CS261343B1 - Process for the preparation of high purity chlorsilanes - Google Patents

Process for the preparation of high purity chlorsilanes Download PDF

Info

Publication number
CS261343B1
CS261343B1 CS877048A CS704887A CS261343B1 CS 261343 B1 CS261343 B1 CS 261343B1 CS 877048 A CS877048 A CS 877048A CS 704887 A CS704887 A CS 704887A CS 261343 B1 CS261343 B1 CS 261343B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
chlorosilanes
microfiltration
preparation
rectification
partial hydrolysis
Prior art date
Application number
CS877048A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS704887A1 (en
Inventor
Dusan Laskafeld
Antonin Slepanek
Jan Vosta
Original Assignee
Dusan Laskafeld
Antonin Slepanek
Jan Vosta
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 Dusan Laskafeld, Antonin Slepanek, Jan Vosta filed Critical Dusan Laskafeld
Priority to CS877048A priority Critical patent/CS261343B1/en
Publication of CS704887A1 publication Critical patent/CS704887A1/en
Publication of CS261343B1 publication Critical patent/CS261343B1/en

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Kapalné a plynné ohlorsilany, jakož i směsi chlorsilanů s jinými plyny, se před jejich dalším použitím čistí mikrofiltrací přes mikrofiltr z materiálu dokonale odolávajícího působení filtrovaného média, přednostně z polymerů polyfluorovaných uhlovodíků, s velikostí pórů pod 1 /ím buS samostatně nebo jako koncový rafinační stupeň po rektifikaci chlorsilanů nebo v kombinaci s částečnou hydrolýzou čištěných chlorsilanů prováděnou před mikrofiltrací.Liquid and gaseous chlorosilanes, as well as mixtures of chlorosilanes with other gases, are purified before further use by microfiltration through a microfilter made of a material perfectly resistant to the action of the filtered medium, preferably from polyfluorocarbon polymers, with a pore size below 1 µm buS, alone or as a final refining stage after rectification of chlorosilanes or in combination with partial hydrolysis of the purified chlorosilanes carried out before microfiltration.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy vysoce čistých chlorsilanů, které jsou používány jako zdroje křemíku ve výrobě výchozího materiálu pro elektroniku a optoelektroniku, kterým je polovodičový křemík, oxid a nitrid křemíku pro realizaci vlastních funkčních struktur mikroelektronických prvků vysokého stupně integrace a oxid křemičitý pro přípravu vláknových vlnovodů s nízkou hodnotou útlumu přenášené energie.The present invention relates to a process for the preparation of highly pure chlorosilanes which are used as sources of silicon in the production of starting materials for electronics and optoelectronics, which are semiconductor silicon, silicon oxide and nitride for realizing their own functional structures of microelectronic elements of high integration and silica for fiber waveguides with low attenuation of transmitted energy.

Při těchto aplikacích chlorsilanů je nezbytná jejich extrémně vysoká čistota, ovlivňující bezprostředně rozhodující parametry vytvářených struktur, která je dosahována různými rafinačními postupy aplikovanými u tisicitunových množství těchto látek s vysokou energetickou náročností. Tyto postupy jsou většinou založeny na rafinačním efektu rektifikace doplňované částečnou hydrolýzou vodou nebo jinými činidly. K částečné hydrolýze dochází rovněž při běžných manipulacích s chlorsilany stykem se vzdušnou vlhkostí.Extremely high purity is required in these chlorosilane applications, affecting the immediately critical parameters of the structures formed by the various refining processes applied to thousands of tons of these high energy-intensive substances. These procedures are mostly based on the refining effect of rectification supplemented by partial hydrolysis with water or other reagents. Partial hydrolysis also occurs in conventional handling of chlorosilanes by contact with air humidity.

