NO123393B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO123393B NO123393B NO166941A NO16694167A NO123393B NO 123393 B NO123393 B NO 123393B NO 166941 A NO166941 A NO 166941A NO 16694167 A NO16694167 A NO 16694167A NO 123393 B NO123393 B NO 123393B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- silicon
- cleavage
- chloroform
- temperature
- stated
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 44
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 44
- RTCGUJFWSLMVSH-UHFFFAOYSA-N chloroform;silicon Chemical compound [Si].ClC(Cl)Cl RTCGUJFWSLMVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910018594 Si-Cu Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910008465 Si—Cu Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 229910003822 SiHCl3 Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 6
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WCCJDBZJUYKDBF-UHFFFAOYSA-N copper silicon Chemical compound [Si].[Cu] WCCJDBZJUYKDBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPCRDALPQLDDFX-UHFFFAOYSA-L Magnesium perchlorate Chemical compound [Mg+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O MPCRDALPQLDDFX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910003818 SiH2Cl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003826 SiH3Cl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/22—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group aromatic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/145—Fungal isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
- C12N1/18—Baker's yeast; Brewer's yeast
- C12N1/185—Saccharomyces isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
- C12P7/42—Hydroxy-carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
- C12R2001/85—Saccharomyces
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mycology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
Fremgangsmåte for fremstilling av ekstra rent tett silisium.
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av ekstra rent tett silisium på grunnlag av teknisk handelssilisium.
Teknisk silisium som er fremstillet i
elektrisk ovn på kjent måte blir behandlet med tørr gassformet saltsyre og omformet til triklorsilan, såkaldte silisiumkloroform SiHCl3 som deretter renses og så spaltes ved en temperatur mellom 800 og 1000°.
Det er tidligere kjent å oppnå silisium
ved termisk spalting av silisium-kloroform, men silisium oppnådd på denne måten har ikke vært spektrografisk rent og derfor ikke egnet for fremstilling av monokrystaller med høy motstand. Prinsippet for den fremgangsmåte som benyttes i henhold til oppfinnelsen for å fremstille dette sjeldne produkt er tidligere kjent, eksempelvis er det foreslått å anvende kopper for å aktivi-sere reaksjonen av HC1 på silisiumet, men da med legeringer som inneholder høyst 50 % silisium, altså minst 50 % kopper. Det er likeledes kjent å foreta flere gangers destillering av et produkt for å forbedre dets renhet, men det var herunder ikke mulig å oppnå et produkt som er fritt for bor ved å destillere det flere ganger i apparater som består av et material som inneholder bor. Dessuten er det, for å oppnå monokrystaller med den kvalitet som etter-strebes her, nødvendig å oppnå ekstra rent silisium i tett tilstand, mens det normalt utfelles i sterkt oppdelt tilstand.
Oppfinnelsen angår spesielt gjennom-føringen av forskjellige trinn ved frem-gangsmåten som gjør det mulig, under gode arbeids- og utbytteforhold å oppnå et tett silisium med en sådan renhet at det etter omdannelse til monokrystaller kan anvendes for fremstilling av transistorer med utmerket kvalitet.
Ved høy temperatur angriper gassformet saltsyre silisium idet det dannes følgende produkter:
SiH3Cl — monoklorsilan
SiH2Cl2 — diklorsilan
SiHCl3 — silisium-kloroform
SiCl4 — silisiumtetraklorid
og små mengder høyere silisiumklorider.
I denne produkt-blanding er innholdet
av silisium-kloroform ikke særlig høyt.
I nærvær av kopper som katalysator og under visse forhold kan det oppnås et kondensat som inneholder 80—90 % silisium-kloroform og 10—20 % silisiumtetraklorid.
Reaksjonen foregår etter følgende lig-ninger:
a) Si + 3HC1 = H2 + SiHCl,
b) Si + 4HC1 = 2H2 + SiCl4
Med et kopperinnhofd på 5 % oppnås
meget gode resultater. Et høyere innhold er ikke skadelig men unødvendig. Innføringen av kopper i teknisk silisium byr ikke på noen vanskelighet. Den gassformede saltsyre angriper denne legering meget langsomt henimot 200° C. Henimot 240° C blir reaksjonen meget rask og det oppnås ved denne an-grepstemperatur et kondensat som inneholder 80—90 % silisium-kloroform.
