СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА КРЕМНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C01B31/36 

Изобретение относится к получению карбида кремния (SiO) высокой чистоты для полупроводниковой техники.

Известен способ получения карбида кремния взаимодействием тетрагалогенида кремния с аммиаком, обработкой образовавшегося нитрида кремния углеродсодержащим реагентом с последующим разделением продуктов реакции (1).

Недостатками известного способа являются то, что содержание примесей в карбиде кремния составляет 10^-1-10^-3 мас. что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к полупроводниковым материалам, а также сложность и энергоемкость.

Задачей данного изобретения является получение карбида кремния полупроводниковой чистоты простым и экономичным способом.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения карбида кремния взаимодействием тетрагалогенида кремния с аммиаком при повышенной температуре, обработку полученного нитрида кремния также при повышенной температуре углеродсодержащим реагентом и последующее разделение продуктов реакции, согласно изобретению, в качестве тетрагалогенида кремния используют тетрафторид кремния, аммиак предварительно высушивают и их взаимодействие ведут при 1500^oC, а в качестве углеродсодержащего реагента используют графит и обработку им нитрида кремния проводят при температуре 1800^oC.

Пример. Исходное сырье: тетрафторид кремния, высушенный аммиак, графит. При температуре 1500^oC осуществляют реакцию синтеза нитрида кремния:
3SiF₄+4NH₃___→ Si₃N₄+12 HF
Затем при температуре 1800^oC получают карбид кремния из нитрида по реакции:
Si₃N₄+3C ___→ 3SiC+2N₂
На 1 кг тетрафторида кремния подают 0,242 кг аммиака (~ 10% избыток); на 1 кг нитрида кремния подают 0,28 кг графита (~ 10% избыток). Для разделения газовой смеси продуктов реакции получения нитрида кремния (аммиака и фтористого водорода) ее подают в холодильник, работающий при температуре от 0 до 15^oC. При этом фтористый водород переходит в жидкое состояние и отделяется от аммиака, находящегося в газообразном состоянии.

Выход реакции получения карбида кремния из тетрафторида составлял 99,5% содержание примесей не превышает 10^-6-10^-7 мас. что соответствует требованиям, предъявляемым к полупроводниковым материалам. Способ прост и экономичен.

Использование: получение полупроводниковых материалов. Сущность изобретения: 0,242 кг осушенного аммиака подают в реактор на обработку 1 кг тетрафторида кремния при 1500^oC. 1 кг Полученного нитрида кремния обрабатывают 0,28 кг графита при 1800^oC. Содержание примесей в карбиде кремния не превышает 10^-6-10^-7 мас.%.

Способ получения карбида кремния взаимодействием тетрагалогенида кремния с аммиаком при повышенной температуре, обработку полученного нитрида кремния углеродсодержащим реагентом также при повышенной температуре и последующее разделение продуктов реакции, отличающийся тем, что в качестве тетрагалогенида кремния используют тетрафторид кремния, аммиак предварительно высушивают и их взаимодействие ведут при 1500^oС, а в качестве углеродсодержащего реагента используют графит и обработку им нитрида кремния проводят при 1800^oС.