SU865790A1 - Method of producing dichlorosilane - Google Patents

Method of producing dichlorosilane Download PDF

Info

Publication number
SU865790A1
SU865790A1 SU802873634A SU2873634A SU865790A1 SU 865790 A1 SU865790 A1 SU 865790A1 SU 802873634 A SU802873634 A SU 802873634A SU 2873634 A SU2873634 A SU 2873634A SU 865790 A1 SU865790 A1 SU 865790A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
silica
chlorine
mass
dichlorosilane
rate
Prior art date
Application number
SU802873634A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Федорович Попенко
Евгений Александрович Ефремов
Людмила Андреевна Дорогова
Валентин Александрович Федоров
Эдуард Петрович Филиппов
Original Assignee
Предприятие П/Я Х-5476
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 Предприятие П/Я Х-5476 filed Critical Предприятие П/Я Х-5476
Priority to SU802873634A priority Critical patent/SU865790A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU865790A1 publication Critical patent/SU865790A1/en

Links

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИХЛОРСИЛАНА(54) METHOD FOR PRODUCING DICHLOROSILANE

1one

Изобретение относитс  к области получени  кремнийсоДержащих материалов и может быть использовано в производстве хлорсиланов, широко примен ющихс  в качестве источника кремни  в технологии микроэлектроники .The invention relates to the field of silicon-containing materials and can be used in the production of chlorosilanes, widely used as a source of silicon in microelectronics technology.

Известен способ получени  дихлорсилана , заключающийс  в пропускании парообразной смеси SiCl с Н. над металлическим титаном, вз тым в качестве катализатора 1.A method of producing dichlorosilane is known, consisting in passing a vaporous mixture of SiCl with H. over metallic titanium, taken as catalyst 1.

Однако выход дихлорснлана мал не более 30 мае. %.However, the output of dichloroslan is small no more than 30 May. %

Кроме того, в результате реакции образуетс  сложна  смесь, состо ща  из хлоргидридсиланов, моносилана и исходного тетрахлорсилана, требук ца  проведени  дополнительных процессов ее разделени , а образующийс  моносилан  вл етс  взрьшоопасным соединением.In addition, as a result of the reaction, a complex mixture consisting of chlorohydride silanes, monosilane and the initial tetrachlorosilane is formed, requiring additional separation processes, and the resulting monosilane is an explosion-hazardous compound.

С целью увеличени  производительности процесса, восстановительные реакции необходимо проводить при температурах , превышающих , что значительно сказываетс  на чистоте получаемого продукта.In order to increase the productivity of the process, reduction reactions must be carried out at temperatures higher than, which significantly affects the purity of the product obtained.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ получени  дихлорсилана путем пропускани  хлористого водорода через порошок кремнемедной массы, содержащей около 5% Си. Реакци  проводитс  в услови х псевдоожиженного сло  при 250-260 С. В ре-зультате реакцииClosest to the invention is a method for producing dichlorosilane by passing hydrogen chloride through a silica powder containing about 5% Cu. The reaction is carried out under conditions of a fluidized bed at 250-260 C. As a result of the reaction

siHte teiH,.,siHte teiH,.,

10ten

образуетс  преимущественно трихлорсилан (73 мае. %) и в незначительном количестве дихлорсилан (27 мас.%)2.predominantly trichlorosilane is formed (73 may.%) and dichlorsilane (27 wt.%) in small amounts 2.

Недостатком известного метода  вл етс  невысокий выход дихлорсиланЭThe disadvantage of the known method is the low yield of dichlorosilane.

1515

Цель изобретени  - увеличение выхода дихлорсилана.The purpose of the invention is to increase the yield of dichlorsilane.

Поставленна  цель достигаетс  тем что через кремнемедную массу предварительно пропусксцот хлор со скоро20 стью 5-15 л/ч при 300-350 0.The goal is achieved by the fact that through the silica mass pre-pass chlorine with a speed of 5-15 liters per hour at 300-350 °.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Порсаикообразную кремнемедную массу , приготовленную сплавлением мо25 носиланового кремни  с 5 мае. % меди , загружают в вертикальный кварцевый реактор малого диаметра и большой высоты (d 30 мм, h 1500 мм). В нижней части реактора Porsica-like silica mass prepared by fusing monosilane silicon from 5 May. % of copper is loaded into a vertical quartz reactor of small diameter and large height (d 30 mm, h 1500 mm). At the bottom of the reactor

30 находитс  стальной шарик на конусобразной поверхности, который испольуетс  в качестве газораспределител /30 there is a steel ball on a tapered surface which is used as a gas distributor /

При скорости хлора ниже 5 л/ч и реакци  активации кремнемедной ассы протекает слишком замедленно.When the chlorine rate is below 5 l / h and the activation reaction of the silica-copper asy proceeds too slowly.