částečná hydrolýza má vždy za následek tvorbu heterogenních částic polysiloxanů, které jsou schopny na svém velké povrchu adsorbovat nečistoty přítomné ve formě oxidů a chloridů kovů, které jsou v tomto nepolárním prostředí nerozpustné a jsou většinou produkty koroze vnitřního povrchu technologické linky. Heterogenní částice všech druhů mohou pronikat při rektifikaci do destilátu a nelze je tedy rektifikací plně odstranit. Heterogenní částice se pak zabudovávají do depozitu, ev. preformy, kde zvyšují koncentraci nežádoucích stopových příměsi, zejména kovů.partial hydrolysis always results in the formation of heterogeneous polysiloxane particles which are capable of adsorbing on their large surface impurities present in the form of metal oxides and chlorides, which are insoluble in this non-polar environment and are mostly products of corrosion of the inner surface of the process line. Heterogeneous particles of all kinds can penetrate into the distillate during rectification and therefore cannot be fully removed by rectification. The heterogeneous particles are then incorporated into the deposit, respectively. preforms where they increase the concentration of undesirable trace impurities, especially metals.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy vysoce čistých chlorsilanů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kapalné a plynné chlorsilany, jakož i směsi chlorsilanů s jinými plyny se před jejich dalším použitím čistí mikrofiltrací přes mikrofiltr z materiálu dokonale odolávajícího působeni filtrovaného média, přednostně z polymerů polyfluorovaných uhlovodíků, s velikostí pórů pod 1 yum bud samostatně nebo jeho koncový rafinační s.tupeň po rektifikaci chlorsilanů nebo v kombinaci s částečnou hydrolýzou čištěných chlorsilanů prováděnou před mikrofiltrací.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the process for preparing the highly pure chlorosilanes according to the invention, which consists in that liquid and gaseous chlorosilanes as well as mixtures of chlorosilanes with other gases are cleaned by microfiltration through a microfilter from a material perfectly resistant to the filtered medium, preferably polymers. polyfluorinated hydrocarbons having a pore size below 1 µm either alone or at its terminal refining stage after rectifying the chlorosilanes or in combination with partial hydrolysis of the purified chlorosilanes performed prior to microfiltration.

Mikrofiltrace provedená těsně před adjustací nebo aplikací chlorsilanů výrazně sníží obsah heterogenních částic, které vznikly bud částečnou hydrolýzou nebo jako produkty koroze a řádově snižuje obsahy stopových nečistot přítomných v chlorsilanech. Pro některé účely může mikrofiltrace zčásti nahradit energeticky mnohem náročnější rafinační postupy, zvláště vícenásobnou rektifikaci a lze ji využít jako koncový rafinační stupeň chlorsilanů používaných pro elektroniku a optoelektroniku v kombinaci s postupy, které vedou k vytváření heterogenních částic, např. částečnou hydrolýzou.Microfiltration carried out just prior to the adjustment or application of chlorosilanes will significantly reduce the content of heterogeneous particles that are formed either by partial hydrolysis or as corrosion products and by order of magnitude reduce the trace contaminants present in the chlorosilanes. For some purposes, microfiltration can partially replace more energy-intensive refining processes, particularly multiple rectification, and can be used as the final refining stage of chlorosilanes used for electronics and optoelectronics in combination with processes that lead to the formation of heterogeneous particles, eg by partial hydrolysis.

Praktické využití způsobu přípravy vysoce čistých chlorsilanů podle vynálezu je objasněno na následujících příkladech.The practical use of the process for preparing the highly pure chlorosilanes of the invention is illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

Trichlorsilan používaný jako základní surovina ve výrobě polovodičového křemíku, přiváděný z mezioperačního zásobníku, je po odpaření do proudu vodíku s obsahem kyslíku pod 5 ppm a vody pod 2 ppm filtrován přes teflonový mikrofiltr s porozitou pod 1 ^>um těsně před vstupem do depoziěního reaktoru. Touto operací poklesne řádově obsah kovů ve vyrobeném křemíku. V porovnání se standardním postupem bez mikrofiltrace se rovněž sníží i koncentrace elektroaktivní příměsi bóru až na řád 1044 atomů/cm^.The trichlorosilane used as the basic raw material in the production of semiconductor silicon, fed from the intermediate storage tank, after evaporation into a stream of hydrogen with oxygen contents below 5 ppm and water below 2 ppm, is filtered through a Teflon microfilter with porosity below 1 µm just before entering the deposition reactor. By this operation, the metal content of the produced silicon decreases in the order of magnitude. Compared to the standard procedure without microfiltration, the concentration of electroactive boron additive is also reduced to the order of 10 44 atoms / cm 2.

