Dichlorsilan - Dichlorosilane - Wikipedia
 | |||
| |||
| Jména | |||
|---|---|---|---|
| Název IUPAC Dichlorsilan[1] | |||
| Ostatní jména Dichlorid křemičitý dihydrid[Citace je zapotřebí ] | |||
| Identifikátory | |||
3D model (JSmol ) | |||
| Zkratky | DCS[Citace je zapotřebí ] | ||
| ChemSpider | |||
| Informační karta ECHA | 100.021.717  | ||
| Číslo ES |
| ||
| Pletivo | dichlorsilan | ||
PubChem CID | |||
| Číslo RTECS |
| ||
| UN číslo | 2189 | ||
Řídicí panel CompTox (EPA) | |||
| |||
| |||
| Vlastnosti | |||
| SiH 2Cl 2 | |||
| Molární hmotnost | 101,007 g mol−1 | ||
| Vzhled | Bezbarvý plyn | ||
| Hustota | 4,228 g cm−3 | ||
| Bod tání | -122 ° C (-188 ° F; 151 K) | ||
| Bod varu | 8 ° C; 46 ° F; 281 K při 101 kPa | ||
| Reaguje | |||
| Tlak páry | 167,2 kPa (při 20 ° C) | ||
| Termochemie | |||
Std molární entropie (S | 286,72 J K.−1 mol−1 | ||
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | -320,49 kJ mol−1 | ||
| Nebezpečí | |||
| Bezpečnostní list | inchem.org | ||
| Piktogramy GHS |    | ||
| Signální slovo GHS | Nebezpečí | ||
| H220, H250, H280, H314, H330 | |||
| P210, P261, P305 + 351 + 338, P310, P410 + 403 | |||
| NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
| Bod vzplanutí | -37 ° C (-35 ° F; 236 K) | ||
| 55 ° C (131 ° F; 328 K)[2] | |||
| Výbušné limity | 4.1–99% | ||
| Související sloučeniny | |||
Související dichlorsilany | Trichlorsilan | ||
Související sloučeniny | Dichlormethan | ||
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
 ověřit (co je   ?) | |||
| Reference Infoboxu | |||
Dichlorsilannebo DCS, jak je obecně známo, je chemická sloučenina vzorce H2SiCl2. Ve svém hlavním použití je smíchán s amoniak (NH3) v LPCVD komory pro pěstování nitridu křemíku při zpracování polovodičů. Vyšší koncentrace DCS · NH3 (tj. 16: 1), obvykle vede k nižší stres nitridové filmy.
Dějiny
Dichlorsilan byl původně připraven v roce 1919 reakcí v plynné fázi monosilan, SiH4, s chlorovodík, HCl, a poté uvedli Stock a Somieski.[3] Bylo zjištěno, že v plynné fázi bude dichlorsilan reagovat s vodní párou za vzniku plynného monomeru prosiloxan, H2SiO. Prosiloxan polymeruje rychle v kapalné fázi a pomalu v plynné fázi, což vede k kapalným a pevným polysiloxanům [H2SiO]n. Kapalná část produktu, která se shromažďuje vakuovou destilací, se stává viskózní a geluje se při teplotě místnosti. Hydrolýza byla provedena na roztoku H2SiCl2 v benzenu krátkým kontaktem s vodou a bylo stanoveno, že molekulová hmotnost odpovídá průměrnému složení [H2SiO]6. Prostřednictvím analytických stanovení a stanovení molekulové hmotnosti bylo rozhodnuto, že n bude mezi 6 a 7. Poté, prostřednictvím dalších experimentů s produktem, bylo zjištěno, že n se zvyšuje s časem. Po delším kontaktu s vodným hydrolýzním médiem vznikl polymer [HSi (OH) O].n, byl vyroben. Do té doby, než silikonový průmysl vzrostl, byla dostupnost dichlorsilanu omezená.
Reakce a formace
Většina dichlorsilanu je výsledkem vedlejšího produktu reakce HC1 s křemíkem, což je reakce, která je zamýšlena trichlorsilan.
