способ получения кремния
Классы МПК: | C01B33/027 разложением или восстановлением газообразных или испаряемых соединений кремния, кроме диоксида кремния или материала, содержащего диоксид кремния |
Автор(ы): | Яковлев Ю.И. |
Патентообладатель(и): | Институт физики полупроводников СО РАН, Яковлев Юрий Игоревич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-06-06 публикация патента:
10.08.1998 |
Изобретение относится к технологии кремния и может быть использовано в производстве полупроводникового кремния. Сущность изобретения заключается в способе получения кремния, основанном на реакции термического разложения газообразного, кремнийсодержащего химического соединения на нагретых электрическим током кремниевых подложках с образованием элементарного кремния и газообразных продуктов реакции; в качестве кремнийсодержащего химического соединения используют тетраамминтрикремнефторид Si3(NH3)4F12. Использование способа позволяет повысить чистоту полупроводникового кремния и увеличить выход продукта. 2 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ получения кремния, основанный на реакции термического разложения газообразного кремнийсодержащего химического соединения на нагретых электрическим током кремниевых подложках с образованием элементарного кремния и газообразных продуктов реакции, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего химического соединения используют тетраамминтрикремнефторид Si3(NH3)4F12.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии кремния и может быть использовано в производстве полупроводникового кремния. Известен способ получения кремния водородным восстановлением хлорсиланов (Фалькевич Э. С. Технология полупроводникового кремния.-М.: Металлургия, 1992, с. 213), где исходные реагенты водород и трихлорсилан в мольном соотношении около 15/1 соответственно, в виде парогазовой смеси подают в реактор и проводят реакцию на кремниевых подложках при 1000oC, газообразные продукты реакции выводят из реактора, смешивают с водородом и вместе с исходными реагентами вновь запускают на цикл. Этому процессу присущи такие недостатки, как присутствие в исходной газовой смеси продуктов неполного восстановления трихлорсилана, низкий выход продукта (60%), протекание побочных реакций, таких как образование силана и полисиланов, необходимость дальнейшей доочистки полученного кремния зонной плавкой при выращивании монокристалла, необходимость использования реагентов высокой чистоты (соизмеримой с чистотой образующегося кремния) от 1![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
Si3(NH3)4F12(ж) = 3Si(тв) + 2N2(г) + 12HF(г)
Существенное влияние на характер зависимости константы реакции оказывает химический состав молекулы ТАТКФ, характеризующий процесс термического разложения как внутримолекулярную реакцию, в связи с чем она облегчена. Способ получения ТАТКФ основан на цепочке обменных реакций и реакций присоединения по донорно-акцепторному механизму. Исходными веществами являются четырехфтористый кремний, аммиак и оксид азота (VI). На первых двух стадиях, представляющих собой реакции присоединения, синтезируют фторид диамминкремния Si(NH3)2F4 и аддукт четырехфтористого кремния с димером диоксида азота Si(N2O4)2F4, из которых непосредственно проводят синтез ТАТКФ. Синтез фторида диамминкремния ведут при температуре ниже 0oC из газовой фазы
SiF4(г) + 2NH3(г) = Si(NH3)2F4(тв.)
Si(N2O4)2F4 получают путем пропускания четырехфтористого кремния через охлаждаемую колонку с N2O4
2N2O4(тв) + SiF4(г) = Si(N2O4)2F4(тв.)
Затем из полученных веществ при нагревании до 40oC в инертной атмосфере проводят синтез ТАТКФ
2Si(NH3)2F4(тв) + Si(N2O4)2F4(тв) = Si3(NH3)4F12(ж.) + 4NO2(г)
Полученную жидкость перегоняют при пониженном давлении. Пример конкретного выполнения способа с наиболее оптимальными параметрами приведен ниже. ТАТКФ, содержащий 25 контролируемых примесных элементов в количестве 0,43
![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
![способ получения кремния, патент № 2116963](/images/patents/355/2116001/183.gif)
Класс C01B33/027 разложением или восстановлением газообразных или испаряемых соединений кремния, кроме диоксида кремния или материала, содержащего диоксид кремния