
纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应:
1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅:SiO2+2C==Si(粗)+2CO。
2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅:Si(粗)+2Cl2==SiCl4。
3.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅:SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl。
一般来说,工业制取高纯单晶硅主要采用以下方法:
①首先由石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅
SiO2+2C==(3273K)Si+2CO↑
②然后将粗硅转化为有挥发性并易提纯的四氯化硅或三氯氢硅
Si+2Cl2==(723~773K)SiCl4
Si+3HCl==(523~573K)SiHCl3+H2↑
③再用精馏法提纯SiCl4或SiHCl3,在电炉中用氢气还原,得到纯度较高的硅
SiCl4+2H2==(加热)Si+4HCl
④最后我们用区域熔融法进一步提纯并制成高纯单晶硅。