二氯二氢硅(用于制造半导体的无色有毒气体)

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二氯二氢硅（英文名：二氯硅烷，DCS），又称二氯硅烷、二氯硅烷等，是一种无色有毒气体，是外延法工艺中的一种硅源，用于制造半导体。其化学分子式为SiH2Cl2，CAS号为4109-96-0，EC号为223-888-3，分子量为101.01。其有特殊气味，熔点为-122℃，沸点为8.3℃，相对密度（水=1）为1.26，相对蒸气密度（空气=1）为3.48，纯度大于99%。

二氯二氢硅可溶于苯、乙醚等多数有机溶剂，与卤族元素及其他氧化剂会剧烈反应。其易燃，自燃点为100℃，与空气、氯或溴接触会发生燃烧，加热和燃烧时，分解生成氯化氢有毒和腐蚀性烟雾，对大气有较大的污染，与水或潮湿空气反应，生成氯化氢，因此对水体也会造成一定程度的污染。其储存于阴凉、通风仓内，远离火种、热源。二氯二氢硅的纯化方法包括精馏纯化、歧化反应和吸附络合。

二氯二氢硅主要用于芯片制造过程中的薄膜沉积（如外延膜、碳化硅膜、氮化硅膜、氧化硅膜和多晶硅膜等），用于生产逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和其他类芯片，也可用于合成硅基系列前驱体和聚硅氮烷等。2026年1月7日，中华人民共和国商务部公布对原产于日本的进口二氯二氢硅发起反倾销立案调查。同年1月8日，金宏气体在互动平台表示，电子级二氯二氢硅为公司可转债募投项目“新建高端电子专用材料项目”规划产品之一，已进入试生产阶段。

理化性质

二氯二氢硅化学分子式为SiH2Cl2，CAS号为4109-96-0，EC号为223-888-3，分子量为101.01。

二氯二氢硅是一种无色，有毒气体，有特殊气味；熔点为-122℃，沸点为8.3℃；相对密度（水=1）为1.26，相对蒸气密度（空气=1）为3.48；溶解性方面，可溶于苯、乙醚等多数有机溶剂，且纯度大于99%。二氯二氢硅与空气、氯或溴接触会发生燃烧。

二氯二氢硅易燃，自燃点100℃，闪点 -37℃，爆炸极限4.1%~98.9%，与空气、氯或溴接触会发生燃烧。遇水或水蒸气剧烈反应，生成盐酸烟雾病。与卤族元素及其他氧化剂剧烈反应。

合成

二氯二氢硅是高纯氯硅烷，由于二氯二氢硅的还原温度比氯化硅低，可以减少杂质的外扩散和热诱导缺陷。二氯二氢硅是气体，外延时虽然用氢气为载气以稀释二氯二氢硅，但反应并不包括氢气。

反应式：。

另一种是美国联合碳化物（Union 碳化物）公司提出的硅烷法，其工艺流程是：四氯化硅氢化反应，生成三氯氢硅，利用三氯氢硅歧化反应，生成二氯二氢硅，最后二氯二氢硅催化歧化反应生成硅烷。反应式为：

；

。

生产制备

主要反应

工业级的二氯二氢硅主要为多晶硅制备过程中的副产物，多与氯化硅进行反歧化反应转化为三氯氢硅进行回收或提纯至一定纯度后送入还原炉中参与反应来降低电耗。

高纯二氯二氢硅是半导体制造过程中重要的硅源特气，用于先进集成电路芯片制程中应变硅外延生长以及氧化硅、氮化硅以及金属硅化物等薄膜沉积生产工艺，具有沉积速度快、沉积薄膜均匀和温度较低等特点。在一个标准的MOS管中，二氯二氢硅主要用于多晶硅栅二硅化钨工艺、侧墙氮化硅和浅沟槽氧化硅等薄膜，涉及的反应主要有：

半导体制造对高纯二氯二氢硅产品的纯度有较高的要求，受制于原料、工艺技术和过程质量管理等原因，目前国内二氯二氢硅主要是工业级的产品且以综合利用为主，而高纯二氯二氢硅基本依赖进口，限制了半导体制造材料的发展。

提纯技术

二氯二氢硅的纯化方法包括精馏纯化、歧化反应和吸附络合。

精馏纯化

精馏在电子化学品纯化中应用广泛，是最基本的纯化手段，采用精馏塔等分离设备，利用物质间物性差别在气液交换中进行分离纯化。在二氯二氢硅的制备中主要应用在初步分离和精制环节。

在改良西门子法生产多晶硅的工艺中，每生产一吨的多晶硅会产生 1.6 吨的二氯二氢硅，工业级的二氯二氢硅提纯工艺是将干法回收的二氯二氢硅、三氯氢硅和氯化硅混合液送入精馏塔，分别经过多级分离纯化后，得到光伏级二氯二氢硅，可以满足还原炉的纯度要求。

