BTU auf einen Blick
Fakultät 2
Fachgebiet Physikalische Chemie Prof. Dr. rer. nat. habil. Jörg Acker

Chemie der Silane

6. Die silicidphasenkatalysierte Hydrodechlorierung von Siliciumtetrachlorid

Die Grundlagen der katalytischen Hydrodechlorierung von Siliciumtetrachlorid in Gegenwart von Übergangsmetallsiliciden wurden durch Roewer, Walter und Bohmhammel in den Jahren 1992 bis 1996 geschaffen [13-16]. Die praktischen Vorteile dieser Reaktion liegen in den niedrigen Reaktionstemperaturen von 600 °C bis 900 °C und der sehr hohen Selektivität für Trichlorsilan.

In einem ersten Schritt, der Katalysatorformierung, wird ein vorgelegtes Übergangsmetall mit einem SiCl4/H2-Gasgemisch (Gl. 8) in ein Silicid überführt.

Wesentlichstes Merkmal dieser Reaktion ist ihr streng thermodynamischer Verlauf, der unter den gegebenen Reaktionsbedingungen wie Temperatur, Druck, Gasphasenzusammensetzung immer zur thermodynamisch stabilsten Silicidphase führt.

Bereits während der Silicidphasenbildung setzt der zweite Schritt, die Bildung von Trichlorsilan, ein (Gl. 9).

Die Entstehung von Trichlorsilan nach Gl. 9 beginnt unmittelbar mit dem Beginn der Silicidierung und nimmt mit der voranschreitenden Silicidbildung immer weiter zu. Die Voraussetzung für eine stationär ablaufende Hydrodechlorierung mit gleich bleibender Trichlorsilanausbeute ist erreicht, wenn das eingesetzte Metall entsprechend Gl. 8 vollständig zum Silicid umgesetzt ist und die unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen (Metall, Temperatur, Eduktgasverhältnis) thermodynamisch stabile Silicidphase, zumindest an der Katalysatoroberfläche, vorliegt [9, 17].

Literatur

[1]K.M. Lewis, D. McLeod, B. Kanner, J.L. Falconer, T.C. Frank in: K.M. Lewis, D.G. Rethwisch (Eds.) Catalyzed Direct Reactions of Silicon; Series: Studies in Organic Chemistry 49; Elsevier: Amsterdam, 1993, 333.
[2]H. Ehrich, D. Born, J. Richter-Mendau, H. Lieske, Appl. Organomet. Chem. 12 (1998) 257.
[3]G.J. Andersen, H.A. Øye, J.O. Hoel in: Silicon for the Chemical Industry V, Eds.: H.A. Øye, H.M. Rong, L. Nygaard, G. Schüssler, J. Kr. Tuset, The Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2000, 193.
[4]T. Buseth, A.G. Forwald, H.M. Rong, B. Skofteland, H. Sørheim, J.O. Hoel in: Silicon for the Chemical Industry V, Eds.: H.A. Øye, H.M. Rong, L. Nygaard, G. Schüssler, J. Kr. Tuset, The Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2000, 135.
[5]J. Acker, K. Bohmhammel, G. Roewer in: Silicon for the Chemical Industry IV, Eds.: H.A. Øye, H.M. Rong, L. Nygaard, G. Schüssler, J. Kr. Tuset, The Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 1998, 133.
[6]J. Acker, I. Röver, G. Roewer, K. Bohmhammel in: Silicon for the Chemical Industry V, Eds.: H.A. Øye, H.M. Rong, L. Nygaard, G. Schüssler, J. Kr. Tuset, The Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2000, 121.
[7]J. Acker, K. Bohmhammel, J. Phys. Chem. B 106 (2002) 5105.
[8]H. Walter, Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, 1995.
[9]I. Röver, Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, 2002.
[10]"Gewinnung von Precursor-Verbindungen zur Reinstsiliciumherstellung"
J. Acker, G. Roewer, I. Röver, K. Bohmhammel,
Freiberger Forschungshefte, B327 "Freiberger Siliciumtage 2003: Halbleitermaterialien, Prozesstechnologie und Diagnostik", Hrsg.: H.-J. Möller, G. Roewer, 2004, S. 21.
[11]T. Sill, S. Buchholz, R. Weber, L. Mleczko in: Silicon for the Chemical Industry V, Eds.: H.A. Øye, H.M. Rong, L. Nygaard, G. Schüssler, J. Kr. Tuset, The Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2000, 107.
[12]T. Sill, Dissertation, Ruhr-Universität Bochum, 2001.
[13]H. Walter, U. Pätzold, G. Roewer, DE 4343 169 A1, 1993.
[14]H. Walter, Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, 1995.
[15]K. Bohmhammel, G. Roewer, H. Walter, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1995, 91, 3879.
[16]H. Walter, G. Roewer, K. Bohmhammel, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 92 (1996) 4605.
[17]J. Acker, K. Bohmhammel, K. Hesse, U. Pätzold, G. Roewer, I. Röver in:
Silicon for the Chemical Industry VI, Eds.: H.A. Øye, H.M. Rong, L. Nygaard, G. Schüssler, J. Kr. Tuset, The Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2002, 209.

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