Способ очистки фосфина Советский патент 1975 года по МПК C01B25/06 

1

Изобретение относится к способу получения фосфина высокой чистоты, который используется для получения эпитаксиальных слоев фосфидов галлия и индия и твердых растворов на основе фосфора, а также для легирования ряда полупроводниковых соединений.

Известен способ очистки фосфина низкотемпературной ректификацией.

В процессе низкотемпературной ректификации происходит эффективная очистка фосфина от углеводородов, суммарное содержание которых в очищенном продукте составляет 5-10- об. %. Однако, во-первых, примеси летучих гидридов серы, селена и теллура хемосорбируются материалом аппаратуры и создают в ректификационной колонне постоянный фон этих BeniecTB на уровне п- . % и поэтому этим способом их выделить очень трудно, во-вторых, в процессе низкотемпературной ректификации очистка от воды затруд:нена из-за образования в процессе конденсации фосфина аэрозолей влаги, плохо поддающихся ректификационной очистке.

С целью получения фосфина с суммарным содержанием примесей ceipbi, селена и теллура углеводородов, и воды 5-10- -ЫО об. % предложено перед низкотемператур«ой ректификацией фосфин подвергать очистке на активированном угле и сущке.

Сушку фосфина проводят вымораживанием влаги при температуре от -30 до -50°С с последующим пропусканием его через силикагель и цеолит NaA.

Ироцесс сорбщюнной очистки от примесей летучих соединений серы, селена и теллура проводят с использованием стационарного слоя влажного активированного угля. При этом образующиеся в водной среде ионы HS,

nSe, ПРе в результате ионного обмена с ОП группами поверхности угля сорбируются на угле.

Пример. Фосфин в количестве 550 г, полученный разложением фосфида магния водои, подвергают сорбционной очистке в колонке, заполненной углем БАУ (зерна 1-4 мм), смоченным водой. Высота слоя угля 500 мм, внутренний диаметр колонки 20 мм. Уголь БАУ предварительно отл1ывают особо чистой

водой.

После предварительной очистки фосфин направляют на сущку в дифференциальный конденсатор я затем в колонны, заполненные силикагелем и цеолитом NaA, предварительно

дегидратированными при 250 и 350°С соответственно в течение 6 час в токе сухого аргона. Остаточное содержание влаги в фосфине 5-10-е об. 0/ Осущенный фосфин конденсируют, neipeBOдят в куб ректификационной колонны и подвергают разгонке. Используют колонну со средним кубом общей эффективностью 100 теоретических ступеней разделения. Отбор легколетучих примесей (метан, этан, этилен, ацетилен) осуществляют сверху колонны, а труднолетучих примесей (пропан, пропилен) - снизу колонНЫ из куба полного испарения.

Анализ примесей в фосфине, исходном и очищенном предложенным способом, осуществляют методом масс-спектрометрии, газовой Xipoматографии и радиометрически с использованием радиоактивных изотопов S-35, Se-75, Те-125, С-14, Sb-124. Содержание влаги анализируют на приборе КИВГ. Суммарное содержание примесей (лимитирующих качество продукта) 5-10- об. %. Выход очищенного продукта 470 г или 85% от исходного.

В таблице приведены данные по чистоте фосфина, получаемого предложенным способом.

Предмет изобретения

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сущку фосфина проводят вымораживанием влаги при температуре от -30 до -50°С с последующим пропусканием его через силикагель и цеолит NaA.