JPH0714808B2 - 水素化ケイ素の製造方法 - Google Patents
水素化ケイ素の製造方法Info
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- JPH0714808B2 JPH0714808B2 JP60193251A JP19325185A JPH0714808B2 JP H0714808 B2 JPH0714808 B2 JP H0714808B2 JP 60193251 A JP60193251 A JP 60193251A JP 19325185 A JP19325185 A JP 19325185A JP H0714808 B2 JPH0714808 B2 JP H0714808B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ケイ素を含む合金と酸とを反応させることに
より、一般式SiｎＨ2n＋２（ｎは１以上の正の整数）で
表わされる水素化ケイ素を製造する方法に関する。
より、一般式SiｎＨ2n＋２（ｎは１以上の正の整数）で
表わされる水素化ケイ素を製造する方法に関する。
背景技術 近年エレクトロニクス工業の発展に伴い、多結晶シリコ
ンあるいはアモルフアスシリコン等の半導体用シリコン
の需要が急激に増大している。水素化ケイ素SiｎＨ
2n＋２はかかる半導体用シリコンの製造用原料として最
近その重要性を増しており、特にシラン（SiH4）、ジシ
ラン（Si2H6）は太陽電池用半導体の原料として、今後
大幅な需要増加が期待されている。
ンあるいはアモルフアスシリコン等の半導体用シリコン
の需要が急激に増大している。水素化ケイ素SiｎＨ
2n＋２はかかる半導体用シリコンの製造用原料として最
近その重要性を増しており、特にシラン（SiH4）、ジシ
ラン（Si2H6）は太陽電池用半導体の原料として、今後
大幅な需要増加が期待されている。
従来、水素化ケイ素の製造方法としては、以下に例示す
るような、いくつかの方法が知られている。
るような、いくつかの方法が知られている。
これらの中で、本発明に係わるケイ素合金、特にケイ化
マグネシウムと酸とを反応させるあるいはの方法
は、古くから最も実施容易な方法として知られている。
すなわち及びの方法は、他の方法に比較し、高価な
還元剤を必要とせず（と比較）、常温常圧付近で反応
が可能（と比較）などの利点がある。特にジシラン
（Si2H6）を製造する場合には、例えばの方法によ
り、高価なヘキサクロロジシラン（Si2Cl6）を金属水素
化物で還元することによっても得られるが、、特に
の方法によれば、きわめて容易にジシラン（Si2H6）
を得ることができる。
マグネシウムと酸とを反応させるあるいはの方法
は、古くから最も実施容易な方法として知られている。
すなわち及びの方法は、他の方法に比較し、高価な
還元剤を必要とせず（と比較）、常温常圧付近で反応
が可能（と比較）などの利点がある。特にジシラン
（Si2H6）を製造する場合には、例えばの方法によ
り、高価なヘキサクロロジシラン（Si2Cl6）を金属水素
化物で還元することによっても得られるが、、特に
の方法によれば、きわめて容易にジシラン（Si2H6）
を得ることができる。
しかるに、の方法においては、副反応によってシロキ
サン結合を有するケイ素化合物の副生を避けられずケイ
素合金中のケイ素の水素化ケイ素への転化率（以下収率
という）が低く、またSiH4とSi2H6の生成割合が不変で
あるなどの欠点を有していた（SiH4とSi2H6の合計収率
が約30％、（SiH4/Si2H6）モル比〜２（Siアトムベー
ス））例えばジャーナル オブ ザ ケミカルソサイエ
テイ（Journal of the Chemical Society）、1131（194
6））。更には反応の進行に伴い粘稠な黒色固型物が反
応器中に蓄積するため、それらが器壁に付着することに
より伝熱が低下し、また撹拌が不良となる等の問題もあ
った。本発明者らは、この問題を解決するために鋭意努
力し、先に、反応系内にエーテル化合物や炭化水素など
の有機溶剤を共存させる、および該有機溶剤に可溶の副
生高級シラン類をSiH4、Si2H6に低級化させるなどの方
法により、SiH4、Si2H6の収率が大巾に向上することを
提案した（SiH4とSi2H6の合計収率60乃至70％、例えば
特願昭58-245772、58-245773、59-119380、59-034830、