Over 250° C bemerkes at innholdet av silisium-kloroform i kondensatet er sterkt avtagende. Ved 300° C oppnås det f. eks. et kondensat som inneholder ca. 50 % silisium-kloroform og 50 % silisium-tetraklorid. Reaksjonen mellom silisium (eller lege-ringen kopper-silisium) og gassformel; saltsyre er sterkt eksotermisk. For at temperaturen skal holde seg konstant under reaksjonen og ikke særlig overstige 250° C, bør saltsyren innføres meget langsomt, hvilket begrenser produksjonen. Innføringshastig-heten for den gassformede saltsyre kan økes ved å fortynne den med en gass som ikke deltar i reaksjonen, f. eks. vannstoff eller kvelstoff. Veggene i reaksjonsovnen bør raskt føre bort den varme som utvikles ved reaksjonen, men det må unngås en for sterk avkjøling for at reaksjonen ikke skal av-brytes i nærheten av veggene.
For å oppnå dette resultat er det av betydning å anvende rørformede ovner med liten diameter med en avkjølingsoverflate som er stor for en gitt charge av silisium med 5 % kopperinnhold. Men det er viktig å lette sirkulasjonen av de gassformede produkter og, følgelig, å bruke legerings-stykker på f. eks. 5—10 mm hvilket for-hindrer å gjøre diameteren for liten for rør-ovnene.
Fig. 1 på vedføyede tegning viser et eksempel på en ovn som kan brukes for å fremstille silisium-kloroform under gode forhold. På tegningen betegner 1 et stål-rør, 2 et gitter som bærer chargen av silisium-kopper-legering 5, 3 er et tomt rør som gjør det mulig å føre et termoelement inn i chargen for å overvåke temperaturen inne i ovnen under reaksjonen. Den tørre saltsyre som er fortynnet med vannstoff føres inn ved 6. Det rå silisiumkloroform forlater ovnen gjennom røret 7 og føres til kondensatoren. 8 er et lokk som gjør det mulig å fylle røret, 9 en tetning for tøm-ming når reaksjonen er avsluttet.
Det er lett å fylle og tømme en slik ovn. Når den en gang er chargert kan den ar-beide i ca. 10 dager uten avbrytelse. Det kan knyttes flere ovner til en eneste kondensa-tor. For at temperaturen i chargen skal holde seg jevn på 20° C nær, oppvarmes veggene enten ved hjelp av motstander som er anordnet rundt ovnen, eller ved hjelp av et oljebad med rask oljesirkulasjon, eller ennu bedre ved hjelp av varm luft med stor hastighet.
Driften foregår på følgende måte: Når ovnen er chargert drives luften ut med kvelstoff. Det foretas oppvarming under en kvelstoffstrøm til 240° C idet temperaturen inne i og utenfor ovnen overvåkes. Når denne temperatur er nådd, undersøkes at både ovnen og dens charge er godt tørket. Etter fullstendig tørking drives kvelstoff et ut ved hjelp av vannstoff og det føres en
konstant strøm av gassformet saltsyre gjennom chargen. Ovnen bringes i likevekt ved å redusere oppvarmingen og styre temperaturen. Når ovnen ikke er fullstendig tørr oppnås dårlige resultater og det er fare for at ovnen og dens rørledninger tettes igjen ved hydrolyse av reaksjonsproduktene. Når ovnen først er i likevekt, kan den drives i lang tid uten ytterligere regulering. Innholdet av silisium-kloroform i kondensatet kontrolleres ved å måle dets spesifikke vekt som øker hvis innholdet av silisium-kloroform søker å synke. I så tilfelle blir det til saltsyren satt kvelstoff eller vannstoff. Likeledes kan hastigheten ned-settes på strømmen av saltsyre for å oppnå det samme resultat, men mengden av kondensat blir da mindre. Før ovnen tømmes fylles den med kvelstoff. Angreps-restene inneholder ikke angrepet kopper-silisium og pulverformet kopper. De skilles ved sikting. Kopper-silisiumet blir deretter vasket med vann, tørket og brukt om igjen. For kondenseringen av det rå SiHCl3 er det å foretrekke å kjøle kondensatoren til en temperatur på ca. -i-80° C. Ved denne temperatur kan det kondenseres mere enn 90 % av de oppnådde produkter (ca. 10% unnslipper med det vannstoff som frigjøres under reaksjonen). Ved ca. 0° C blir ca. 50 % av reaksjonsproduktene ikke kondensert. Det rå SiHCl3 kan også kondenseres ved forhøyet trykk. Det oppnås på denne måten en god kondensering ved en mindre lav temperatur.
