[發明專利]一種硅烷類產品的制造方法

在審

• 申請號: 201510056469.1
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104724711A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 謝嵩嶽
• 申請（專利權）人: 上海萬寅安全環保科技有限公司;華鼎科技集團有限公司;臺灣特品化學股份有限公司
• 主分類號: C01B33/04
• 分類號: C01B33/04
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于硅烷類產品制造技術領域，尤指一種全面制程全回收副產品再使用之硅烷類產品制造方法。

背景技術

在微電子產品制造過程，硅用以隔離電子精密組件中各導電層。由于組件，例如芯片，一再追求精密度，規格設計越來越細，從微米級進步到納米級，所以硅隔離層已經無法用機械方法切割形成，而必須用氣相層積法形成，所以硅烷類的使用形成必須之材料。

傳統的硅甲烷制備方法至少有兩種。一種是硅鎂法，或稱小松法，以硅粉及鎂粉為初始材料，先合成硅化鎂，Si+2Mg----→Mg₂Si。再以硅化鎂與氯化氨依用量比例反應，在液氨的環境下，生成硅甲烷氣相及六氨氯化鎂固相殘渣，反應式為：

很明顯，此方法可以制得硅甲烷供使用。而且六氨氯化鎂為一固相物品，所以氯元素不會在氣相的硅甲烷特氣中存在。但是，六氨氯化鎂為一種固態廢料，若進行廢料處理，對于環保而言，顯有不當。再者，此傳統制造方法僅能生成硅甲烷，至于硅乙烷、硅丙烷等相關產品無法生成。

第二種方法是以三氯氫硅提純法(即俗稱UCC法)。此方法之制程，首先以硅粉與氯化氫(俗稱鹽酸)反應生成三氯氫硅，Si+3HCl----------→HSiCl₃+H₂。再以三氯氫硅與氫氣反應，藉由氫氣與氯元素結合而形成二氯氫硅及氯化氫，HSiCl₃+H₂---→H₂SiCl₂+HCl。依序再以二氯氫硅與氫氣反應，藉由氫氣與氯元素結合而形成單氯氫硅及氯化氫，H₂SiCl₂+H₂---→H₃SiCl+HCl。然后，單氯氫硅再與氫氣反應，也就是由氫氣與氯元素結合而形成硅甲烷及氯化氫，H₃SiCl+H₂-----→SiH₄+HCl。

此方法可以生成硅甲烷。然而，硅乙烷、硅丙烷等的產品則無法由本方法制得。而且，此方法一直需要有鹽酸在其中反應，顯然制程的危險性與腐蝕性皆大幅提高。另，在此方法中，各反應物及生成物均以氣相反應產出，所以在分離取出硅甲烷時，硅甲烷氣體中通常較容易存在氯元素。眾所周知，在電子組件中，最怕存在氯元素，即使存在量很微小，對于精密電子組件的腐蝕性仍存在很大的風險。所以，當高科技電子產品進步到納米級時，使用具有氯元素風險的材料將不被允許。尤其是在電子組件中形成硅隔離層時，由于形成時間短，形成隔離薄膜層更薄，形成溫度需降低，薄膜表層的平整度要求更高。這些要求，硅甲烷的特性已經有所不足而很難被使用，只有硅乙烷甚至硅丙烷才能滿足這些高科技電子產品的持續發展要求。

換言之，無論半導體、存取內存、液晶顯示屏、太陽能電池、節能玻璃等行業，已經漸漸從硅甲烷的使用轉向硅乙烷，而且對于環境保護的要求已經是所有人的共識，因此，一種新穎有效滿足上述需求的制造方法必須應運而生。

發明內容

為了解決上述問題，本發明通過以下技術方案實現.

一種硅烷類產品的制造方法，包含以下步驟：

A、以硅粉和鎂粉在催化劑存在下生成硅化鎂，

B、以硅化鎂與氯化氨反應，在液氨及催化劑存在下生成硅烷類氣體及六氨氯化鎂，反應式為：

其中m＝2n+2

C、將六氨氯化鎂通過分離反應得到氯化鎂和液氨；

MgCl₂·6NH₃----------→MgCl₂+6NH₃

D、將氯化鎂經電解而生成鎂粉及氯氣；

MgCl₂--------→Mg+Cl₂

E、將步驟D的氯氣與步驟C的液氨反應生成氯化氨，將得到的氯化氨用于步驟B中使用，

Cl₂+H₂------→2HCl

NH₃+HCl-------→NH₄Cl。

進一步，所述步驟B的催化劑為選自鋁鹽、鋅鹽、鐒鹽、貴金屬鹽之一或其多種混合物。

進一步，所述貴金屬鹽為鉑鹽。