Příklad 2Example 2

Chlorid křemičitý rafinovaný rektifikací, kterou se sníží obsah trichlorsilanu pod 10 ppm, uhlovodíků, organokřemičitých sloučenin a siloxanů pod 1 ppm se před adjustací do speciálně vyčištěných přepravních kontejnerů, nebo přímo před aplikací při výrobě preforem pro vláknové vlnovody, filtruje přes teflonový mikrofiltr s porozitou pod 1yum. Koncentrace kovových stopových nečistot poklesne na hodnotu pod 10 ppb, což umožňuje výrobu optických vlnovodů jak PCS, tak i typu GI s nízkými ztrátami přenášené energie.Refined rectification to reduce trichlorosilane content below 10 ppm, hydrocarbons, organosilicon compounds and siloxanes below 1 ppm is filtered through a Teflon microfilter with porosity before being adjusted to specially cleaned shipping containers or directly before application in the production of fiber waveguide preforms. 1yum. The concentration of metallic trace impurities drops below 10 ppb, allowing the production of optical waveguides of both PCS and GI type with low energy loss.

Příklad 3Example 3

Plynný dichlorsilan používaný v elektronice pro přípravu epitaxních, izolačních a pasivačních vrstev, odebíraný zpravidla z přepravní tlakové láhve, se těsně před vstupem do reaktoru pro vytváření epitaxních nebo LPCVD vrstev filtruje přes teflonový mikrofiltr s porozitou pod 1/um. Snížení množství heterogenních částic se projevuje snížením počtu poruch na zpracovávané desce a tím zvýšením výtěžnosti vyráběných polovodičových součástek.The dichlorosilane gas used in the electronics for the preparation of epitaxial, insulating and passivation layers, typically taken from a transfer cylinder, is filtered through a Teflon microfilter with a porosity below 1 µm just prior to entering the reactor to form epitaxial or LPCVD layers. Reducing the amount of heterogeneous particles results in a reduction in the number of failures on the board being processed and thus an increase in the yield of the produced semiconductor devices.

Příklad 4Example 4

Trichlorsilan určený pro výrobu polovodičového křemíku s obsahem 100 ppb bóru je podroben částečné hydrolýze vodní párou obsaženou v inertním plynu při rosném bodu - 30 °C, dávkovaném k trichlorsilanu v poměru 1:100. Vzniklé heterogenní částice polysiloxanů adsorbující bór jsou po 120 hodinách odstraněny filtrací přes teflonový mikrofiltr s porozitou pod 1yum. Koncentrace bóru v trichlorsilanu poklesne pod 30 ppb a z takto rafinovaného trichlorsilanu lze přímo vyrábět polovodičový křemík bez další energeticky náročné rektifikaceTrichlorosilane for the production of semiconductor silicon containing 100 ppb boron is subjected to partial hydrolysis by water vapor contained in an inert gas at a dew point of - 30 ° C, dosed to trichlorosilane at a ratio of 1: 100. The resulting boron adsorbing heterogeneous polysiloxane particles are removed after 120 hours by filtration through a Teflon microfilter with a porosity below 1 µm. The boron concentration in trichlorosilane drops below 30 ppb and semiconductor silicon can be produced directly from such refined trichlorosilane without further energy-intensive rectification

Příklad 5Example 5

Chlorid křemičitý určený pro výrobu vláknových vlnovodů, který má obsah kovových nečistot nad 50 ppb, je částečně hydrolyzován vodní párou obsaženou v inertním plynu s rosným bodem - 30 °C. Vzniklé heterogenní částice jsou odstraněny filtrací přes teflonový mikrofiltr s porozitou pod 1 ^um. Rafinovaný chlorid křemičitý je adjustován do speciálně vyčištěných přepravních nádob a používán pro výrobu křemenných vláknových vlnovodů typu Gl s útlumem přenášené energie při vlnové délce 0,8/um pod 2 dB/km.Silicon tetrachloride for the production of fiber waveguides having a metal impurity content above 50 ppb is partially hydrolysed by water vapor contained in an inert gas with a dew point of - 30 ° C. The resulting heterogeneous particles are removed by filtration through a Teflon microfilter with a porosity below 1 µm. Refined silica chloride is adjusted to specially cleaned shipping containers and used to produce silica fiber waveguides of the Gl type with energy attenuation at a wavelength of 0.8 / µm below 2 dB / km.