Eksempelvis kan det benyttes en rør-formet ovn med en diameter på 100 mm og innføres ca. 8 kg silisium med 5 % kopper. Temperaturlikevekten oppnås ved pr. time å føre gjennom en strøm på 100 liter tørr saltsyre fortynnet med omtrent samme mengde vannstoff. Temperaturen rundt og utenfor røret holdes på ca. 220° C ved en innvendig temperatur på 240° C. Den rør-formede ovn frembringer på denne måten ca. 4 kg rå silisiumkloroform pr. døgn.
Den spesifikke vekt for dette rå silisiumkloroform er 1,366 mens rent SiHCl3 har en spesifikk vekt på bare 1,35. Den største forurensning er SiCl4, men råpro-duktet inneholder små mengder meget ska-delige forurensninger som bør fjernes f. eks. bor.
Fig. 2 viser en renseanordning for silisiumkloroform og ovnen for termisk spalting hvor det tette silisium felles ut.
Det er forbausende bemerket at det ved hjelp av en dobbelt destillasjon med til-bakeløpskjøling kan oppnås et silisium-kloroform med passende renhet. I nærvær av spor av fuktighet gir SiHCl3 et hårdt, meget klebrig bunnfall som gjør det vanske-lig å demontere apparatet uten å knuse det.
Selv om pyreks-glass inneholder be-tydelige mengder bor, kan det oppnås SiHCl3 uten innhold av bor ved kontakt med slikt glass.
Destilleringsapparatene er følgelig ut-ført av pyreks-glass. I skjøtene brukes inn-slepne kuler av samme material, men noen forbindelser er utført av teflon.
Når den dobbelte destillering er riktig utført, oppnås et produkt med den ønskede renhet.
En første del av destillatet: 10—15%, som inneholder små spor av forurensninger, kan etterlates ved 14 eller underkastes en ny destillering.
Den første destilleringssøyle 10, 11, 12, 13 skiller silisium-kloroform fra silisium-tetraklorid og skiller ut den største del av andre forurensninger.
Etter overgang til den annen destille-ringssøyle 15, 16, 17 oppnås det rene produkt ved 18.
Anlegget er utført slik at når silisium-kloroformet først er innført i apparatene, blir det ikke rørt før det er omformet til silisium.
Over 800° C spaltes silisiumkloroform i silisium og silisiumtetraklorid etter lig-ningen:
4 SiHCl3 = Si + 3 SiCl4 + 2H2
Når silisiumkloroformdamp innføres i et kvartsrør ved temperatur 800—1000° C oppnås et brunt meget findelt silisium-pulver. For å oppnå et tett bunnfall er det nødvendig å fortynne SiHCl3 med en inert gass, f. eks. argon, kvelstoff eller vannstoff. I den følgende beskrivelse skal det bare nevnes vannstoff, men dette er ikke ment som noen begrensning. Ved 950° C og med en blanding av ca. 5 volum-deler vannstoff og 1 volum-del silisiumkloroformdamp, oppnås et bunnfall av meget tett silisium. Vannstoffet bør være meget rent og abso-lutt tørt. Etter tallrike vanskeligheter er det funnet et tilfredsstillende middel for rensning og tørking av vannstoff. Vannstoffet føres inn i et rør som er kledd med palladisert asbest og oppvarmet til 300— 320° C for å fjerne de små mengder surstoff som finnes i vannstoffet. Et rør som er kledd med kaustisk soda absorberer den kullsyre som inneholdes i vannstoffet og tørrer samtidig vannstoffet delvis. For sluttørkingen anvendes magnesiumperklo-rat. Vannstoff som er tørket på denne måten bør føres over et filter av hydrofil bomull eller annet filtermaterial for å unngå at det silisium som fremstilles kom-mer til å inneholde spor av magnesium. De siste spor av fuktighet blir fjernet ved berøring med silisium-kloroformet.
Under de første timer av spaltingen er det å foretrekke å bruke en blanding av vannstoff og silisiumkloroform som inneholder mindre enn 20 % silisiumkloroformdamp. Derved unngås at det dannes et pulverformet silisium som i høy grad føres med en strømmen av spaltingsgass. Straks det er dannet et fast lag av små krystaller av silisium på veggene i røret kan innholdet av silisiumkloroformdamp økes til 20 %. Tilstedeværelsen av det silisium som allerede er dannet begunstiger reaksjonen og hastigheten for blandingen av vannstoff og silisiumkloroform kan også økes.