При скорости хлора выше 15 л/ч температуре выше 350°С реакци  ротекает очень бурно с большой поерей хлора, а также происходит унос. отоком газа с поверхности соединеий типа 51С1ц.When the chlorine rate is above 15 l / h, the temperature is above 350 ° C. The reaction proceeds very rapidly with large amounts of chlorine, as well as ablation occurs. flow of gas from the surface of the 51S1ts type compounds.

В присутствии меди образуетс  предпочтительно соединение SiCl/ которое и  вл етс  непосредственным участником реакции дальнейшего взаимодействи  осушенного хлористого водорода с кремнемедной массой. В результате р еакцииIn the presence of copper, a SiCl compound is preferably formed, which is a direct participant in the reaction to the further interaction of dried hydrogen chloride with a silica-silica mass. As a result of the reaction

4SACe 6HCt °ёи°°° SiH CE - SiHCe 5iCe4+5iH5CC,4SACe 6HCt ° her ° °° SiH CE - SiHCe 5iCe4 + 5iH5CC,

где SiCl - активированна  хлором кремнемедна  масса, образуетс  смесь хлорсиланов, содержаща  значительное количество дихлорсилана.where SiCl is silica-activated chlorine mass, a mixture of chlorosilanes containing a significant amount of dichlorosilane is formed.

Псевдоожижение активированного хлором кремнемедного порошка осуществл ют пульсирующей подачей (с частотой 2-3 имп./с)предварительно осушенного хлористого водорода со скоростью 15-30 л/ч при 250-300 0. Применение пульсирующей подачи реакционного газа ведет к увеличению степени превращени  газообразного реагента и, соответственно, производительности процесса. Через кремнемедную массу предварительно пропускают хлор со скоростью 5-15 л/ч при 300-350°С.Fluidization of chlorine-activated silica powder is carried out by pulsating feed (with a frequency of 2-3 imp. / S) of pre-dried hydrogen chloride at a rate of 15-30 l / h at 250-300 0. The use of pulsating flow of the reaction gas leads to an increase in the conversion rate of the gaseous reactant and, accordingly, the performance of the process. Chlorine is preliminarily passed through the silica-copper mass at a rate of 5–15 l / h at 300–350 ° C.

Полученный конденсат представл ет собой смесь хлорсиланов.The resulting condensate is a mixture of chlorosilanes.

Конденсат отбирают в емкость, охлажденную до , а дихлорсилан отдувают из этой емкости в другую, которую охлаждают до -75 С.The condensate is taken in a tank cooled to, and dichlorosilane is blown out from this tank to another, which is cooled to -75 C.

Выбранные температуры сборников объ сн ютс  различи ми в давлении паров Нсщ собираемыми жидкост ми.The selected collection temperatures are explained by differences in vapor pressure of the liquid collected by the liquid.

Пример. В кварцевый реактор (d 30 мм, h 1500 мм) загружают порошкообразную кремнемедную массу (Si + 5 мае. % Си; размер частиц 40-70 мкм). Псевдоожижение кремнемедной массы осуществл ют пульсирующей подачей аргона, предварительно очищенного от кислорода и воды. Затем в течение 30 мин провод т активизацию кремнемедной массы хлором, который пропускает со скоростью 15 л/ч при 300°С.Example. In a quartz reactor (d 30 mm, h 1500 mm) load powdered silica-silica mass (Si + 5 May.% Cu; particle size 40-70 microns). The silica mass is fluidized by pulsating supply of argon, previously purified from oxygen and water. Then, within 30 minutes, the silica-silica mass is activated by chlorine, which passes at a rate of 15 l / h at 300 ° C.

После осуществлени  аквитации кремнемедной массы хлором температуру в реакторе понижают, подачу хлора прекращают и в реактор отдельными импульсами (2-3 имп./с) подают осушенный хлористый водород. Получаемый конденсат отбирают в емкость, охлажценную до , а дихлорсиланAfter the aquita- tion of silica-silica mass is carried out, the temperature in the reactor is lowered, the chlorine supply is stopped and dried hydrogen chloride is fed to the reactor in separate pulses (2-3 pulses / s). The resulting condensate is taken into the tank, cooled to, and dichlorosilane

отдувают из этой емкости в другую емкость, охлажденную до .blow out from this tank to another tank cooled to.