对二氯二氢硅原料进行分析，得到其组成与含量，应用软件设计并模拟了分离二氯二氢硅原料中各种杂质的流程，对各塔的操作参数进行了优化，使产品中杂质的含量控制在 ppt 级别。对还原尾气进行低压冷凝处理，将还原尾气中的氯硅烷混合物冷凝，再对氯硅烷混合液进行分离。将三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅混合液采用三组精馏塔串联的形式进行氯硅烷的分离，从精馏塔塔顶得到较高纯度的二氯二氢硅。从干法回收料中提纯二氯二氢硅，并利用精馏塔进行分离纯化，从塔底采集二氯二氢硅，并送入还原炉进行多晶硅制备。

发明了一种二氯二氢硅除杂提纯塔，塔身上设置有内部相连通的原料加热区、填料提纯区和塔顶冷凝区，填料提纯区位于原料加热区和塔顶冷凝区之间，设备结构简单，投资少和能耗低。将多晶硅还原生产中的尾气进行解析分离，得到分离的氯化氢和氯硅烷，采用吸附工艺去除氯硅烷中的硼磷杂质并进行二级精馏脱除轻重组分，得到二氯二氢硅。采用隔板精馏塔将含有二氯二氢硅、氯化硅和三氯氢硅的氯硅烷混合物进行分离，在塔顶得到二氯二氢硅，与常规氯硅烷精馏流程相比可节省能耗 30.00% 左右，缩短了流程，降低了设备投资。

上述几种方法主要是以多晶硅制备过程中的副产物为原料，采用多级精馏的工艺进行纯化，或利用隔板精馏等进行氯硅烷混合物组分的分离，主要目的是进行物料的综合回收，产品纯度仅满足工业级的应用。且以多晶硅高温还原炉后的副产物为原料，原料组成复杂，杂质种类多，存在相互作用，分离纯化难度大，限制了以此为原料进行高纯二氯二氢硅的制备。

歧化反应

以高纯度的三氯氢硅为原料，使用催化剂进行催化歧化，将三氯氢硅制备为二氯二氢硅和氯化硅，再利用精馏塔进行组分分离，最后获得高纯度的二氯二氢硅，是制备高纯度二氯二氢硅的另一种工艺技术。

对三氯氢硅多步转化生成硅烷的反应过程进行模拟计算，得出不同条件下反应的平衡转化率及适宜的操作条件，对二氯二氢硅歧化反应精馏塔进行了详细的灵敏度分析，得到最优的过程参数。对二氯二氢硅的合成方法的优缺点进行对比，认为歧化方法制备二氯二氢硅的关键是催化剂的高效和杜绝二次污染。以粗品三氯氢硅为原料，通过精馏、吸附、歧化和精馏等步骤制备高纯二氯二氢硅，对降低了对原材料三氯氢硅纯度要求。以三氯氢硅为原料，采用固定床反应器催化反应生成二氯二氢硅，再利用多级精馏提纯二氯二氢硅。将歧化催化剂与精馏塔进行耦合，采用反应精馏的工艺制备二氯二氢硅，并选用高效吸附剂对精馏产品进行吸附，进一步降低杂质，减少产品质量波动。以离子液体为催化剂，在反应精馏塔中使三氯氢硅发生歧化反应并精馏分离。在阴离子交换树脂作为催化剂的条件下，使三氯氢硅发生歧化反应，以便获得含有氯化硅和二氯二氢硅的反应产物，获得较高纯度的二氯二氢硅。提出联合法制备二氯二氢硅，将流化床、歧化反应器和精馏塔结合起来，在催化剂上氨基基团的催化作用下，三氯氢硅歧化反应成二氯二氢硅和四氯化硅，反应混合物再进一步的通过精馏来进行组分的分离。

三氯氢硅沸点较二氯二氢硅高，分子结构相对稳定，纯化技术难度小，且目前高纯三氯氢硅和歧化催化剂已经国产化，以其为原料采用歧化工艺来制备二氯二氢硅，原料和催化剂的来源和质量可以得到有效保障，仅需对歧化的产品进行组分分离即可制备高纯度的二氯二氢硅，是未来主要的研发方向。

吸附络合

吸附络合是利用化合物中各组分化学键极性不同和吸附没药树上的功能原子或基团与目标杂质形成配位化合物或分子间的范德华力进行杂质分离，吸附剂载体主要有活性炭、硅胶、分子筛和吸附树脂。由于二氯二氢硅的杂质具有较大的偶极矩，与场作用时，就会有取向性的趋势，如电场、磁场，多孔吸附剂表面静电场较大，相比于非极性杂质，极性杂质更容易被吸附到吸附剂表面，从而达到纯化二氯二氢硅的效果。

对吸附剂和络合剂进行化学改性，改性后的吸附剂不存在歧化作用，且能够有效地除去二氯二氢硅中的金属和非金属杂质。发明了一种制备电子级二氯二氢硅的装置，将芳香醛或芳香醛的衍生物与原料二氯二氢硅中的杂质进行反应络合，将杂质物性进行转化，再利用精馏进行分离。将液态二氯二氢硅通过金属丝网填料进行粗提纯，得到气态二氯二氢硅和富含杂质的液态高沸物，再通过吸附剂吸附除去硼、磷以及金属杂质，得到高纯二氯二氢硅。首先对氯硅化物进行精馏，得到液相氯硅化物，然后利用吸附剂对液相氯硅化物进行处理，最后对吸附后液相氯硅化物进行第二次精馏，得到纯化的氯硅化物，该纯化方法的分离效果较好，能够使纯化的氯硅化物中硼磷杂质含量控制在0.05～0.5ppb。

