电子工业用原料——锗烷

2019-02-18

近年来,全球经济结构和产业创新升级加快,世界各国都把电子信息产业置于重要的位置。锗烷是重要的电子工业用原料气体,是制造高纯度锗和各种硅锗合金的中重要原材料,随着半导体工业的快速发展,对锗烷都是要求日益增多。目前,我国绝大部分的锗烷都倚赖进口,价格昂贵,成为了制约我国半导体产业发展的瓶颈。下面向大家介绍一下锗烷的合成工艺。

锗烷一般通过一下方法合成:

一、化学还原法

1、在各种介质中分解金属锗化物

在水中准备锗烷,产率不超过25%;在液氨中进行锗化物和溴化氢的反应时产率有60~70%。将锗化镁和氯化铵按物质的量之比1:4均匀混合后装进锗烷发生系统,待系统抽真空至10pa以下后通过液氨,液氨的总用量为氯化铵重量 的5~10倍,反应时间为30~60min,反应完全后将生成的气体经过粗提纯后用锗烷系统收集,得到锗烷。

2采用二氧化锗作为锗试剂,在碱性溶液或酸性溶液中还原

将浓度低于0.2M的二氧化锗溶液加入到碱金属氢氧化物形成碱性溶液,其中,二氧化锗与碱金属氢氧化物的比例要小于1:2.然后加入碱金属硼氢化物,其中,BH4与二氧化锗的摩尔比要大于4:1,将上述溶液与浓度为1.5-3.0M的硫酸反应得到含有锗烷的气体产品,通过提纯得到高纯度锗烷。

3、采用四氯化锗为锗试剂,还原获得锗烷

将四氯化锗的四氢呋喃溶液滴加到硼氢化钠的氢氧化钠溶液中进行反应,制备锗烷;四氯化锗与硼氢化钠的摩尔比为1:1~10,此工艺简单,成本较低,制得的锗烷产率高,杂质含量少,易于提纯。

二、电化学还原法

锗作阴极,钼或镉作正极,反应时阴极产生甲锗烷和氢气,阴极生成钼或镉的氧化物,亦可电解二氧化锗的酸性或碱性溶液,从碱性溶液制备锗烷,最终得到锗烷、锗和氢气。

三、等离子合成法

用原子氢轰击锗,得到甲锗烷和乙锗烷。