59-110703、59-109358、59-110704、59-113194、59-106
461、59-175663、59-175662）。しかしながら該発明に
よっても、SiH4とSi2H6の生成割合を任意に変えること
は難しく、ほぼ（SiH4/Si2H6）モル比の値が１乃至２
（Siアトムベース）の狭い範囲であった。
サン結合を有するケイ素化合物の副生を避けられずケイ
素合金中のケイ素の水素化ケイ素への転化率（以下収率
という）が低く、またSiH4とSi2H6の生成割合が不変で
あるなどの欠点を有していた（SiH4とSi2H6の合計収率
が約30％、（SiH4/Si2H6）モル比〜２（Siアトムベー
ス））例えばジャーナル オブ ザ ケミカルソサイエ
テイ（Journal of the Chemical Society）、1131（194
6））。更には反応の進行に伴い粘稠な黒色固型物が反
応器中に蓄積するため、それらが器壁に付着することに
より伝熱が低下し、また撹拌が不良となる等の問題もあ
った。本発明者らは、この問題を解決するために鋭意努
力し、先に、反応系内にエーテル化合物や炭化水素など
の有機溶剤を共存させる、および該有機溶剤に可溶の副
生高級シラン類をSiH4、Si2H6に低級化させるなどの方
法により、SiH4、Si2H6の収率が大巾に向上することを
提案した（SiH4とSi2H6の合計収率60乃至70％、例えば
特願昭58-245772、58-245773、59-119380、59-034830、
59-110703、59-109358、59-110704、59-113194、59-106
461、59-175663、59-175662）。しかしながら該発明に
よっても、SiH4とSi2H6の生成割合を任意に変えること
は難しく、ほぼ（SiH4/Si2H6）モル比の値が１乃至２
（Siアトムベース）の狭い範囲であった。
一方の方法においては、SiH4の収率が高いものの（70
乃至80％）、Si2H6収率が低い欠点がある（通常５％以
下）。もちろんこの両者の生成割合を任意に変えること
は困難である。
乃至80％）、Si2H6収率が低い欠点がある（通常５％以
下）。もちろんこの両者の生成割合を任意に変えること
は困難である。
本発明者らは、これらのケイ素合金と酸との反応におけ
る課題であるSi2H6収率の向上、及びSiH4とSi2H6の生成
割合を任意にコントロールする方法について鋭意検討
し、本発明に至った。
る課題であるSi2H6収率の向上、及びSiH4とSi2H6の生成
割合を任意にコントロールする方法について鋭意検討
し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、ケイ素とマグネシウムとから成る
合金と酸とを作用せしめてSiH4及びSi2H6を製造する方
法において、該合金中に、第３成分元素を含有させるこ
とに特徴を有するものであり、本発明によれば、Si2H6
収率を大幅に向上することが可能であり、かつSiH4とSi
2H6の生成割合を任意にコントロールすることができ
る。
合金と酸とを作用せしめてSiH4及びSi2H6を製造する方
法において、該合金中に、第３成分元素を含有させるこ
とに特徴を有するものであり、本発明によれば、Si2H6
収率を大幅に向上することが可能であり、かつSiH4とSi
2H6の生成割合を任意にコントロールすることができ
る。
発明の詳細な開示 本発明はケイ素とマグネシウムとから成る合金と酸とを
溶媒中で作用せしめて一般式SiｎＨ2n＋２（ｎは１以上
の正の整数）で表わされる水素化ケイ素を製造する方法
において、該合金中に、周期律表における第IBおよび／
または第IIB亜族の元素を、合金中のケイ素に対して添
加率（100×添加元素のｇ原子数／ケイ素のｇ原子数）
が0.5％〜20％の範囲で含有させる水素化ケイ素の製造
方法に存する。
溶媒中で作用せしめて一般式SiｎＨ2n＋２（ｎは１以上
の正の整数）で表わされる水素化ケイ素を製造する方法
において、該合金中に、周期律表における第IBおよび／
または第IIB亜族の元素を、合金中のケイ素に対して添
加率（100×添加元素のｇ原子数／ケイ素のｇ原子数）
が0.5％〜20％の範囲で含有させる水素化ケイ素の製造
方法に存する。
本発明における、ケイ素合金と酸との反応は、水あるい
はアンモニア、ヒドラジン、エチルアミン、ヘキシルア
ミン、エチレンジアミン、ピペリジン、アニリン、ピリ
