电子特气之元素化学-硅烷类化合物——（C3H10Si）三甲基硅烷
发布时间：
2025-08-01
一.基本性质
（1）物理性质
外观：通常为无色透明液体。气味：有类似于醚的气味。沸点：约 27.8℃，沸点相对较低，这使得它在常温常压下较容易挥发。密度：其密度比水小，大约在 0.617 g/cm³（25℃时）。溶解性：难溶于水，可溶于多数有机溶剂，例如能与乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂混溶。
（2）化学性质
活泼性：三甲基硅烷中的硅氢键（Si—H）具有一定的活泼性，容易发生多种化学反应。例如，它能与含有活泼氢的化合物发生取代反应，像和醇类反应，可以将醇羟基中的氢原子取代，生成相应的三甲基硅醚类化合物；与羧酸反应能生成三甲基硅酯等。
还原性：它具有一定的还原性，在一些有机合成反应中可作为还原剂使用，比如在特定的催化体系下可以参与对某些不饱和化合物的还原反应，将碳碳双键等官能团进行还原。
热稳定性：在受热情况下相对比较稳定，但如果温度过高，硅氢键可能会发生断裂等反应，导致其分解产生相应的分解产物，像生成氢气以及一些含硅的小分子化合物等。
二.生产方法
（1）以三甲基氯硅烷为原料还原法
原理：利用活泼金属的氢化物作为还原剂，与三甲基氯硅烷在特定溶剂中发生还原反应，生成三甲基硅烷及多种硅烷类杂质气体，再通过多级精馏与吸附相结合的方式进行提纯，得到高纯度的三甲基硅烷.
典型的还原剂和溶剂：常见的还原剂包括氢化锂、氢化钠、氢化镁、氢化铝、氢化铝锂、氢化铝钠、硼氢化钠等；溶剂可选用沸点范围在 30-150℃的呋喃类或醚类极性有机溶剂，如四氢呋喃、2 - 甲基四氢呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚等。
（2）格氏试剂法
原理：以二甲基氯硅烷和甲基氯化镁为原料，以碘甲烷作为引发剂引发格式反应生成三甲基硅烷.
缺点：该方法涉及氯甲烷、碘甲烷以及镁粉等易燃易爆物料的储存与反应，且格式反应在放大后较难实现稳定控制，仅能间歇操作难以实现连续化生产。此外，核心原料二甲基氯硅烷是有机硅中间体生产工艺中产生的极微量副产品，来源不稳定，难以大批量购置，并且价格昂贵，因此难以实现大规模连续生产
三.高纯气体应用
三甲基硅烷在半导体工业中的应用
三甲基硅烷在半导体工业中有着重要的应用。它是用于沉积硅碳氮和类碳化硅膜的前驱体，主要用于沉积低介电常数的铜扩散阻挡层或刻蚀停止层。作为一种有机硅化合物，三甲基硅烷呈碱性，为强碱，是一种极易燃的物质，在半导体工业中也被用作前驱体材料，通过等离子增强化学气相沉积（PE - CVD）沉积介电层和屏障层。此外，它还被用作源气体，通过等离子增强磁控溅射（PEMS）沉积 TiSiCN 硬涂层。在相对较低的温度下（低于 1000°C）通过低压化学气相沉积（LP - CVD）沉积碳化硅硬涂层。三甲基硅烷虽然是一种昂贵的气体，但比硅烷（SiH4）更安全，并且能够产生多源气体中所不具备的涂层性能。
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