウムジエチルハイドライドを用いて還
元し、20Nm3の粗モノシランガスを得た。この粗
モノシランガスの容積組成は、モノシラン69％、
クロロシラン類30％、エタン200ppm、ブタン
400ppmであつた。この粗モノシランガスを50N
m3の水素をキヤリア・ガスに使用して、第１凝縮
器に導入した。−25℃で未還元物質及びエタン、
ブタン等の不純物を凝縮分離し、この凝縮物は反
応器に循環使用した。第１凝縮器から得られる未
凝縮ガスの容積組成は、モノシラン90.3％、クロ
ロシラン類8.7％、エタン190ppm、ブタン
300ppmであつた。この未凝縮ガスを第２凝縮器
に導入した。−175℃で凝縮性ガスを完全に凝縮回
収した。凝縮物は、モノシラン19.0Kg、未還元物
質及び不純物2.5Kgであつた。次いで、この凝縮
物を80％蒸発したところ、蒸発ガスの組成は、モ
ノシラン17.0Kg、未還元物質及び不純物0.2Kgで
あつた。この操作により不純物は92％除去された
ことになる。次いで、活性炭を充填した吸着塔及
びモレキユラーシーブを充填した吸着塔に導入し
て吸着処理した。得られたモノシランの純度は
99.9998％であつた。
てアルミニウムジエチルハイドライドを用いて還
元し、20Nm3の粗モノシランガスを得た。この粗
モノシランガスの容積組成は、モノシラン69％、
クロロシラン類30％、エタン200ppm、ブタン
400ppmであつた。この粗モノシランガスを50N
m3の水素をキヤリア・ガスに使用して、第１凝縮
器に導入した。−25℃で未還元物質及びエタン、
ブタン等の不純物を凝縮分離し、この凝縮物は反
応器に循環使用した。第１凝縮器から得られる未
凝縮ガスの容積組成は、モノシラン90.3％、クロ
ロシラン類8.7％、エタン190ppm、ブタン
300ppmであつた。この未凝縮ガスを第２凝縮器
に導入した。−175℃で凝縮性ガスを完全に凝縮回
収した。凝縮物は、モノシラン19.0Kg、未還元物
質及び不純物2.5Kgであつた。次いで、この凝縮
物を80％蒸発したところ、蒸発ガスの組成は、モ
ノシラン17.0Kg、未還元物質及び不純物0.2Kgで
あつた。この操作により不純物は92％除去された
ことになる。次いで、活性炭を充填した吸着塔及
びモレキユラーシーブを充填した吸着塔に導入し
て吸着処理した。得られたモノシランの純度は
99.9998％であつた。
実施例 ２
第２凝縮器から得られる凝縮物を90％蒸発せし
めた以外は、実施例１と同様にして精製した。蒸
発ガスは、モノシラン18.3Kg、未還元物質及び不
純物1.1Kgであり、蒸発の操作により、未還元物
質及び不純物は56％除去されたことになる。実施
例１と同様にして吸着処理を行ない、純度
99.9998％のモノシランを得た。
めた以外は、実施例１と同様にして精製した。蒸
発ガスは、モノシラン18.3Kg、未還元物質及び不
純物1.1Kgであり、蒸発の操作により、未還元物
質及び不純物は56％除去されたことになる。実施
例１と同様にして吸着処理を行ない、純度
99.9998％のモノシランを得た。
Claims (1)
- １ 一般式SiHoCl4-o（ここに、ｎは０，１，２又
は３を表わす）で示される一種又は二種以上のク
ロロシラン類を還元して得た未還元のクロロシラ
ン類および炭化水素を主たる不純物として含有す
る粗モノシランガスを精製するにあたり、該粗モ
ノシランガスを第１凝縮器に導入して未還元のク
ロロシラン類及び炭化水素不純物の大部分を凝縮
分離し、該第１凝縮器から得られる未凝縮ガスを
第２凝縮器に導入して凝縮性ガスを実質的に全量
凝縮せしめて凝縮液を得、次いで該凝縮液の一部
を再蒸発せしめて極微量の不純物を含有する実質
的にモノシランのみからなるガスを得、該ガスを
吸着剤により吸着処理することを特徴とするモノ
シランの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18277184A JPS6163514A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | モノシランの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18277184A JPS6163514A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | モノシランの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163514A JPS6163514A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0436089B2 true JPH0436089B2 (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=16124130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18277184A Granted JPS6163514A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | モノシランの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6163514A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2832786B2 (ja) * | 1992-12-01 | 1998-12-09 | 日本エア・リキード株式会社 | 超高純度モノシランの製造方法及び装置 |
| JP3501171B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2004-03-02 | 日本エア・リキード株式会社 | 超高純度モノシランの製造方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5869715A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-26 | Mitsui Toatsu Chem Inc | モノシランの精製方法 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP18277184A patent/JPS6163514A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5869715A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-26 | Mitsui Toatsu Chem Inc | モノシランの精製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6163514A (ja) | 1986-04-01 |
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