乙硼烷的纯化工艺及分析方法.pdfVIP

曾敏

（光明化工研究设计院大连１１６０３１）

摘要：本文概述了高纯乙硼烷的制备，提纯工艺、分析方法及性能指标．’

关键词：乙硼烷；纯化：莉备；分析；

１高纯乙硼烷的制备

乙硼烷在半导体工业中作为成膜、外延和掺杂用气已得到越来越广泛的应用，随着大规模集成

电路集成度的提高。对乙硼烷（Ｂ２魄）纯度的要求也越来越高。因此，除掉粗制Ｂ灶中含有的杂质已

成为重要课题，下面分别介绍高纯乙硼烷的制备、纯化方法：

（１）采用硼氢化钠与碘在二乙二醇二甲醚溶液中的反应制备乙硼烷，再经吸附分离提纯制取高纯

乙硼烷

该方法是根据粗制乙硼烷的杂质含量，采用低温吸附、升温脱附的办法将Ｂ她中的ＣＨ一、Ｃ０２等

大部分除去，而Ｃ２１．ｉ，由于其沸点（－８８℃），分子量（３０）与Ｂ２Ｈ６十分接近，因而用吸附法除ＣＡ的

效果很差。

脱附过程中各种杂质浓度变化的规律如下：

ＣＨ．随脱附温度的升高含量降低：

ＣＱ随脱附温度的升高含量增加：

Ｃ２ＩＩ。随脱附温度的升高含量降低变化不大。根据上述规律，取适宜的温度，即可得最高含量的

Ｂ：｝１６。粗制Ｂ２｝１６需经吸附纯化后才能达到４Ｎ．见图１。

图１Ｂ２Ｈｅ吸附纯化装置

使用硼氢化钠与碘在二乙二醇二甲醚溶液中的反应是制取Ｂ地较先进的方法。优点是产品收率

高。纯度高（９９．０％＇－－＇９９．９％），杂质少量容易分离．除产品本身外．不带有其他有害、有毒

操作也较方便．

以ＳＰ型硅胶为吸附剂进行吸附分离．Ｂ龇纯度可达９９．９９％，其中杂质含量为：№＜１０

ｐｐｍ，ＴＨＣ

＜８０

ｐｐｍ。

（２）蒸馏与吸附进行组合制取高纯乙硼烷

该方法是将含有地、Ｎ２、０２、Ａｒ、ｃ０、Ｃ１１．等低沸点成分和（Ｃ她）如、ＣＩ－ｈＣｌ、Ｃ：

Ｂｍ¨等高沸点成分，特别是接近Ｂ２１１６沸点的难以蒸馏分离的Ｃ０２、

Ｘ

时进行吸附，选择能吸附除掉这些杂质的吸附剂，ｌｌｐ将蒸馏与吸附进行组合，使总杂质低于ｌ

１０’，

制取９９．９９５％的高纯Ｂ地。

由于各种Ｂ２Ｈ６制造方法不同且有差男Ｉｊ，一般租制啪中含有下列

１０１：也．

ＸＸＸ

５００～５０００１０｛：０２＋Ａｒ，ｌ～１０１；１００ＣＨ¨０．２％～３．０％：Ｃ０２，８００＂＂１２００×１０１；Ｃ２Ｈ‘。３０～

１０１；

１２４

ＣＨ３ｃ１，０．３％－－一３．０％；高级硼烷（Ｂ出。ｏ、Ｂ５１１９、Ｂ乩Ｉ）。５００＂－１０００

Ｘ１０’．

一般认为，由于如、Ａｒ、０２及ＣＨ．的沸点比Ｂ２Ｈ６的沸点低，普通蒸馏来除掉容易，但由于这些杂

质以低浓度（１～１０００×１０｛）存在于粗制Ｂ２Ｈ６中，通过蒸馏完全除掉这些杂质来制取纯Ｂ２ＩＩＢ，实际

上非常困难。

作为后馏分易分离。

但高级硼烷具有热不稳定性，例如，Ｂ‘Ｈ。。即使在２５℃下，也能迅速分解产生氢，存在爆炸等问

题。因此，后馏分的分离操作在高温下进行，危险性大，从安全方面考虑，需在低温且加压的条件

下进行蒸馏操作。另外，Ｃ０２及Ｃ航的沸点与Ｂ２Ｈ６的沸点非常接近。只通过蒸馏分离是不可能的。经

研究可使用充填沸石分子筛等吸附剂的蒸馏塔，在蒸馏杂质的同时，用充填剂进行吸附分离。

通过重沸器汽化粗Ｂ２Ｈ６，接着，在充填具有均匀细孔的吸附剂的充填塔中，吸