For å oppnå blandingen av vannstoff og silisiumkloroform, blir vannstoffet boblet, f. eks. gjennom røret 28 inn i en beholder 19 som inneholder silisiumkloroformet som holdes på en passende temperatur, f. eks. ~- 5° C. Det vannstoff som kom-mer ut av boblekarret holder herunder ca.
20 % silisiumkloroformdamp.
For på grunnlag av denne gassformede blanding å oppnå et tett meget rent silisium foretas fraksjonert spalting ved å føre blandingen inn i et rør, f. eks. av kvarts, med en temperatur på mellom 800 og 1000° C, alt etter gjennomføringshastig-heten. En del av silisiumkloroformet spaltes i dette rør og holder på de siste spor av forurensninger. Blandingen føres deretter til et annet kvartsrør som er oppvarmet til 950° C og der spaltes silisiumkloroformet i SiCl4 og tett silisium. Silisiumtetraklorid som ennu inneholder litt silisiumkloroform blir kondensert ved utgangen fra kvarts-røret. Silisiumkloroformet blir gjenvunnet ved fraksjonert destillering og brukt om igjen. Det innledende spaltingsrør kan også sløyfes ved å oppvarme inngangen til spaltingsrøret til en temperatur under 950° C. Det vil da i dette område finnes en del uren silisium, mens det spaltingsområde som er oppvarmet til 950° C inneholder silisium med høy renhet.
Som eksempel kan det brukes et kvarts-rør med en indre diameter på 50 mm hvor et parti 23 som er 100 mm langt er oppvarmet til 850° C og et annet parti 24 som er 400 mm langt er oppvarmet til 950° C ved hjelp av motstander 22. Ved 26 innføres en strøm av vannstoff på 100 l/time ved å la det boble inn i en beholder som inneholder silisiumkloroform og som først holdes på -f- 9° C. Så snart det legges merke til at det dannes silisiumkrystaller på rørveggen økes hastigheten for vannstoffstrømmen etter-hvert til 200—300 l/time. Samtidig heves temperaturen for boble-beholderen gradvis
til ca. 5° C. Etter ca. 80—100 timers drift
fyller belegget av tett silisium nesten hele
det parti av røret som er oppvarmet til
950° C. Spaltingen er da avsluttet. Det føres
inn en strøm av rent vannstoff og foretas
avkjøling. Silisiumbelegget er sterkt kle-bende slik at røret knuses ved kjølingen,
på grunn av den store forskjell i utvidelses-koeffisient for de to stoffer.
For å unngå berøring mellom silisium
og luft når røret knuses, er kvartsrøret 20
innelukket i et annet kvartsrør 21 med
større diameter. I rommet mellom ditise to
rør blir det i avkjølingsøyeblikket ved 25
ført inn en strøm av inert gass, f. eks. argon
eller renset kvelstoff. Det tette silisium,
ca. 1000—1200 g, gjenvinnes. Det øvre lag
av dette, i berøring med kvartsen inneholder ennu forurensninger. Silisiumet
fjernes fra kvartsen ved vasking i varm tilstand med fluorvannstoffsyre, og skylling
med destillert vann. Deretter vaskes med
en oppløsning av ren kaustisk soda som angriper silisiumet på overflaten, det skylles
og vaskes pånytt med fluorvannstoffsyre.
En vasking med destillert vann avslutter
behandlingen. Tilslutt blir silisiumet tørket.
Spaltingen av silisiumkloroformet gir et ut-bytte som er litt større enn det teoretiske.
Det bør, således, oppnås 1 del silisium for
4 deler silisiumkloroform, men det oppnås
faktisk ofte et silisiumbelegg som represen-terer ca. 27—28 % av det silisium som var
inneholdt i silisiumkloroformet. Det synes
som det frembringes en viss mengde silisium etter den reversible reaksjon
Det legges faktisk merke til at de gasser
som forlater spaltingsrøret inneholder saltsyre.
Det silisium som er oppnådd på denne
måten er spektrografisk rent.
Etter omforming til monokrystaller er
dets spesifikke motstand høyere enn 50
ohm. Det utgjør således et utmerket material for fremstilling av transistorer.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av tett, spektrografisk rent silisium som kan
brukes for fremstilling av transistorer ved termisk spalting av silisiumkloroform som er renset på forhånd, karakterisert ved at spaltingen foregår i to trinn, i atskilte om-råder som er oppvarmet til forskjellige temperaturer, slik at de gjenværende forurensninger utfelles i det første koldeste område, mens det ekstra rene silisium oppnås i tett tilstand i det annet område som er oppvarmet til den optimale spaltingstemperatur.