В результате получают 33,3 мас.% дихлорсилана.The result is 33.3 wt.% Dichlorsilane.

Пример2. В кварцевый реактор загружают порошкообразную кремнемедную массу (Si + 5 мае. % Си; размер частиц 40-70 мкм). Псевдоожижение кремнемедной массы осуществл )ют пульсирующей подачей аргона, предварительно осущенного и очищенногоExample2. A silica powder mass was loaded into a quartz reactor (Si + 5 May.% Cu; particle size 40-70 μm). The silica mass is fluidized by pulsating flow of argon, previously drained and purified.

от кислорода. Затем в течение 30 мин провод т активацию кремнемедной массы хлором, который пропускают со скоростью 5 л/ч при .from oxygen. Then, within 30 minutes, the silica-silica mass is activated by chlorine, which is passed at a rate of 5 l / h at.

После осуществлени  активацииAfter activation

5 кремнемедиой массы хлором температуру в реакторе понижают, подачу хлора прекращают и в реактор отдельными импульсами (2-3 имп./с) подают осушенный хлористый водород. Получае0 .мый конденсат отбирают в емкость,5 of silica-copper mass with chlorine, the temperature in the reactor is lowered, the supply of chlorine is stopped and dried pulses of hydrogen chloride are fed into the reactor with separate pulses (2-3 imp. / S). The condensate is collected in a tank,

охлажденную до , а дихлорсилан отдувают из этой емкости в другую, охлалсденную до -75С.cooled to, and dichlorosilane is blown from this tank to another one, cooled to -75 ° C.

В результате получают 39,20 мас.%The result is 39.20 wt.%

5 дихлорсилана.5 dichlorsilane.

ПримерЗ. В кварцевый реактор загружают порошкообразную кремнемедную массу (Si + 5 мас.% Си; размер частиц 40-70 мкм). Псевдоожижение кремнемедной массы осуществл ют пульсирующей подачей аргона, предварительно очищенного от кислорода и воды. Затем в течение 30 мин провод т активацию кремнемедной массы хлором, который пропускают со скоростью 5 л/чExample Silica powder mass (Si + 5 wt.% Cu; particle size 40-70 microns) is loaded into a quartz reactor. The silica mass is fluidized by pulsating supply of argon, previously purified from oxygen and water. Then, within 30 minutes, the silica-silica mass is activated by chlorine, which is passed at a rate of 5 l / h.

при 350 С.at 350 C.

После осуществлени  активации температуру в реакторе понижают, подачу хлора прекращают и в реакторAfter activation, the temperature in the reactor is lowered, the supply of chlorine is also stopped to the reactor.

отдельньвет импульсами (2-3 имп./с) подают осушенный хлористый водород. Полученный конденсат отбирают в емкость , охлажденную до -10 С, а дихлорсилан отдуваиот из этой емкостиSeparate pulses (2-3 imp. / s) serves dried hydrogen chloride. The resulting condensate is taken in a tank cooled to -10 ° C, and dichlorosilane is blown out of this tank

в другую, охлажденную до - 75с.in another, cooled to - 75s.

В результате получают 36,6 мас.% дихлорсилана.The result is 36.6 wt.% Dichlorsilane.

Пример4. В кварцевый реактор загружают порошкообразную кремнемедную массу (Si + 5 мас.% Си;Example4. Silica powder mass in the quartz reactor is loaded (Si + 5 wt.% Cu;

размер частиц 40-70 мкм). Псевдоожижение кремнемедной массы осуществл ют пульсирующей подачей аргона, предварительно очищенного от кислородаparticle size of 40-70 microns). The silica mass is fluidized by pulsating supply of argon, previously purified from oxygen.

и воды. Затем в течение 30 минand water. Then for 30 min

провод т активацию кремнемедной массы хлором, который п)опускают со скоростью 15 л/ч при З50с.the silica-silica mass is activated by chlorine, which p) is lowered at a rate of 15 l / h at 5050s.

В результате получают 35,2 мас.% дихлорсилана.The result is 35.2 wt.% Dichlorsilane.

Пример5. При тех же услови х , но при скорости хлора 10 л/ч и 325°С, получают дихлорсилан в количестве 38 мае. %.Example5. Under the same conditions, but at a chlorine rate of 10 l / h and 325 ° C, dichlorsilane is obtained in an amount of 38 May. %

П р и м е р 6. При тех же услови х , но при скорости хлора 5 л/ч иEXAMPLE 6: Under the same conditions, but at a chlorine rate of 5 l / h and

получают дихлорсйлан в количестве 37 мас.%. receive dichlorosylan in the amount of 37 wt.%.

