トリクロロシラン

トリクロロシラン（英: trichlorosilane）は、ケイ素、塩素、水素から成る無機化合物で、分子式は HSiCl₃ と表される。高温で熱分解を起こして単体ケイ素に変わる性質から、半導体工業において高純度ケイ素の主原料として利用される^[1]。水と触れると速やかに分解してシリコーンのポリマーおよび塩化水素となる^[1]。反応性が高く入手が容易であることから、有機ケイ素化合物の原料ともされる^[1]。

トリクロロシラン
IUPAC名 トリクロロシラン
識別情報
CAS登録番号	10025-78-2
EC番号	233-042-5
国連/北米番号	1295
RTECS番号	VV5950000
SMILES [H][Si](Cl)(Cl)Cl
特性
化学式	HCl3Si
モル質量	135.45 g/mol
外観	無色液体
密度	1.342 kg/m3
融点	-126.6 ℃
沸点	31.8 ℃
水への溶解度	水と反応
危険性
安全データシート(外部リンク)	ICSC 0591
NFPA 704	4 3 2 W
Rフレーズ	R12, R14, R17, R20/22, R29, R35
Sフレーズ	(S2), S7/9, S16, S26, S36/37/39, S43, S45
引火点	-27 ℃
発火点	185 ℃
爆発限界	1.2–90.5%
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

製造

工業的には、トリクロロシランは塩化水素のガスを 300 ℃ でケイ素の粉末に吹き付けて製造する^[1]。下式のように、トリクロロシランとともに水素が生じる^[1]。

${\displaystyle {\rm {Si+3HCl\longrightarrow HSiCl_{3}+H_{2}}}}$

適切に設計された反応装置では、80-90% の収率でトリクロロシランが得られる。主な副生物は四塩化ケイ素 (SiCl₄)、六塩化二ケイ素 (Si₂Cl₆)、ジクロロシラン (H₂SiCl₂) であり、トリクロロシランは蒸留により取り出される。この逆反応により高純度の単体ケイ素が得られる。

用途

上記のように、トリクロロシランは高純度の多結晶ケイ素の原料とされる^[1]。

出典

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1. 岩崎史哲、小田開行「トリクロロシラン」『有機合成化学協会誌』第59巻第10号、有機合成化学協会、2001年、1005-1007頁、doi:10.5059/yukigoseikyokaishi.59.1005。

• “An Introductory Guide to the Safe Handling of Chlorosilanes” (PDF). Dow Corning. 2017年7月22日閲覧。
• Semiconductors: Silicon: Substrate Manufacture: Polycrystalline Silicon Production（2010年5月29日時点のアーカイブ）