Nepřiměřenost trichlorsilanu je výhodná cesta.[4]
- 2 SiHCl3 ⇌ SiCl4 + SiH2Cl2
Hydrolýza
Stock a Somieski dokončili hydrolýzu dichlorsilanu zavedením roztoku H2SiCl2 v benzenu při krátkém kontaktu s velkým přebytkem vody.[3][5] Hydrolýza ve velkém měřítku byla provedena ve směsi rozpouštědel ether / alkan při 0 ° C, čímž byla získána směs těkavých a netěkavých látek [H2SiO]n. Fischer a Kiegsmann se pokusili o hydrolýzu dichlorsilanu v hexanu za použití NiCl2⋅6H2O jako zdroj vody, ale systém selhal.[3] Dokončili však hydrolýzu pomocí zředěného Et2O / CCl4 při -10 ° C. Účelem dokončení hydrolýzy dichlorsilanu je shromáždění koncentrovaných produktů hydrolýzy, oddestilování roztoku a získání roztoku [H2SiO]n oligomery v dichlormethanu.[3] Tyto metody byly použity k získání cyklických polysiloxanů.
Dalším účelem hydrolýzy dichlorsilanu je získání lineárních polysiloxanů, což lze provést mnoha různými složitými způsoby.[5] Hydrolýzou dichlorsilanu v diethyletheru, dichlormethanu nebo pentanu se získají cyklické a lineární polysiloxany.[5]
Rozklad
Su a Schlegal studovali rozklad dichlorsilanu pomocí teorie přechodného stavu (TST) pomocí výpočtů na úrovni G2. Wittbrodt a Schlegel s těmito výpočty pracovali a vylepšili je pomocí metody QCISD (T).[6] Touto metodou bylo stanoveno, že primární produkty rozkladu jsou SiCl2 a SiClH.[6]
Ultrapurifikace
Dichlorsilan musí být ultrapurifikován a koncentrován, aby mohl být použit pro výrobu polovodičů[4] epitaxní křemíkové vrstvy, které se používají pro mikroelektroniku. Nahromadění silikonových vrstev vytváří silné epitaxní vrstvy, které vytvářejí silnou strukturu.[4]
Výhoda použití
Dichlorsilan se používá jako výchozí materiál pro polovodivé vrstvy křemíku nacházející se v mikroelektronice. Používá se proto, že se rozkládá při nižší teplotě a má vyšší rychlost růstu krystalů křemíku.[4]
Bezpečnostní rizika
Jedná se o chemicky aktivní plyn, který se snadno hydrolyzuje a samovolně se vznítí na vzduchu. Dichlorsilan je také velmi toxický a pro každý experiment zahrnující použití chemické látky musí být použita preventivní opatření.[7] Mezi bezpečnostní rizika patří také podráždění a vdechování kůže a očí.[8]
Reference
- ^ "nchem.403-comp13 - Shrnutí směsi". PubChem Compound. USA: Národní centrum pro biotechnologické informace. 27. března 2005. Identifikátory a související záznamy. Citováno 30. listopadu 2011.
- ^ http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?GasID=23
- ^ A b C d Seyferth, D., Prud’Homme, C., Wiseman, G., Cyclic Polysiloxanes from the Hydrolysis of Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 22, 2163-2167
- ^ A b C d Vorotyntsev, V., Mochalov, G., Kolotilova, M., Kinetika separace dichlorsilanu ze směsi chlorosilanů destilací za použití běžného balení, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 38 (4), 355-359
- ^ A b C Seyferth D., Prud’Homme C., Linear Polysiloxanes from Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 23, 4412-4417
- ^ A b Walch, S., Dateo, C., Thermal Decomposition Pathways and Rates for Silane, Chlorosilane, Dichlorosilance, and Trichlorosilane, Journal of Physical Chemistry, 105, 2015-2022
- ^ Vorotyntsev, V., Mochalov, G., Kolotilova, Volkova, E., Gas-Chromatographic and Mass-Spectrometric Stanovení nečistot uhlovodíků v organochlorovaných sloučeninách a dichlorsilanu, Journal of Analytical Chemistry, 61 (9), 883-888
- ^ Bezpečnostní list materiálu Praxair (2007)
externí odkazy
- Bezpečnostní list pro dichlorsilan od společnosti Praxair®