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粗硅提纯蒸馏

发布时间:2023-04-06 08:40:57

1. 如何用粗硅提纯得到单晶硅

然后,裂模旁将粗
si
再转变成四卤化硅:
si
+
cl2

sicl4
用精馏的码乎方法将
sicl4
提纯后,再用纯锌或镁还原
sicl4
得到较高肆橡的单质硅:
sicl4
+
2zn

si
+
2zncl2
最后用物理方法——区域熔融法——来进一步提纯,得到高纯度得硅。

2. 化学。。粗硅提纯

可以。不过从成本来看,工业一般不会,只有精制硅的时候才用H2。
二氧化硅被碳还原得轮历歼到的是粗硅,工业上常再将得到粗硅与氯气反应生成四氯化硅,利用其沸点较低蒸馏出来,再烂燃用氢气还原之,得腊冲到的是高纯硅。

3. 粗硅的提纯

步骤:
1、销哗用焦炭与石英砂(SiO2)混合高温,产生亏让行粗硅.(SiO2+2C=高温=Si+2CO↑)滑笑
2、将粗硅与氯气高温,生成四氯化硅.(Si+2Cl2=高温=SiCl4)
3、将氢气与四氯化硅高温,生成单晶硅.(SiCl4+2H2=高温=Si+4HCl)

4. 粗硅的提纯

其实现代半导体工业中用的高纯硅已经和100%纯度区别不大了,如果半导体技术没有其他革命性的突破,仅仅将硅纯度提高到100%不会有多大影响。

当说起类似高纯硅这种东西的纯度时,常用的说法是“n个9”,比如99.9%纯度就是3个9。因为现代高纯硅纯度极高,直接写数字的话数9都会数到头晕。目前实验室中能够得到的最高纯度的硅是16个9,电子工业用到的高纯硅9个9起步,纯度高的可以达到12个9。

纯硅是不能直接用于电子器件的,把高纯硅做成电子器件,中间需要经过“掺杂”的步骤,就是将其他元素掺进高纯硅,从而可控地调节硅中载流子的类型和浓度。硅的原子密度是 [公式] (简写为5e22),而一般电子器件需要的掺杂浓度介于1e13到1e18之间。从5e22到1e13差9个数量级,所以9个9的高纯硅就能满足大部分的掺杂要求。硅在室温下的本征载流子浓度是1e10,也就是说就算硅做到100%纯,室温下也会由于热激发而带有1e10浓度的载流子,所以对于室温下的应用,12个9以上的纯度意义不大了。

早期的半导体材料是用锗的,因为那时候硅的提纯技术还不够成熟。当年基尔比做的第一颗IC就是在锗上做的。后来,当硅提纯成熟以后硅就替代锗成为了主要的半导体材料。原因大概有以下几个:
1.地壳中的硅元素的含量很高。以我们现在的半导体硅材料使用情况来看,如果我们还在用锗的话,地球上的锗元素可能已经所剩无多(个人感觉,没有具体计算过)。由于储量大缓迹,因此价格便宜;随着技术的发展(CZ法直拉单晶),价格也会更低廉。
2.硅与二氧化硅的界面。硅与二氧化硅的界面性质良好,和别的半导体材料的相应的氧化层的界面相比,硅/二氧化硅的界面堪称完美。界面缺陷随着技术的进步也控制的越来越好。譬如在无尘室等级提升以后Qm缺陷的影响已经非常低了。同时二氧化硅可以作为杂质注入时候的遮蔽层,可以有效的阻挡磷元素和硼元素等。另一个是二氧化硅是非常稳定的绝缘体材料(其能隙大概是9ev,不知道记错了没有),同时二氧化锗不仅高温不稳定而且还会溶于水,而二氧化硅完全没有这样的问题;二氧化硅的能隙大可以使得其漏电流较低(当然如果氧仔山化层太薄了漏电流也会升高)。
3.硅与锗比较来说它的能隙也大,这样的话他可以忍受较高的操作温度和较扰戚并大的杂质掺杂范围。硅材料的breakdown voltage也会比较高。

