三氯氢硅是干什么用的

三氯氢硅用作有机硅化合物的原料，也是生产多晶硅的基本原料。

三氯氢硅是一种无机化合物，化学式为SiHCl3。它是一种无色有刺激腥臭味的液体，遇水分解，溶于二硫化碳、四氯化碳、氯仿、苯等。易燃，在空气中能自燃。有毒！

三氯氢硅（HSiCl3）是一种用途非常广泛的有机硅单体，主要用于生产半导体硅、单晶硅和多晶硅的原料，亦是合成有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷最基本的单体。

经干燥的硅粉在氯化沸腾炉中与干燥氯化氢气体在340°C下进行反应，生成的粗三氯氢硅经湿法除尘器、列管冷凝器去蒸馏塔分离四氯化硅，再经冷凝，得成品。利用硅铁和HCl的反应也可以得到产物。

三氯氢硅产品可采用不锈钢桶装，每桶净重40kg，桶上必须装有排放尾气阀门并应有明显的“易燃品"标志；或装于干燥、清洁、专用的槽车内，三氯氢硅为易燃物品，运输中应防止猛烈撞击及接近火源。

三氯氢硅遇水会分解，属易燃液体，应贮存于通风、干燥的贮罐里存放，与火源隔绝，保质二年。

（1）

硅的主要来源是石英砂（二氧化硅），硅元素和氧元素通过共价键连接在一起。因此需要将氧元素从二氧化硅中分离出来，换句话说就是要将硅还原出来，采用的方法是将二氧化硅和碳元素（可以用煤、焦炭和木屑等）一起在电弧炉中加热至2100°C左右，这时碳就会将硅还原出来。化学反应方程式为：SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)（吸热）

（2）

上一步骤中得到的硅中仍有大约2%的杂质，称为冶金级硅，其纯度与半导体工业要求的相差甚远，因此还需要进一步提纯。方法则是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体，最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。化学反应方程式为：Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放热）

(3）

随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中，从而除去氢气，同时析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%的硅，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。

（4）

进行到目前为止，半导体硅晶体对于芯片制造来说还是太小，因此需要把块状多晶硅放入坩埚内加热到1440°C以再次熔化 。为了防止硅在高温下被氧化，坩埚会被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中，晶体成长时，以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率缓慢从熔液中拉出：

探入晶体“种子”

长出了所谓的“肩部”

长出了所谓的“身体”

这样一段时间之后就会得到一根纯度极高的硅晶棒，理论上最大直径可达45厘米，最大长度为3米。

以上所简述的硅晶棒制造方法被称为切克劳斯法（Czochralski process，也称为柴氏长晶法），此种方法因成本较低而被广泛采用，除此之外，还有V-布里奇曼法（Vertikalern Bridgman process）和浮动区法（floating zone process）都可以用来制造单晶硅。

三氯氢硅是生产多晶硅的重要原料，全世界多晶硅生产总量的80％以上采用改良西门子法，利用高纯三氯氢硅与氢气在cvd还原炉内进行化学气相沉积反应生成多晶硅，多晶硅的质量优劣很大程度上取决于三氯氢硅的纯度。光伏产业对三氯氢硅的纯度要求一般为6n以上，半导体行业则要求三氯氢硅的纯度达到9n甚至更高，杂质达到ppb级别。但是，通过氯化或冷氢化反应合成的三氯氢硅中杂质含量很高，金属杂质尤其是硼和磷杂质，对多晶硅的电学性能影响极大.如何有效去除三氯氢硅中硼、磷、碳等杂质，是提高多晶硅产品质量的最有效的途径，也是引领该行业技术创新的主要问题之一。

3.现有技术通过精馏的方式或者精馏与吸附相结合的方式除去三氯氢硅中的硼、磷杂质，实现三氯氢硅的提纯，由于吸附剂吸附过程中会放出热量，而吸附柱中吸附剂集中堆积，导致吸附柱散热效果下降，容易造成吸附柱局部超温，导致吸附效果下降，吸附剂失活，当吸附热过高时甚至引发安全事故。

4.因此如何解决吸附剂吸附过程中超温问题，保障吸附剂的正常运行成为该技术领域技术人员的难题。

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