ジン等の含チッ素有機化合物、あるいはジエチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル化合物
などの溶媒中もしくはその混合溶媒中にて行ない得る
が、これらの中では水、アンモニア、ヒドラジンが特に
好ましい。
はアンモニア、ヒドラジン、エチルアミン、ヘキシルア
ミン、エチレンジアミン、ピペリジン、アニリン、ピリ
ジン等の含チッ素有機化合物、あるいはジエチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル化合物
などの溶媒中もしくはその混合溶媒中にて行ない得る
が、これらの中では水、アンモニア、ヒドラジンが特に
好ましい。
酸としては、上述の溶媒中にて酸としてケイ素合金と作
用するものであればいかなるものでも良く、種々の無機
酸、あるいは有機酸を用い得る。例えば、水を溶媒とす
る場合には、塩化水素酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、
硫酸、リン酸、酢酸、ギ酸、蓚酸などを、またアンモニ
アを溶媒とする場合には、塩化アンモニウム、臭化アン
モニウム、ロダン酸アンモニウムなどの化合物を、ヒド
ラジンを溶媒とする場合には、塩化ヒドラジルなどの化
合物が酸として用いられる。
用するものであればいかなるものでも良く、種々の無機
酸、あるいは有機酸を用い得る。例えば、水を溶媒とす
る場合には、塩化水素酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、
硫酸、リン酸、酢酸、ギ酸、蓚酸などを、またアンモニ
アを溶媒とする場合には、塩化アンモニウム、臭化アン
モニウム、ロダン酸アンモニウムなどの化合物を、ヒド
ラジンを溶媒とする場合には、塩化ヒドラジルなどの化
合物が酸として用いられる。
更に、背景技術の項で述べたごとく、水溶媒系において
は、我々が提案しているようにエーテル化合物、炭化水
素、ハロゲン化炭化水素などの有機化合物を共存させる
ことがシランの収率上好ましい。
は、我々が提案しているようにエーテル化合物、炭化水
素、ハロゲン化炭化水素などの有機化合物を共存させる
ことがシランの収率上好ましい。
本発明におけるケイ素とマグネシウムとから成る合金と
は、Mg2Siに近い化学組成のものであり、通常、所定量
のケイ素とマグネシウムを水素あるいはアルゴン、ヘリ
ウムなどの不活性ガス雰囲気中、450℃以上にて焼成す
ることにより得られる。
は、Mg2Siに近い化学組成のものであり、通常、所定量
のケイ素とマグネシウムを水素あるいはアルゴン、ヘリ
ウムなどの不活性ガス雰囲気中、450℃以上にて焼成す
ることにより得られる。
本発明は、この合金中に第三成分金属を含有させること
に特徴を有するものである。すなわち本発明において用
いられる第三成分とは、周期律表（新実験化学講座、丸
善株式会社発行（1977）に記載）における第IBおよび／
または第IIB亜族の金属であり、具体的には、Cu、Ag、A
u、Zn、CdおよびHgである。これらの第三成分金属の添
加方法は、種々取り得るが、ケイ素とマグネシウムと第
三成分金属とから成る合金とする方法が最も好ましい。
具体的には、例えばケイ素とマグネシウムと第三成分
金属とから成る混合物を水素あるいは不活性ガス中にて
焼成するか、あるいは、ケイ化マグネシウムと第三成
分金属を、ケイ素と第三成分とから成る合金（または
化合物）（原料ケイ素中に本発明で規定する特定の第三
成分が見掛け上はじめから不純物として含有されている
ものでももちろんかまわない）とマグネシウムを、マ
グネシウムと第三成分とから成る合金（化合物）とケイ
素をそれぞれに焼成して得られる。これらの合金は各成
分の単体から得られるばかりでなく、他の元素との化合
物を出発原料としても得られる。例えばそれぞれの各酸
化物を出発原料として還元ガスの範囲気下にて脱酸素反
応及び合金製造反応を同時に行なわせるなどの方法も採
用できる。以上の本発明における第三成分含有合金の製
造温度は、450乃至1200℃、好ましくは、500乃至1000℃
の範囲である。この他、第三成分元素をケイ化マグネシ
ウムとただ単に室温にて物理的に混合して用いることも
可能であるが、この場合には発明の効果が小さい。第三
成分金属の添加量は、該ケイ素合金中のケイ素に対して
表示される。
に特徴を有するものである。すなわち本発明において用
いられる第三成分とは、周期律表（新実験化学講座、丸