5. 如何提纯硅

一般来说,工业制取高禅绝纯单晶硅主要采用以下方法:
橘袭哪①首先由石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅
SiO2+2C==(3273K)Si+2CO↑
②然后将粗硅转化为有挥发性并易提纯的四氯化硅或三氯氢硅
圆码Si+2Cl2==(723~773K)SiCl4
Si+3HCl==(523~573K)SiHCl3+H2↑
③再用精馏法提纯SiCl4或SiHCl3,在电炉中用氢气还原,得到纯度较高的硅
SiCl4+2H2==(加热)Si+4HCl
④最后我们用区域熔融法进一步提纯并制成高纯单晶硅

6. 请写出工业上获取粗硅及粗硅提纯的化学方程式

1,
工业制取粗硅的化学方程式是工业上用二氧化硅和碳薯嫌高温反应生成粗数者手硅和一氧化碳
sio2+2c=si+co↑(反应嫌旁条件是高温)这里sio2是氧化剂,c是还原剂。
但是焦炭不能过多,否则会与硅化合生成碳化硅
si+c=sic粗硅提纯:si+2cl2=sicl4
sicl4+2h2=4hcl+si

7. 粗硅提纯要什么条件

首先,方法不同,条件不同。
方法一:(1)SiO2+2C=(条件:3270K)Si+2CO
(2)Si(粗)+2Cl2(g)==(720~770k)==SiCl4(l)
(3) SiCl4+2H2==电炉==Si(纯)+4HCl
方法二:(1)Si(粗)+3HCl(g)==可逆(520~570k)==SiHCl3(l)+H2(g)
(2)精馏方法,提纯SiHCl3
(3)提纯后再用氢气还原。H2+SiHCl3=(1084℃)==Si(纯)+3HCl
方法三:(4)Na2SiF6+4Na====6NaF+Si 摘自冀师大版(无机.下)P510
方法优缺点:方法一需要高温,耗能大,一般工业上常用
方法二反应温度较低,耗能少,但生成的三氯硅甲烷易自燃,实验室常用
方法三较廉价
注:方法二制备过程中必须无水无氧。提纯后再用氢气还原若混入氧气,硅被氧化得不到高纯硅且还会引起爆炸。

8. 粗硅的制备及提出

SiO
2
+C=高温=Si+CO↑
这就是工业制取粗硅的基本原理。

9. 工业上用“三氯氢硅还原法”,提纯粗硅的工艺流程如图所示:(1)三氯氢硅的制备原理:Si(s)+3HCl(g)

(1)用催化剂、增大压强或HCl浓度,加快SiHCl3的生成速率而又不降低硅的转化率提高;
故答案为:催化剂、增大压强或HCl浓度;
(2)①SiHCl3(l)和SiCl4(l)是互溶的液体,采用蒸馏的方法分离;
故答案为:蒸馏;
②Si(s)+3HCl(g)?SiHCl3(g)+H2(g)△H=-210kJ/mol①
Si(s)+4HCl(g)?SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol②
根据盖斯定律则②-①得:SiHCl3(g)+HCl(g)?SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol,故答案为:-31;
③由图示可知反应物有粗硅、HCl、H2;反应过程中生成物有:SiHCl3、H2、SiCl4、HCl,所以在反应物中和生成物中都有的物质是HCl、H2,所以流程中可循环使用的物质是HCl、H2,故答案为:氯化氢、氢气.

10. 粗硅的提纯如何反应

【氯化氢法】能耗物锋多,原料便宜重复利用。
Si+3HCl=加热=SiHCl3+H2
SiHCl3+H2=高温=Si+3HCl
【氯化卜蚂迹再氢气还原型并】原料贵,反应较容易。
Si+2Cl2=加热=SiCl4
SiCl4+2H2=加热=Si+4HCl
希望对你有帮助O(∩_∩)O

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