电子特气之元素化学-硅烷类化合物——（Si2H6）乙硅烷
发布时间：
2025-07-24
一.基本性质
（1）物理性质：乙硅烷密度为 0.686g/cm³，沸点 -14.5±9.0 °C at 760 mmHg，熔点 -132.6ºC，分子式 Si2H6，分子量 62.219，闪点 <10°C。外观性状为无色气体带有一种恶臭的气味。
（2）化学性质：乙硅烷具有与硅烷类似的化学性质，但其反应性比硅烷更强，比硅烷更不稳定。在光照或室温下会缓慢分解成硅烷和氢，在光照下也可分解。在空气中自燃，浓度在 0.2％以上时燃烧会发出火焰，浓度低于 0.2％时，则发生氧化反应生成白色的二氧化硅。与卤素气体发生爆炸性地反应，与六氟化硫接触则爆炸，与四氯化碳和氯仿激烈反应。乙硅烷的这些化学性质决定了它在使用过程中需要格外小心。乙硅烷具有与硅烷类似的化学性质，但其反应性比硅烷更强，比硅烷更不稳定。在光照或室温下会缓慢分解成硅烷和氢，在光照下也可分解。在空气中自燃，浓度在 0.2％以上时燃烧会发出火焰，浓度低于 0.2％时，则发生氧化反应生成白色的二氧化硅。与卤素气体发生爆炸性地反应，与六氟化硫接触则爆炸，与四氯化碳和氯仿激烈反应。乙硅烷的这些化学性质决定了它在使用过程中需要格外小心。
二.生产方法
（1）硅化镁法
原理：以硅化镁和氯化铵为原料，在液氨溶剂内进行反应生成乙硅烷 。
工艺条件：反应一般在微正压的条件下进行，温度控制在 - 20℃至 - 30℃的范围内.
优点：工艺流程短、设备简单、易于控制，且所获得的硅烷气体产品纯度高，后期纯化较为容易.
缺点：该工艺中，首先需将硅粉与镁粉混合后进行球磨并加热至 500℃以上进行合金化反应生成硅化镁粉体，此合金化过程较为适宜的工业硅粉粉体粒径为 600-1000 目，且由于其为固 - 固相反应，需两种粉体进行充分搅拌及压合，保证其具有足够的接触面积，因此需进行长时间的合金化处理，并且粉体内部很难实现充分反应，故该合金化反应的转化率偏低，乙硅烷的产率也偏低.
（2）六氯乙硅烷氢化法
原理：一般以氢化铝锂或氢化铝钠为还原剂，在有机溶剂中与六氯乙硅烷发生还原反应，生成乙硅烷和盐，同时伴有副产物氯气.
优点：可实现连续化生产，生产规模易于放大.
缺点：六氯乙硅烷提纯工艺复杂，难度较大，还原剂氢化铝锂或氢化铝钠制备条件苛刻，整个工艺流程复杂，能耗较高，控制难度大，设备投资及运行成本都较高.
（3）硅烷与氯气反应法
原理：硅烷气与氯气混合后进入固定床反应器进行催化反应，生成乙硅烷、氯硅烷、氯化氢的混合物，再通过多级精馏装置进行分离，得到高纯乙硅烷，分离出的氯化氢气体可直接进入储罐，氯硅烷则进入硅烷反应器中反应制备硅烷，硅烷可继续参与催化反应.
优点：采用相对容易控制的方式进行反应，通过多级分离实现产品循环利用，降低了成本，提高了产率.
三.高纯气体应用
（1）乙硅烷在半导体行业有着广泛且重要的应用
乙硅烷可用于太阳能电池、感光转筒、非晶硅膜、外延成长、氧化膜、氮化膜、化学气相沉积等方面。在太阳能电池生产中，用乙硅烷比用甲硅烷在非晶硅片上的沉积速度快得多，且温度可降低 200～300℃。在离子注入中，以乙硅烷作离子源后易起辉、束流强，效果明显好于用其他气体作离子源。
（2）乙硅烷在太阳能电池生产中的优势
乙硅烷在太阳能电池生产中具有显著优势。乙硅烷在非晶硅片上的沉积速度比硅烷快许多倍，能大幅度提高生产效率。同时，使用乙硅烷可使生产温度降低 200 - 300℃，这不仅降低了能源消耗，还能减少对设备的要求，降低生产成本。乙硅烷在太阳能电池领域的应用，为太阳能电池的大规模生产提供了有力支持。例如，一些太阳能电池生产企业采用乙硅烷后，生产效率得到了极大提升，产品质量也更加稳定。在未来，随着太阳能电池市场的不断扩大，乙硅烷的应用前景将更加广阔。
（3）乙硅烷提升半导体产品开发成功率
乙硅烷可大幅提升半导体产品开发的成功率。一方面，乙硅烷具有较高的纯度，能够减少杂质对半导体产品的影响。另一方面，乙硅烷在薄膜沉积等工艺中表现出的优势，如高薄膜致密度、低沉积温度、良好的掺杂兼容性等，能够提高半导体产品的性能和稳定性。例如，一些半导体企业在使用乙硅烷后，产品的开发成功率明显提高，缩短了开发周期，降低了研发成本。这使得乙硅烷在半导体行业中受到越来越多的关注和应用。
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