Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Химические методы синтеза хлорсиланов и силана из тетрахлорида кремния 9
1.1.1. Гидрирование SiCl4 с использованием высокоактивных восстановителей 10
1.1.2. Гидрирование SiCl4 при высоких температура 13
1.1.3. Гидрирование SiCl4 с использованием катализаторов 15
1.1.4. Сравнительный анализ методов гидрирования SiCl4 18
1.2. Термодинамика реакций восстановления хлорсиланов водородом 20
1.3. Особенности восстановления тетрахлорида кремния в плазме 25
1.3.1. Плазмохимические методы восстановления тетрахлорида кремния 25
1.3.2. Термодинамика плазмохимического восстановления тетрахлорида кремния 28
1.3.3. Некоторые характерные особенности плазмообразующих газов Нг, Аг и Не 33
1.3.4. Специфика плазмы в электроотрецательных газах 38
Глава 2. Разработка методики водородного восстановления тетрахлорида кремния в ВЧ-разряде 44
2.1. Подготовка плазмообразующего газа и выбор типа разряда 44
2.1.1. Методика подготовки водорода и SiCl4 44
2.1.2. Устройство смешения реагентов 48
2.1.3. Выбор типа разряда для проведения плазмохимического восстановления SiCl4 51
2.2. Стадии формирования реакционной плазмы и оптимизация реакционной камеры. 55
2.2.1. Стадии формирования реакционной плазмы 55
2.2.2. Оптимизация реакционной камеры 59
Глава 3. Исследование выхода трихлорсилана от параметров процесса плазмохимического гидрирования SiCl4 63
3.1. Зависимость выхода трихлорсилана от удельного энерговклада..63
3.1.1. Установка для плазмохимического синтеза трихлорсилана 63
3.1.2. Определение мощности вкладываемой в разряд и температуры газа в плазме 65
3.1.3. Определение удельного энерговклада и удельных энергозатрат 67
3.2. Зависимость выхода продуктов реакции от мольного соотношения H2/SiCl4 и давления в реакционной зоне 69
3.2.1. Зависимость выхода трихлорсилана и кремния от соотношения H2/SiCl4 69
3.2.2. Зависимость выхода трихлорсилана от давления в реакторе 72
3.2.3. Обсуждение механизма образования трихлорсилана в ВЧ-разряде 75
Глава 4. Исследование поведения углеродсодержащих примесей в процессе плазмохимического гидрирования тетрахлорида кремния 80
4.1. Исследование взаимодействия четыреххлористого углерода с тетрахлоридом кремния и водородом в ВЧ-разряде при сравнимых концентрациях 81
4.1.1. Методика эксперимента 82
4.1.2. Явления, наблюдаемые в ходе эксперимента 86
4.2. Исследования поведения примесей четыреххлористого углерода и хлороформа в процессе плазмохимического восстановления тетрахлорида кремния 92
4.2.1. Исследование поведения примесей СС14 и СИСЬ от давления 95
4.2.2. Исследование поведения примесей СС14 и СИСЬ от мольного соотношения H2/SiCl4 98
4.2.3. Оценка коэффициента разделения а для примеси СС14...Л00
Глава 5. Исследование процессов разделения водородсодержащих смесей на мембранах из сплавов на основе палладия 103
5.1. Исследование водородопроницаемости и разделительной способности сплава Pd- In (5,5%) -Ru (0,5%) 104
5.1.1. Исследование водородопроницаемости сплава Pd-In -Ru 104
5.1.2. Исследование разделительной способности сплава Pd-In -Ru 107
5.2. Исследование водородопроницаемости и разделительной способности сплава Pd - Ru (6%) 109
5.2.1. Исследование водородопроницаемости сплава Pd-Ru 109
5.2.2. Исследование разделительной способности сплава Pd-Ru 110
5.3. Разработка технологической схемы безотходного метода синтеза трихлорсилана в водородной плазме 113
5.3.1. Установка для переработки хлористого водорода 113
5.3.2. Технологическая схема безотходного метода синтеза трихлорсилана 114
Выводы 116
Литература 118
