Дихлорсилан , или DCS, как его обычно называют, представляет собой химическое соединение с формулой H 2 SiCl 2 . При основном использовании его смешивают с аммиаком (NH 3 ) в камерах LPCVD для выращивания нитрида кремния при обработке полупроводников. Более высокая концентрация DCS·NH 3 (т.е. 16:1) обычно приводит к образованию нитридных пленок с меньшим напряжением .
Дихлорсилан был первоначально получен Стоком и Сомиески реакцией SiH 4 с хлористым водородом . Дихлорсилан реагирует с парами воды с образованием первоначально мономерного просилоксана: SiH 2 Cl 2 + H 2 O → SiH 2 O + 2 HCl. Мономер быстро полимеризуется при конденсации или в растворе. [3]
Большая часть дихлорсилана является побочным продуктом реакции HCl с кремнием, реакции, предназначенной для получения трихлорсилана .
Предпочтительным путем является диспропорционирование трихлорсилана. [4]
Сток и Сомиески завершили гидролиз дихлорсилана, приведя раствор H 2 SiCl 2 в бензоле в кратковременный контакт с большим избытком воды. [3] [5] Крупномасштабный гидролиз был проведен в смешанной системе растворителей эфир/алкан при 0 °C, что дало смесь летучих и нелетучих [H 2 SiO] n . Фишер и Кигсманн попытались провести гидролиз дихлорсилана в гексане, используя NiCl 2 ⋅6H 2 O в качестве источника воды, но система потерпела неудачу. [3] Однако они завершили гидролиз, используя разбавленный Et 2 O/CCl 4 при -10°C. Целью завершения гидролиза дихлорсилана является сбор концентрированных продуктов гидролиза, перегонка раствора и получение раствора олигомеров [H 2 SiO] n в дихлорметане. [3] Этими методами были получены циклические полисилоксаны.
Другой целью гидролиза дихлорсилана является получение линейных полисилоксанов, и это можно осуществить множеством различных сложных методов. [5] Гидролиз дихлорсилана в диэтиловом эфире, дихлорметане или пентане дает циклические и линейные полисилоксаны. [5]
Су и Шлегал исследовали разложение дихлорсилана с помощью теории переходного состояния (TST) с использованием расчетов на уровне G2. Виттбродт и Шлегель работали над этими расчетами и улучшили их с помощью метода QCISD(T). [6] Первичными продуктами разложения с помощью этого метода были определены SiCl2 и SiClH. [6]
Дихлорсилан должен быть ультраочищенным и концентрированным, чтобы его можно было использовать для изготовления полупроводниковых [4] эпитаксиальных слоев кремния, которые используются в микроэлектронике. Наращивание слоев кремния приводит к образованию толстых эпитаксиальных слоев, что создает прочную структуру. [4]
Дихлорсилан используется в качестве исходного материала для полупроводниковых кремниевых слоев, используемых в микроэлектронике. Его используют потому, что он разлагается при более низкой температуре и имеет более высокую скорость роста кристаллов кремния. [4]
Это химически активный газ, который легко гидролизуется и самовоспламеняется на воздухе. Дихлорсилан также очень токсичен, и при любом эксперименте с использованием этого химического вещества необходимо принимать профилактические меры. [7] К угрозам безопасности также относятся раздражение кожи и глаз, а также вдыхание. [8]