Příklad 6Example 6

Chlorid křemičitý, používaný jako zdroj křemíku pro přípravu epitaxních vrstev na deskách monokrystalického křemíku, je před adjustací do přepravních nádob, ev. před vstupem do epitaxního reaktoru vyčištěn filtrací přes teflonový mikrofiltr s porozitou pod 1 yim.The silicon tetrachloride, used as a silicon source for the preparation of epitaxial layers on monocrystalline silicon wafers, is prior to adjustment into shipping containers. before entry into the epitaxial reactor, it is purified by filtration through a Teflon microfilter with a porosity below 1 µm.

Tím poklesne koncentrace kovových nečistot snižujících dobu života minoritních nositelů proudu na hodnotu pod 10 ppb, což vede ke zlepšení vlastností epitaxních vrstev.This decreases the concentration of metallic impurities reducing the lifetime of minor current carriers to below 10 ppb, resulting in improved epitaxial layer properties.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob přípravy vysoce čistých chlorsilanů, vyznačující se tím, že kapalné a plynné chlorsilany, jakož i směsi chlorsilanů s jinými plyny se před dalším použitím čistí mikrofiltrací přes mikrofiltr 2 materiálu odolávajícího působeni filtrovaného media, výhodně z polymerů polyfluorovaných uhlovodíků, s velikostí pórů pod 1/um, bud samostatně nebo jako koncový rafinační stupeň po rektifikaci chlorsilanů, nebo v kombinaci s částečnou hydrolýzou čištěných chlorsilanů, prováděnou před mikrofiltrací.Process for the preparation of highly pure chlorosilanes, characterized in that the liquid and gaseous chlorosilanes as well as mixtures of chlorosilanes with other gases are cleaned by microfiltration through a microfilter 2 of a filter media resistant material, preferably polyfluorocarbon polymers having a pore size below 1 µm, either alone or as a final refining step after rectification of chlorosilanes, or in combination with partial hydrolysis of purified chlorosilanes, performed prior to microfiltration.
CS877048A 1987-09-30 1987-09-30 Process for the preparation of high purity chlorsilanes CS261343B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS877048A CS261343B1 (en) 1987-09-30 1987-09-30 Process for the preparation of high purity chlorsilanes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS877048A CS261343B1 (en) 1987-09-30 1987-09-30 Process for the preparation of high purity chlorsilanes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS704887A1 CS704887A1 (en) 1988-06-15
CS261343B1 true CS261343B1 (en) 1989-01-12

Family

ID=5418887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS877048A CS261343B1 (en) 1987-09-30 1987-09-30 Process for the preparation of high purity chlorsilanes

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS261343B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS704887A1 (en) 1988-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110862091B (en) High-purity quartz sand and preparation method and application thereof
RU2161166C2 (en) Method of purifying polyalkylsiloxanes and product thus prepared
CN102666381B (en) Method for producing halogenated polysilanes
RU2368568C2 (en) Method of obtaining silicon
US3540861A (en) Purification of silicon compounds
WO1982004434A1 (en) Purification of silicon source materials
KR20090056849A (en) Separation and Recovery Method of Switched Reaction Gas
EP1640340B1 (en) High purity phosphoric acid and process for producing the same
RU2451635C2 (en) Method of producing highly pure elementary silicon
KR101222303B1 (en) Process for recycling high-boiling compounds within an integrated chlorosilane system
KR100219250B1 (en) Synthetic silica glass powder
CN108929343A (en) A method of purification octamethylcy-clotetrasiloxane
WO2018131500A1 (en) Method for producing polycrystalline silicon
JPH01110721A (en) Carbon content minimization of semiconductor material
KR100274903B1 (en) Purification of organosilanes of group 13 (iiia) and 15 (va) impurities
Fainer et al. Optical properties of silicon carbonitride films produced by plasma-induced decomposition of organic silicon compounds
CN102557042A (en) Method for removing impurity trichlorosilane from silicon tetrachloride
KR19990021929A (en) Synthetic quartz glass powder, quartz glass molded body, high purity tetraalkoxysilane and manufacturing method thereof
FR2567867A1 (en) Process for the purification of chlorosilanes
CA1189286A (en) Process for purifying chlorosilanes
US3188168A (en) Purification of silicon compounds
EP1001049A1 (en) Process for purification of organometallic compounds
JPH04300206A (en) Purification of silicon chloride
US3540871A (en) Method for maintaining the uniformity of vapor grown polycrystalline silicon
WO2011024257A1 (en) Purification of chlorosilane using amine compound