2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at den silisium-kloroform som utsettes for spalting er oppnådd ved å la klorvannstoffsyre innvirke på en Si-Cu-legering som inneholder 5—6% kopper samtidig som den ytre vegg i re-aksjonskammeret holdes på en temperatur på ca. 220° C.
3. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1 og 2, karakterisert ved at det anvendes silisiumkloroform som er oppnådd ved dobbelt destillering i apparater av glass som inneholder bor.
4. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1—3, karakterisert ved at silisium-kloroform i dampform blir fortynnet med 3—6 ganger så stort volum inert gass, idet innføringshastigheten og/eller gasskonsen-trasjonen økes når de første silisiumkrystaller viser seg.
5. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1—4, karakterisert ved at temperaturen i det første spaltingsområde er ca. 100—150° C lavere enn den optimale spaltingstemperatur, slik at når den inerte gass er vannstoff, blir gassblandingen oppvarmet til 800—900° C i det første område og til 950° C i det annet spaltingsområde.
6. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1—5, karakterisert ved at det tette silisium som oppnås i det annet spaltingsområde blir vasket med fluorvannstoffsyre, derpå med kaustisk soda.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1008166 | 1966-02-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO123393B true NO123393B (no) | 1971-11-08 |
Family
ID=11740383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO166941A NO123393B (no) | 1966-02-21 | 1967-02-20 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1593917B1 (no) |
FR (1) | FR1512001A (no) |
GB (1) | GB1117498A (no) |
NO (1) | NO123393B (no) |
SE (1) | SE323359B (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140022694A (ko) * | 2012-08-14 | 2014-02-25 | 삼성전자주식회사 | 생물학적 방법으로 파라-히드록시벤조산을 제조하는 방법 |
KR20140070188A (ko) | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 삼성전자주식회사 | 생물학적 방법으로 방향족 카르복실산 및 이의 유도체를 제조하는 방법 |
KR20140070189A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 삼성전자주식회사 | 생물학적 방법으로 테레프탈산 및 이의 유도체를 제조하는 방법 |
-
1967
- 1967-02-13 GB GB6803/67A patent/GB1117498A/en not_active Expired
- 1967-02-15 DE DE19671593917 patent/DE1593917B1/de active Pending
- 1967-02-20 NO NO166941A patent/NO123393B/no unknown
- 1967-02-20 FR FR95662A patent/FR1512001A/fr not_active Expired
- 1967-02-21 SE SE2362/67A patent/SE323359B/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1593917B1 (de) | 1971-10-28 |
SE323359B (no) | 1970-05-04 |
FR1512001A (fr) | 1968-02-02 |
GB1117498A (en) | 1968-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2943918A (en) | Process for manufacturing dense, extra pure silicon | |
JP5265760B2 (ja) | 塩水溶液を使用する固形金属塩の加水分解方法 | |
US8399071B2 (en) | Process for producing polycrystalline silicon | |
RU2451635C2 (ru) | Способ получения высокочистого элементного кремния | |
WO2010029894A1 (ja) | 高純度結晶シリコン、高純度四塩化珪素およびそれらの製造方法 | |
TWI555705B (zh) | 在三氯化硼中減少四氯化矽之方法 | |
US3041145A (en) | Production of pure silicon | |
US8974761B2 (en) | Methods for producing silane | |
EP0151569B1 (en) | Process and apparatus for obtaining silicon from fluosilicic acid | |
US9487406B2 (en) | Systems for producing silane | |
NO123393B (no) | ||
CN113184859A (zh) | 一种石英砂的提纯方法 | |
NO132659B (no) | ||
CN108588448B (zh) | 一种高纯无氧铟的制备方法 | |
US2805133A (en) | Preparation of pure silicon | |
JP2015113250A (ja) | テトラクロロシランの精製方法 | |
Borshchev et al. | Production of silicon from magnesium silicide | |
RU2519460C1 (ru) | Способ получения кремния с использованием субхлорида алюминия | |
KR101389882B1 (ko) | 올리고할로겐 실란의 제조 방법 | |
RU2707053C1 (ru) | Способ очистки металлургического кремния от углерода | |
US3363977A (en) | Method of preparing sodium sulfate and hydrogen chloride | |
JPH0352408B2 (no) | ||
US1777132A (en) | Process of making tin chlorides | |
EP2655247A1 (en) | Methods and systems for producing silane | |
JP2014162688A (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 |