善株式会社発行（1977）に記載）における第IBおよび／
または第IIB亜族の金属であり、具体的には、Cu、Ag、A
u、Zn、CdおよびHgである。これらの第三成分金属の添
加方法は、種々取り得るが、ケイ素とマグネシウムと第
三成分金属とから成る合金とする方法が最も好ましい。
具体的には、例えばケイ素とマグネシウムと第三成分
金属とから成る混合物を水素あるいは不活性ガス中にて
焼成するか、あるいは、ケイ化マグネシウムと第三成
分金属を、ケイ素と第三成分とから成る合金（または
化合物）（原料ケイ素中に本発明で規定する特定の第三
成分が見掛け上はじめから不純物として含有されている
ものでももちろんかまわない）とマグネシウムを、マ
グネシウムと第三成分とから成る合金（化合物）とケイ
素をそれぞれに焼成して得られる。これらの合金は各成
分の単体から得られるばかりでなく、他の元素との化合
物を出発原料としても得られる。例えばそれぞれの各酸
化物を出発原料として還元ガスの範囲気下にて脱酸素反
応及び合金製造反応を同時に行なわせるなどの方法も採
用できる。以上の本発明における第三成分含有合金の製
造温度は、450乃至1200℃、好ましくは、500乃至1000℃
の範囲である。この他、第三成分元素をケイ化マグネシ
ウムとただ単に室温にて物理的に混合して用いることも
可能であるが、この場合には発明の効果が小さい。第三
成分金属の添加量は、該ケイ素合金中のケイ素に対して
表示される。
すなわち、（添加金属元素のｇ−atms/ケイ素のｇ−atm
s）×100を添加率と定義すれば、該添加率は0.5％〜20
％、好ましくは１％〜10％である。これより添加率が少
いと、添加元素の効果が少なく、またこれより添加率を
大としてもきわだったSiH4とSi2H6の割合変更の効果は
得られない。
s）×100を添加率と定義すれば、該添加率は0.5％〜20
％、好ましくは１％〜10％である。これより添加率が少
いと、添加元素の効果が少なく、またこれより添加率を
大としてもきわだったSiH4とSi2H6の割合変更の効果は
得られない。
また添加成分は２種以上であっても良く、ケイ素マグネ
シウムの他に本発明における範囲外の第三成分元素を含
有してても良い。
シウムの他に本発明における範囲外の第三成分元素を含
有してても良い。
ケイ素合金と酸との反応様式は、特に制限はなく、通常
行なわれている種々の方法を採用できる。例えば酸性水
溶液にケイ素合金を装入する、塩化アンモニウムを溶解
させたアンモニア溶液にケイ素合金を装入するなどの方
法があげられる。ケイ素合金と酸との使用割合は反応モ
ル当量で行なうことが経済上望ましいが、実際には酸の
使用量が過剰であることが水素化ケイ素の収率上好まし
い。例えば（（H+/Mg2Si）モル比＝4.0）以上、好まし
くは（（H+/Mg2Si）モル比＝4.4以上）である。
行なわれている種々の方法を採用できる。例えば酸性水
溶液にケイ素合金を装入する、塩化アンモニウムを溶解
させたアンモニア溶液にケイ素合金を装入するなどの方
法があげられる。ケイ素合金と酸との使用割合は反応モ
ル当量で行なうことが経済上望ましいが、実際には酸の
使用量が過剰であることが水素化ケイ素の収率上好まし
い。例えば（（H+/Mg2Si）モル比＝4.0）以上、好まし
くは（（H+/Mg2Si）モル比＝4.4以上）である。
なお、反応温度、反応時間、使用溶媒などの細かい反応
条件は、すでに我々が前記出願に開示した方法、もしく
はそれ自体公知の条件に従ってそのまま実施することが
できる。
条件は、すでに我々が前記出願に開示した方法、もしく
はそれ自体公知の条件に従ってそのまま実施することが
できる。
ケイ素とマグネシウムとから成る合金と酸との反応によ
り、水素化ケイ素を製造する方法に関する本発明は、マ
グネシウムとの合金と酸との反応により製造することの
できる他の金属水素化物、具体的にはゲルマニウムの水
素化物、リンの水素化物、アンチモンの水素化物、鉛の
水素化物などの製造にも容易に適用できるものと思われ
る。
り、水素化ケイ素を製造する方法に関する本発明は、マ
グネシウムとの合金と酸との反応により製造することの
できる他の金属水素化物、具体的にはゲルマニウムの水
素化物、リンの水素化物、アンチモンの水素化物、鉛の
水素化物などの製造にも容易に適用できるものと思われ
る。
実施例 以下、本発明を実施例によってより具体的に説明する。
＜実施例１＞ ケイ素粉末（三津和化学社製、純度99.9％以上、粒度20