将多晶硅生产系统中的气态的二氯二氢硅冷凝后送至膜分离器和精馏塔进行初步提纯，最后通过吸附剂吸附除去杂质，二氯二氢硅的纯度达到5N以上，金属杂质≤10ppb。

吸附络合是一种有效的分离杂质的方法，能减轻精馏工段的负荷，缩小回流比，相对减少低、高沸的产生，使精馏收率有所提高，同时也能起到稳定质量的作用。关键是存在吸附剂自身杂质的控制、吸附剂选型和吸附极限的问题，目前主要作为纯化的强化手段与精馏等方法配合使用。

应用

二氯二氢硅主要用于芯片制造过程中的薄膜沉积（如外延膜、碳化硅膜、氮化硅膜、氧化硅膜和多晶硅膜等），用于生产逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和其他类芯片，也可用于合成硅基系列前驱体和聚硅氮烷等。

安全事宜

燃烧爆炸危险性

突发环境事件风险物质

GHS

毒理学参数

环境行为

二氯二氢硅加热和燃烧时，分解生成氯化氢有毒和腐蚀性烟雾病，对大气有较大的污染。该物质与水或潮湿空气反应，生成氯化氢，因此对水体也会造成一定程度的污染。

预防及应急处置

预防

（1）预警措施监控预警：在生产区域或厂界布置二氯硅烷泄漏监控预警系统。

（2）防控措施储存区：二氯硅烷储存区域设置防渗漏、防腐蚀、防淋溶、防流失等措施。收集措施：设置应急事故水池、事故存液池或清净废水排放缓冲池等事故排水收集设施。

措施要求：针对环境风险单元设置的截流措施、收集措施，结合企事业单位实际情况，参照《化工建设项目环境保护工程设计标准》（GB/T50483—2019）、《储罐区防火堤设计规范》（GB50351—2014）、《石油化工企业设计防火标准》（GB50160—2008）、《事故状态下水体污染的预防与控制技术要求》（Q/SY1190—2013）等技术规范进行设置；收集措施除参照上述技术规范设计外，还需参照《石油化工污水处理设计规范》（GB50747—2012）、《石油化工给水排水系统设计规范》（SH/T3015—2019）等技术规范进行设置。

（3）日常管理定期巡检及维护：设置专职或兼职人员进行日常检查及维护，包括定期检查设备运行情况、定期检查及补充应急物资、定期检查应急设施、定期检查管线及阀门等情况。日常确保截流措施阀门处于正常状态，同时保持收集设施的缓冲容量，确保收集设施在事故状态下能够顺利收集事故废水。

培训及演练：定期组织培训及演练，针对公司实际情况，熟悉如何有效地控制事故，避免事故失控和扩大化；学会使用应急救援设备和防护装备；明确各自救援职责。台账：设专人负责，详细记录台账。

应急处置措施

（1）应急处理方法应急人员防护：建议应急处理人员佩戴自给正压式呼吸器，穿防毒服，从上风处进入现场。疏散隔离：人员迅速从泄漏污染区撤离至上风处，并提醒周边公众进行紧急疏散。立即对泄漏区进行隔离直至气体散尽。

应急行为：在确保安全的情况下，采用关阀、堵漏等措施，尽可能切断泄漏源，合理通风，加速扩散。防止气体通过通风系统扩散或进入限制性空间。泄漏容器处置：破损容器要由专业人员处理，修复、检验后再用。

（2）急救措施吸入：迅速撤离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅。保持安静，休息。如呼吸困难，应给予输氧。如呼吸、心跳停止，应立即进行心肺复苏术并及时就医。密切接触者即使无症状，亦应观察24～48h。

皮肤接触：立即脱去被污染的衣物，用大量流动清水彻底冲洗至少15min并及时就医。眼睛接触：立即分开眼睑，用流动清水或生理盐水彻底冲洗5～10min并及时就医。

（3）灭火措施消防人员防护：须佩戴空气呼吸器、穿全身防火防毒服，站在上风向灭火。

灭火方法：切断气源，若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷雾状水保持容器冷却，但避免该物质与水接触。喷水保持火场冷却，直至灭火结束。火场中有大量本品泄漏物时，禁用水、泡沫和酸碱灭火剂。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳。

事后恢复

事故过程中产生的废物经收集鉴定后，处理处置。

建议配备的物资

贮存方法

二氯二氢硅储存于阴凉、通风仓内。远离火种、热源。

市场前景

2026年1月8日，金宏气体在互动平台表示，电子级二氯二氢硅为公司可转债募投项目“新建高端电子专用材料项目”规划产品之一，已顺利进入试生产阶段，项目达产后预计产能为200吨/年。

2026年1月11日，上海证券交易所及深圳证券交易所互动平台公开信息：钱江生化英德市赛二氯二氢硅项目在建；金宏气体电子级二氯二氢硅进入试生产。