Пример. При тех же услови х , но при скорости хлора 15 л/ч и получают дихлорсйлан в количестве 35 мас.%.Example. Under the same conditions, but at a chlorine rate of 15 l / h, dichlorosylan is obtained in an amount of 35% by weight.

Примере. При тех же услови х , но при скорости хлора 10 л/ч и 300°с получают дихлорсйлан в количестве 35,2 мае. %.Example Under the same conditions, but at a chlorine rate of 10 l / h and 300 ° C, dichlorosylane is obtained in an amount of 35.2 May. %

П р и м е р 9. При тех же услови х , но при скорости хлора 10 л/ч и 350 С получают дихлорсйлан в количестве 36 мае. %.PRI me R 9. Under the same conditions, but at a chlorine rate of 10 l / h and 350 C, dichlorosylane is obtained in an amount of 36 May. %

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сра;внению с известным увеличение выхода дихлорсилана и повышение степени его чистоты за счет проведени  предварительной активации порошка кремнемедной. массы хлором и получение параллельно с дихлорсиланом в качестве побочного продукта трихлорсилана особой чистоты , который также может быть использован в качестве источника кремни  в микроэлектронике.The use of the proposed method provides, in accordance with a known increase in the yield of dichlorosilane and an increase in the degree of its purity due to the preliminary activation of silica powder. mass chlorine and obtaining in parallel with dichlorsilane as a by-product of high-purity trichlorosilane, which can also be used as a source of silicon in microelectronics.

Кроме того, предлагемый способ позвол ет осуществить автоматизацию процесса получени  лихлорсиланё1.In addition, the proposed method allows to automate the process of obtaining lichlorosilane.

Claims (2)

1.Патент Японии 75-17035, кл. 16 С 941, 18.06.75.1. Japanese Patent 75-17035, cl. 16 C 941, 06/18/75. 00 2.Белый А.П. и др. Механизм реакции кремни  с хлористым водородом,Журнал физической химии , 1969,2. White A.P. et al. Reaction mechanism of silicon with hydrogen chloride, Journal of Physical Chemistry, 1969, № 5, т. 43, с. М44-1148.№ 5, t. 43, p. M44-1148.
SU802873634A 1980-01-25 1980-01-25 Method of producing dichlorosilane SU865790A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802873634A SU865790A1 (en) 1980-01-25 1980-01-25 Method of producing dichlorosilane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802873634A SU865790A1 (en) 1980-01-25 1980-01-25 Method of producing dichlorosilane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU865790A1 true SU865790A1 (en) 1981-09-23

Family

ID=20873935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802873634A SU865790A1 (en) 1980-01-25 1980-01-25 Method of producing dichlorosilane

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU865790A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4532105B2 (en) Method for producing polycrystalline silicon
US4836997A (en) Plasma production of trichorosilane, SiHCl3
US7033561B2 (en) Process for preparation of polycrystalline silicon
KR101873923B1 (en) Production of polycrystalline silicon in substantially closed-loop processes that involve disproportionation operations
US3933985A (en) Process for production of polycrystalline silicon
US4117094A (en) Process for silicon and trichlorosilane production
WO2003040036A1 (en) Method for producing silicon
JPS6228083B2 (en)
JPH0264006A (en) Production of solar silicon
KR101948332B1 (en) Production of polycrystalline silicon in substantially closed-loop processes and systems
JPS61286211A (en) Manufacture of chlorosilane
JPH01188414A (en) Method for converting polymer to trichlorosilane in production of polycrystalline silicon
US9394180B2 (en) Production of polycrystalline silicon in substantially closed-loop systems
SU865790A1 (en) Method of producing dichlorosilane
US8449848B2 (en) Production of polycrystalline silicon in substantially closed-loop systems
JPH0317768B2 (en)
CN109467089B (en) Polycrystalline silicon production method
JPH02172811A (en) Production of trichlorosilane
US3824121A (en) Production of silicon metal from dichlorosilane
JPS63170210A (en) Production of chlorosilane
US5869017A (en) Method of producing trichlorosilane having a reduced content of dichlorosilane
JPH10139786A (en) Production of vinyltrichlorosilane
SU833494A1 (en) Method of producing trichlorosilane and tetrachlorosilane
JPH01197309A (en) Production of granular silicon
JPH0297415A (en) Method for increasing amount of silicon tetrachloride in reaction of hydrogen chloride or mixture of hydrogen chloride and chlorine with metal silicon-containing substance