0メッシュ以下）4.21g、マグネシウム末（和光純薬社
製、特級、純度99.9％以上、粒度25乃至35メッシュ）7.
29g、および銀粉末（和光純薬社製）0.32g（Siの2mol％
に相当）から成る混合物を、磁製のルツボに入れ、アル
ゴン−水素の混合ガス中（水素含有量3vol％）、650℃
にて４時間焼成した（焼成後、該合金を乳鉢にて粉砕
し、80メッシュ以下とした）。
0メッシュ以下）4.21g、マグネシウム末（和光純薬社
製、特級、純度99.9％以上、粒度25乃至35メッシュ）7.
29g、および銀粉末（和光純薬社製）0.32g（Siの2mol％
に相当）から成る混合物を、磁製のルツボに入れ、アル
ゴン−水素の混合ガス中（水素含有量3vol％）、650℃
にて４時間焼成した（焼成後、該合金を乳鉢にて粉砕
し、80メッシュ以下とした）。
容量300mlの筒形セパブルフラスコに、濃度20wt％の塩
酸水溶液200mlを装入した。水素ガス範囲気中、この塩
酸水溶液に上記のケイ素合金6.19g（Siとして78.2mmo
l）を撹拌しながら40分間約0.16g/minの一定速度で加え
続けた。反応中の温度は０℃とし、該ケイ素合金の投入
終了後は反応液を室温にまで上昇させ、水素気流中にて
60分間そのままの状態で保持し、反応器中のSiH4、Si2H
6を完全に追出した。生成ガスは、液体チッ素温度で冷
却したトラップ中に捕集し、実験終了後捕集ガス中のSi
H4、Si2H6の量をガスクロマトグラフにより分析、定量
した。
酸水溶液200mlを装入した。水素ガス範囲気中、この塩
酸水溶液に上記のケイ素合金6.19g（Siとして78.2mmo
l）を撹拌しながら40分間約0.16g/minの一定速度で加え
続けた。反応中の温度は０℃とし、該ケイ素合金の投入
終了後は反応液を室温にまで上昇させ、水素気流中にて
60分間そのままの状態で保持し、反応器中のSiH4、Si2H
6を完全に追出した。生成ガスは、液体チッ素温度で冷
却したトラップ中に捕集し、実験終了後捕集ガス中のSi
H4、Si2H6の量をガスクロマトグラフにより分析、定量
した。
SiH4、Si2H6の量はそれぞれ4.5mmol、13.1mmolであっ
た。これらSiH4とSi2H6の量は、反応に供したケイ化マ
グネシウム中のケイ素の39.2％に相当し、（SiH4/Si
2H6）モル比は0.17（ケイ素アトムベース）であった。
た。これらSiH4とSi2H6の量は、反応に供したケイ化マ
グネシウム中のケイ素の39.2％に相当し、（SiH4/Si
2H6）モル比は0.17（ケイ素アトムベース）であった。
＜実施例２乃至４＞ 実施例１において、銀粉末のかわりに銅粉末（和光純薬
社製）0.19g、亜鉛粉末（和光純薬社製）0.20g、カドミ
ウム粉末（和光純薬社製）0.34g、を用いて、ケイ素合
金を製造した以外は、実施例１と同様に実験を行なっ
た。
社製）0.19g、亜鉛粉末（和光純薬社製）0.20g、カドミ
ウム粉末（和光純薬社製）0.34g、を用いて、ケイ素合
金を製造した以外は、実施例１と同様に実験を行なっ
た。
結果を第１表に示す。
＜比較例１＞ 実施例１において、銀を添加することなくケイ素とマグ
ネシウムを650℃で焼成した以外は実施例１と同様に実
験を行った。
ネシウムを650℃で焼成した以外は実施例１と同様に実
験を行った。
結果を第１表に示す。
＜実施例５乃至８＞ 容量300mlの筒形セパラブルフラスコに、濃度20wt％の
塩酸水溶液200mlおよびジエチルエーテル40mlを装入し
た。水素ガス範囲気中、この混合液に実施例１乃至４に
用いたと同じケイ素合金をそれぞれ同じ量（Siとして7
8.2mmol）40分間かけて一定速度で加え続けた。反応を
ジエチルエーテルの還流下（35℃）にて行なった以外は
実施例１と同様に実験を行なった。
塩酸水溶液200mlおよびジエチルエーテル40mlを装入し
た。水素ガス範囲気中、この混合液に実施例１乃至４に
用いたと同じケイ素合金をそれぞれ同じ量（Siとして7
8.2mmol）40分間かけて一定速度で加え続けた。反応を
ジエチルエーテルの還流下（35℃）にて行なった以外は
実施例１と同様に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜実施例９、10＞ ケイ素合金として、ケイ素4.21g、マグネシウム7.29g、
および銀をそれぞれ1.6g、0.08gから成る混合物を650℃
