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粗硅提純蒸餾

發布時間:2023-04-06 08:40:57

1. 如何用粗硅提純得到單晶硅

然後,裂模旁將粗
si
再轉變成四鹵化硅:
si
+
cl2

sicl4
用精餾的碼乎方法將
sicl4
提純後,再用純鋅或鎂還原
sicl4
得到較高肆橡的單質硅:
sicl4
+
2zn

si
+
2zncl2
最後用物理方法——區域熔融法——來進一步提純,得到高純度得硅。

2. 化學。。粗硅提純

可以。不過從成本來看,工業一般不會,只有精製硅的時候才用H2。
二氧化硅被碳還原得輪歷殲到的是粗硅,工業上常再將得到粗硅與氯氣反應生成四氯化硅,利用其沸點較低蒸餾出來,再爛燃用氫氣還原之,得臘沖到的是高純硅。

3. 粗硅的提純

步驟:
1、銷嘩用焦炭與石英砂(SiO2)混合高溫,產生虧讓行粗硅.(SiO2+2C=高溫=Si+2CO↑)滑笑
2、將粗硅與氯氣高溫,生成四氯化硅.(Si+2Cl2=高溫=SiCl4)
3、將氫氣與四氯化硅高溫,生成單晶硅.(SiCl4+2H2=高溫=Si+4HCl)

4. 粗硅的提純

其實現代半導體工業中用的高純硅已經和100%純度區別不大了,如果半導體技術沒有其他革命性的突破,僅僅將硅純度提高到100%不會有多大影響。

當說起類似高純硅這種東西的純度時,常用的說法是「n個9」,比如99.9%純度就是3個9。因為現代高純硅純度極高,直接寫數字的話數9都會數到頭暈。目前實驗室中能夠得到的最高純度的硅是16個9,電子工業用到的高純硅9個9起步,純度高的可以達到12個9。

純硅是不能直接用於電子器件的,把高純硅做成電子器件,中間需要經過「摻雜」的步驟,就是將其他元素摻進高純硅,從而可控地調節硅中載流子的類型和濃度。硅的原子密度是 [公式] (簡寫為5e22),而一般電子器件需要的摻雜濃度介於1e13到1e18之間。從5e22到1e13差9個數量級,所以9個9的高純硅就能滿足大部分的摻雜要求。硅在室溫下的本徵載流子濃度是1e10,也就是說就算硅做到100%純,室溫下也會由於熱激發而帶有1e10濃度的載流子,所以對於室溫下的應用,12個9以上的純度意義不大了。

早期的半導體材料是用鍺的,因為那時候硅的提純技術還不夠成熟。當年基爾比做的第一顆IC就是在鍺上做的。後來,當硅提純成熟以後硅就替代鍺成為了主要的半導體材料。原因大概有以下幾個:
1.地殼中的硅元素的含量很高。以我們現在的半導體硅材料使用情況來看,如果我們還在用鍺的話,地球上的鍺元素可能已經所剩無多(個人感覺,沒有具體計算過)。由於儲量大緩跡,因此價格便宜;隨著技術的發展(CZ法直拉單晶),價格也會更低廉。
2.硅與二氧化硅的界面。硅與二氧化硅的界面性質良好,和別的半導體材料的相應的氧化層的界面相比,硅/二氧化硅的界面堪稱完美。界面缺陷隨著技術的進步也控制的越來越好。譬如在無塵室等級提升以後Qm缺陷的影響已經非常低了。同時二氧化硅可以作為雜質注入時候的遮蔽層,可以有效的阻擋磷元素和硼元素等。另一個是二氧化硅是非常穩定的絕緣體材料(其能隙大概是9ev,不知道記錯了沒有),同時二氧化鍺不僅高溫不穩定而且還會溶於水,而二氧化硅完全沒有這樣的問題;二氧化硅的能隙大可以使得其漏電流較低(當然如果氧仔山化層太薄了漏電流也會升高)。
3.硅與鍺比較來說它的能隙也大,這樣的話他可以忍受較高的操作溫度和較擾戚並大的雜質摻雜范圍。硅材料的breakdown voltage也會比較高。

