Qu’est-ce que le triméthylsilane ?
Le triméthylsilane est un composé organosilicié.
Sa formule chimique est C3H10Si. D’autres noms communs incluent l’hydrure de triméthylsilyle, numéro d’enregistrement CAS 993-07-7.
Il a un poids moléculaire de 74,2, un point de fusion de -135,9°C et un point d’ébullition de 6,7°C. C’est un gaz incolore à température ambiante. Il est presque inodore ou a une odeur légèrement désagréable. Sa densité est de 0,638 g/cm3 et sa densité de 2,6 (air = 1), ce qui le rend plus lourd que l’air. Sa solubilité est inconnue, mais il ne réagit pas violemment avec l’eau.
Le point d’éclair est inférieur à -20°C et la substance est hautement inflammable à température ambiante. Elle n’est pas spontanément combustible, mais elle est hautement inflammable. Les lois et réglementations applicables comprennent la loi sur la sécurité des gaz à haute pression et la loi sur le contrôle de la pollution de l’air. Il n’existe pas de réglementation spécifique en vertu de la loi sur la sécurité et la santé industrielles ou de la loi sur les registres des rejets et transferts de polluants.
Utilisations du triméthylsilane
Le triméthylsilane est principalement utilisé comme matière première pour la formation de films dans la fabrication de semi-conducteurs. Par exemple, le triméthylsilane est utilisé comme matière première gazeuse pour la formation de films diélectriques intercouches à faible k dans la méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) par plasma. Plus précisément, il est utilisé comme matériau pour les films SiC, SiOC, SiO2 et SiN.
Afin d’utiliser le triméthylsilane synthétisé pour la production de semi-conducteurs, il est essentiel d’augmenter sa pureté par purification. Les impuretés typiques comprennent le méthylsilane, le diméthylsilane, le silane et le chlorosilane qui n’a pas réagi et qui subsiste après le processus de synthèse. Pour éliminer ces impuretés, les méthodes de purification courantes utilisent des opérations de distillation, de recristallisation, de reprécipitation et de sublimation.
D’autres méthodes ont également été mises au point, comme l’utilisation de charbon actif ou le nettoyage du gaz à l’aide d’une solution d’absorption. Elles sont orientées vers des méthodes de purification plus efficaces. Dans les méthodes utilisant des solutions d’absorption, le triméthylsilane contenant des impuretés est mis en contact avec une solution d’absorption de pH 2 à pH 4 et nettoyé.
Principe du triméthylsilane
1. Méthode de synthèse du triméthylsilane
La méthode la plus courante de synthèse du triméthylsilane consiste à réduire le triméthylchlorosilane ((CH3)SiCl) à l’aide d’un agent hydrogénant ou d’un agent similaire. Parmi les méthodes spécifiques, on peut citer les suivantes.
- Réaction du triméthylchlorosilane avec l’hydrure de lithium et d’aluminium (LiAlH4) dans le solvant diméthoxyéthane (DME) ou dans un solvant organique d’hydrocarbure aromatique.
- Réaction du triméthylchlorosilane avec l’hydrure de lithium (LiH).
- Réaction du triméthylchlorosilane avec l’hydrure de diéthylaluminium ((C2H5)2AlH).
2. Propriétés chimiques du triméthylsilane
Le triméthylsilane est stable à température ambiante et à pression atmosphérique, mais il peut se décomposer en carbure de silicium et en hydrogène au-dessus de 500°C. Il ne présente aucune combustibilité spontanée, aucune tendance à réagir violemment avec l’eau et aucune propriété explosive.
Comme mentionné ci-dessus, c’est un gaz inflammable qui s’enflamme à température ambiante. Lors de la manipulation, il est nécessaire d’éviter les incendies et de prendre des mesures contre l’électricité statique. Le point d’ignition est de 310°C.
Types de triméthylsilane
Le triméthylsilane est principalement vendu comme produit gazeux à haute pression et comme produit gazeux liquéfié pour des utilisations industrielles. Il doit être manipulé en toute sécurité conformément aux dispositions de la loi sur la sécurité des gaz à haute pression.
La température du récipient doit être maintenue en dessous de 40°C et le produit doit être stocké dans un endroit sec et bien ventilé, à l’abri de la lumière directe du soleil. Comme il s’agit d’un gaz inflammable, il doit être tenu à l’écart du feu et des substances inflammables et combustibles dans la zone environnante.