にて４時間焼成したものを用いた以外は実施例５と同様
に実験を行なった。
および銀をそれぞれ1.6g、0.08gから成る混合物を650℃
にて４時間焼成したものを用いた以外は実施例５と同様
に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜実施例11乃至14＞ 実施例５乃至８において、それぞれ銀、銅、亜鉛、カド
ミウムを含む混合物を950℃にて４時間焼成し、これを
ケイ素合金として用いた以外は、実施例５乃至８と同様
に実験を行なった。
ミウムを含む混合物を950℃にて４時間焼成し、これを
ケイ素合金として用いた以外は、実施例５乃至８と同様
に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜実施例15＞ ケイ素合金として、ケイ素4.21g、マグネシウム7.29g、
銀0.32g、および銅0.19gから成る混合物を650℃にて４
時間焼成したものを用いた以外は実施例５と同様に実験
を行なった。
銀0.32g、および銅0.19gから成る混合物を650℃にて４
時間焼成したものを用いた以外は実施例５と同様に実験
を行なった。
結果を第１表に示す。
＜実施例16＞ 予め650℃にて製造したケイ化マグネシウム（Mg2Si）1
1.5gと銀0.32gとから成る混合物を更に650℃にて４時間
焼成した。実施例５において、このケイ素合金を反応に
用いた以外は、実施例５と同様に実験を行なった。
1.5gと銀0.32gとから成る混合物を更に650℃にて４時間
焼成した。実施例５において、このケイ素合金を反応に
用いた以外は、実施例５と同様に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜実施例17、18＞ マグネシウムと銅から成る合金（化学組成Cu2Mg）0.23
g、ケイ素4.21gおよびマグネシウム7.25gとから成る混
合物を650℃にて４時間焼成したもの、およびケイ素と
銅から成る合金（化学組成Cu4Si）0.21g、ケイ素4.19g
およびマグネシウム7.29gを650℃にて４時間焼成したも
のを用いた以外は実施例８と同様に実験を行なった。
g、ケイ素4.21gおよびマグネシウム7.25gとから成る混
合物を650℃にて４時間焼成したもの、およびケイ素と
銅から成る合金（化学組成Cu4Si）0.21g、ケイ素4.19g
およびマグネシウム7.29gを650℃にて４時間焼成したも
のを用いた以外は実施例８と同様に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜比較例２、３＞ 実施例５において、ケイ素とマグネシウムを650℃、あ
るいは950℃にて４時間焼成したものをケイ素合金とし
て用いた以外は実施例５と同様に実験を行なった。
るいは950℃にて４時間焼成したものをケイ素合金とし
て用いた以外は実施例５と同様に実験を行なった。
＜実施例19乃至24＞ 容量300mlの筒形セパラブルフラスコに、塩化アンモニ
ウム粉末9.7gと実施例１、２、３、４、11、22で用たと
同じケイ素合金をそれぞれ所定量（Siとして37.0mmol）
良く撹拌、混合させたものを仕込んだ。反応器にはドラ
イアイス温度で冷却した還流器を取付け、水素雰囲気中
にてアンモニアを一定速度1.0g/minで30分間供給し、ア
ンモニアを還流させながら反応を行なった。アンモニア
の供給終了後、更に30分間そのままの状態を保持した。
生成したシランガスは、塩酸水洗浄により同伴のアンモ
ニアと分離した後、液体チッ素温度で冷却したトラップ
中に捕集した。実験終了後、捕集ガス中のSiH4、Si2H6
の量をガスクロマトグラフにより分析、定量した。
ウム粉末9.7gと実施例１、２、３、４、11、22で用たと
同じケイ素合金をそれぞれ所定量（Siとして37.0mmol）
良く撹拌、混合させたものを仕込んだ。反応器にはドラ
イアイス温度で冷却した還流器を取付け、水素雰囲気中
にてアンモニアを一定速度1.0g/minで30分間供給し、ア
ンモニアを還流させながら反応を行なった。アンモニア
の供給終了後、更に30分間そのままの状態を保持した。
生成したシランガスは、塩酸水洗浄により同伴のアンモ
ニアと分離した後、液体チッ素温度で冷却したトラップ
中に捕集した。実験終了後、捕集ガス中のSiH4、Si2H6
の量をガスクロマトグラフにより分析、定量した。
結果を第１表に示す。