5. 如何提純硅

一般來說,工業製取高禪絕純單晶硅主要採用以下方法:
橘襲哪①首先由石英砂和焦炭在電弧爐中製取純度較低的粗硅
SiO2+2C==(3273K)Si+2CO↑
②然後將粗硅轉化為有揮發性並易提純的四氯化硅或三氯氫硅
圓碼Si+2Cl2==(723~773K)SiCl4
Si+3HCl==(523~573K)SiHCl3+H2↑
③再用精餾法提純SiCl4或SiHCl3,在電爐中用氫氣還原,得到純度較高的硅
SiCl4+2H2==(加熱)Si+4HCl
④最後我們用區域熔融法進一步提純並製成高純單晶硅

6. 請寫出工業上獲取粗硅及粗硅提純的化學方程式

1,
工業製取粗硅的化學方程式是工業上用二氧化硅和碳薯嫌高溫反應生成粗數者手硅和一氧化碳
sio2+2c=si+co↑(反應嫌旁條件是高溫)這里sio2是氧化劑,c是還原劑。
但是焦炭不能過多,否則會與硅化合生成碳化硅
si+c=sic粗硅提純:si+2cl2=sicl4
sicl4+2h2=4hcl+si

7. 粗硅提純要什麼條件

首先,方法不同,條件不同。
方法一:(1)SiO2+2C=(條件:3270K)Si+2CO
(2)Si(粗)+2Cl2(g)==(720~770k)==SiCl4(l)
(3) SiCl4+2H2==電爐==Si(純)+4HCl
方法二:(1)Si(粗)+3HCl(g)==可逆(520~570k)==SiHCl3(l)+H2(g)
(2)精餾方法,提純SiHCl3
(3)提純後再用氫氣還原。H2+SiHCl3=(1084℃)==Si(純)+3HCl
方法三:(4)Na2SiF6+4Na====6NaF+Si 摘自冀師大版(無機.下)P510
方法優缺點:方法一需要高溫,耗能大,一般工業上常用
方法二反應溫度較低,耗能少,但生成的三氯硅甲烷易自燃,實驗室常用
方法三較廉價
註:方法二制備過程中必須無水無氧。提純後再用氫氣還原若混入氧氣,硅被氧化得不到高純硅且還會引起爆炸。

8. 粗硅的制備及提出

SiO
2
+C=高溫=Si+CO↑
這就是工業製取粗硅的基本原理。

9. 工業上用「三氯氫硅還原法」,提純粗硅的工藝流程如圖所示:(1)三氯氫硅的制備原理:Si(s)+3HCl(g)

(1)用催化劑、增大壓強或HCl濃度,加快SiHCl3的生成速率而又不降低硅的轉化率提高;
故答案為:催化劑、增大壓強或HCl濃度;
(2)①SiHCl3(l)和SiCl4(l)是互溶的液體,採用蒸餾的方法分離;
故答案為:蒸餾;
②Si(s)+3HCl(g)?SiHCl3(g)+H2(g)△H=-210kJ/mol①
Si(s)+4HCl(g)?SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol②
根據蓋斯定律則②-①得:SiHCl3(g)+HCl(g)?SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol,故答案為:-31;
③由圖示可知反應物有粗硅、HCl、H2;反應過程中生成物有:SiHCl3、H2、SiCl4、HCl,所以在反應物中和生成物中都有的物質是HCl、H2,所以流程中可循環使用的物質是HCl、H2,故答案為:氯化氫、氫氣.

10. 粗硅的提純如何反應

【氯化氫法】能耗物鋒多,原料便宜重復利用。
Si+3HCl=加熱=SiHCl3+H2
SiHCl3+H2=高溫=Si+3HCl
【氯化卜螞跡再氫氣還原型並】原料貴,反應較容易。
Si+2Cl2=加熱=SiCl4
SiCl4+2H2=加熱=Si+4HCl
希望對你有幫助O(∩_∩)O

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