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二氧化硅和硅一起如何提纯硅

发表时间:2024-07-29 13:04:52 来源:网友投稿

(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。所以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,所以还需要进一步提纯。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。 %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。

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