＜比較例４、５＞ 実施例19において、ケイ素とマグネシウムを650℃、あ
るいは950℃にて４時間焼成したものをケイ素合金とし
て用いた以外は実施例19と同様に実験を行なった。
るいは950℃にて４時間焼成したものをケイ素合金とし
て用いた以外は実施例19と同様に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜実施例25＞ 容量300mlの筒形セパラブルフラスコに、アンモニア50g
を仕込み、これに塩化アンモニウム9.7gを溶解させた。
次に実施例１で用いた銀を含むケイ素合金を撹拌しなが
ら30分間一定速度で加え続けた。投入した合金量はSiと
して37.0mmolであり、反応はアンモニアの還流下にて行
なった。その他は実施例19と同様に実験を行なった。
を仕込み、これに塩化アンモニウム9.7gを溶解させた。
次に実施例１で用いた銀を含むケイ素合金を撹拌しなが
ら30分間一定速度で加え続けた。投入した合金量はSiと
して37.0mmolであり、反応はアンモニアの還流下にて行
なった。その他は実施例19と同様に実験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜比較例６＞ 実施例25において、ケイ素とマグネシウムを650℃にて
４時間焼成したものを用いた以外は実施例25と同様に実
験を行なった。
４時間焼成したものを用いた以外は実施例25と同様に実
験を行なった。
結果を第１表に示す。
＜比較例７＞ 実施例20において、ケイ素、マグネシウムおよび銅から
成る混合物（原子比Mg/Si/Cu＝1/7/16）を650℃にて４
時間焼成したものを用いた以外は実施例20と同様に実験
を行い、次の結果を得た。
成る混合物（原子比Mg/Si/Cu＝1/7/16）を650℃にて４
時間焼成したものを用いた以外は実施例20と同様に実験
を行い、次の結果を得た。
発明の効果 以上のごとく、本発明は、ケイ素とマグネシウムを含む
合金と酸との反応により水素化ケイ素を製造する方法に
おいて、該合金中に、周期律表における第IBおよび／ま
たは第IIB亜族の元素を、合金中のケイ素に対して添加
率（100×添加元素のｇ原子数／ケイ素のｇ原子数）が
0.5％〜20％の範囲で含有させることにより、Si2H6収率
の大幅に向上することが可能であり、かつなかんずくSi
H4とSi2H6の生産割合を任意にコントロールすることが
できるため、プロセスの経済性が大幅に改善される。
合金と酸との反応により水素化ケイ素を製造する方法に
おいて、該合金中に、周期律表における第IBおよび／ま
たは第IIB亜族の元素を、合金中のケイ素に対して添加
率（100×添加元素のｇ原子数／ケイ素のｇ原子数）が
0.5％〜20％の範囲で含有させることにより、Si2H6収率
の大幅に向上することが可能であり、かつなかんずくSi
H4とSi2H6の生産割合を任意にコントロールすることが
できるため、プロセスの経済性が大幅に改善される。
すなわち現在、半導体用シリコンの製造において、その
目的性能、生産規模、生産速度、対象デバイスの種類等
によって原料たるSiH4とSi2H6はたとえばCVD原料として
の特性一つにしても格段に異なり、決して等価的に使用
されているものではない。したがって上記各要素を勘案
して、ある場合にはSiH4がより望され、また他の場合に
はSi2H6がより望まれる。本発明によれば、かかる場
合、その要求に応じて任意に生産割合を変更することが
できるものであるから、その産業上の意義はきわめて大
きいといわねばならない。
目的性能、生産規模、生産速度、対象デバイスの種類等
によって原料たるSiH4とSi2H6はたとえばCVD原料として
の特性一つにしても格段に異なり、決して等価的に使用
されているものではない。したがって上記各要素を勘案
して、ある場合にはSiH4がより望され、また他の場合に
はSi2H6がより望まれる。本発明によれば、かかる場
合、その要求に応じて任意に生産割合を変更することが
できるものであるから、その産業上の意義はきわめて大
きいといわねばならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−166216（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】ケイ素とマグネシウムとから成る合金と酸
とを溶媒中で作用せしめて一般式SiｎＨ2n＋２（ｎは１
以上の正の整数）で表される水素化ケイ素を製造する方
