Gewinnung von hochreinem Silizium

//Gewinnung von hochreinem Silizium
  • Gewinnung von hochreinem Silizium

    Rohsilizium, technisches Silizium

    Im natürlich vorkommenden Quarz ist das gewünschte Rohmaterial Silizium mit Sauerstoff zu Siliziumdioxid SiO2 gebunden. Zur Gewinnung des reinen Elementes setzt man daher eine chemische Reaktion in Gang, die den Sauerstoff der Verbindung abspaltet.

    Bei einer Temperatur von 1460°C, knapp über dem Schmelzpunkt von Quarz (1413°C) nutzt man folgende Reaktion:

    SiO2 + 2C -> Si + 2CO

    Es kann also bei Anwesenheit von Kohlenstoff das Element Silizium getrennt werden. Dessen Kombination mit Kohlenstoff zu Siliziumkarbid (SiC), wird durch der Schmelze zugegebenes Eisen als Katalysator unterbunden.

    Da das isolierte Silizium eine hohe Dichte aufweist, sinkt es nach unten ab, wo es dann von den übrigen Komponenten separiert werden kann.

    Das so gewonnene Material nennt man Rohsilizium oder auch technisches Silizium. Es weist eine Konzentration von 2 bis 4 % an Fremdatomen auf, unter anderem von Kohlenstoff, Eisen, Aluminium, Bor und Phosphor. Zur Herstellung elektrischer Bauteile kann es daher noch nicht verwertet werden, weshalb weitere Schritte zur Erhöhung der Reinheit unternommen werden müssen.