法において、該合金中に周期律表における第IBおよび／
または第IIB亜族の元素を、合金中のケイ素に対して添
加率（100×添加元素のｇ原子数／ケイ素のｇ原子数）
が0.5％〜20％の範囲で含有させることを特徴とする水
素化ケイ素の製造方法。 - 【請求項２】合金と酸とを水溶媒中にて作用させる特許
請求の範囲第（１）項に記載の方法。 - 【請求項３】合金と酸とを有機溶媒と水との混合溶媒中
にて作用させる特許請求の範囲第（１）項に記載の方
法。 - 【請求項４】合金と酸とをアンモニア、あるいはヒドラ
ジンの溶媒中にて作用させる特許請求の範囲第（１）項
に記載の方法。 - 【請求項５】酸がハロゲン化水素酸である特許請求の範
囲第（１）項に記載の方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193251A JPH0714808B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 水素化ケイ素の製造方法 |
| AU62004/86A AU585641B2 (en) | 1985-09-03 | 1986-08-27 | Process for producing silanes |
| CA000516999A CA1266161A (en) | 1985-09-03 | 1986-08-28 | Process for producing silanes |
| KR1019860007233A KR900000445B1 (ko) | 1985-09-03 | 1986-08-30 | 실란의 제조 방법 |
| EP86306767A EP0215606B1 (en) | 1985-09-03 | 1986-09-02 | Process for producing silanes |
| DE8686306767T DE3671204D1 (de) | 1985-09-03 | 1986-09-02 | Verfahren zum herstellen von silanen. |
| US07/068,759 US4808392A (en) | 1985-09-03 | 1987-06-29 | Process for producing silanes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193251A JPH0714808B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 水素化ケイ素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256315A JPS6256315A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0714808B2 true JPH0714808B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=16304843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193251A Expired - Lifetime JPH0714808B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 水素化ケイ素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714808B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166216A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-29 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 水素化ケイ素の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP60193251A patent/JPH0714808B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6256315A (ja) | 1987-03-12 |
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