1、1.硅烷的基本性質1.1 名稱 產品名稱： 硅烷 Silane 分子式：SiH4 代名詞： 四氫化硅，甲硅烷1.2 CAS 號碼: 7803-62-5 UN編號：22031.3 物化性質 外觀，嗅覺及狀態：無色氣體，有窒息影響。 分子量：32.12 沸點：（1個大氣壓）: -169.0F（- 111.7 C) 比重：（空氣1) 1.2 第1頁/共23頁1.硅烷的基本性質 冰點/熔點: 301.0F（185.0 C) 蒸 汽壓: ( 70F(21.1C): 不適用，永久氣體 氣體密度:( 70F(21.1C)1個大氣壓下):0.084lb/ft3 水溶性:幾乎不溶于水1.4危險性 硅烷的危險特性

2、在于它與氧反應的極強活性，自 燃,著火下限低,燃燒能量大，爆炸范圍寬，所以決定了它是一種高危險性的氣體。第2頁/共23頁1.硅烷的基本性質1.5 硅烷的化學性質 SiH4的化學性質非常活潑，因為它有強還原性，與氧化性物質（O2 、鹵素、鹵化物等） 、堿或許多重金屬鹽類溶液接觸，會顯示出很強的活潑性。在特定環境下還能與N2和NH3反應。1.5.1硅烷與氧反應 硅烷與氧發生化學反應可分為二種情況。 一種是緩慢的氧化作用(硅烷濃度2.5%)，反應結果生成白色的二氧化硅粉末和水。反應式： SiH4+ 2O2一SiO2+ 2H2O第3頁/共23頁1.硅烷的基本性質 另一種是硅烷激烈的氧化反應。濃度大于8

3、%的硅烷大量泄漏或大量往大氣中排放，硅烷與氧就會發生激烈的化學反應，出現激烈燃燒甚至爆炸。反應過程如下： SiH4 + 2O2 SiO2 + 2H2O + H (1) 反應產生的大量熱量使得周圍硅烷迅速分解。即 X(SiH4 ) (S iH2)X + XH2 (2) 2H2+O2 2H2O (3) (SiH2)X 是一種棕黃色的粉塵。反應式(1)、(2)、(3)是連鎖反應，瞬間即可完成。因此當大量的硅烷進入空氣， 人們隨即發現火光、濃濃的棕黃色煙塵和爆鳴聲。這種連鎖反應也就是當硅烷生產系統、硅烷反應系統或硅烷高壓容器進入大量的氧(或空氣) 時， 會發生劇烈爆炸的根本原因。熱分解激烈氧化第4頁/

4、共23頁2.硅烷的用途： 硅烷廣泛應用于微電子、光電子工業。可用于制造高純度多晶硅、單晶硅、微晶硅、非晶硅、氮化硅、氧化硅、碳化硅、異質硅、各種金屬硅化物等。因為它高純度和能實現精細控制,已成為許多其他硅源無法取代的重要特種氣體。第5頁/共23頁3. 硅烷的包裝3.1 包裝容器 使用高壓非液化壓縮氣鋼瓶或有復合隔離材料包覆的鋁瓶,鋁瓶具有不生銹、顆粒脫落少、吸附潮氣少、破壞時裂成大塊等優點,并且包覆材料可以延長鋁瓶喪失抗拉強度的時間。但是鋁瓶成本高，制造難度大。鋼瓶避免與含有重金屬鹵化物或游離鹵素的材料接觸, 否則將引起爆炸。第6頁/共23頁3.硅烷的包裝3.2 鋼瓶閥門選用 一般都采用隔膜閥

5、，禁止使用填料閥,閥門上必 須帶有超壓卸壓裝置。3.3 硅烷的最大充裝系數 日本高壓氣體安全協會技術委員會特種 氣體分會推薦硅烷氣瓶充裝系數不大于 0.22kg/L 。 第7頁/共23頁4.硅烷入廠驗收的一些注意事項4.1 鋼瓶外觀是否正常，是否有撞擊變形等異常現象。4.2 檢查鋼瓶上的標識是否清楚完整。4.3 檢查鋼瓶閥是否關閉完好，防止鋼瓶在運輸過程中閥門松動，出現漏氣情況。4.4 檢查鋼瓶的壓力或重量，防止硅烷量過充。4.5 檢漏。第8頁/共23頁5.硅烷的儲存5.1 在通風良好、安全且不受天氣影響的地方存儲。5.2 鋼瓶應直立擺放，保持閥門堵頭密封性和瓶帽完好。為了保證鋼瓶不被翻倒或碰

6、倒，應做好放倒措施。5.3 存儲區域應遠離人員頻繁出入處和緊急出口。5.4 儲存區域內不應有火源，儲存區內所有電器必須有防 爆設施。易燃物存放區應與氧及氧化物存放區最少相距25米 。5.5 儲存區和使用區內應有“禁止吸煙和使用明火”的告示牌。5.6 存儲溫度不可高于52。5.7 將空瓶與滿瓶分開存放。避免過量存儲和存儲時間過長.5.8 要定期對滿瓶氣進行檢漏，防止鋼瓶泄露。5.9 儲存區應配備滅火器和消防栓，并時刻保持完好。第9頁/共23頁6.硅烷使用的注意事項6.1 硅烷鋼瓶移動，選用專用的移動工具。禁止拉滾動或者滑動鋼瓶。6.2 鋼瓶在使用之前要進行固定。6.3 連接鋼瓶之前，要弄清鋼瓶的

7、標示(氣體名稱、壓力、濃度等) ，最好要記錄開始使用的年月日、使用人及壓力等必要事項， 并讓任何人都能看明白。6.4 連接鋼瓶之前，要對整個系統進行徹底的吹掃,防止吹掃不徹底推遲著火,反而會加大隨后爆炸的危害。吹掃氣一定要控制O2含量，一般O2含量不能大于3ppv。6.5 硅烷使用之前，要檢查整個系統的氣密性，并做好相應的記錄。6.6 硅烷開始使用時，應緩慢打開鋼瓶閥門，并注意系統壓力變化，若有異常請立即關閉鋼瓶閥門。6.7 硅烷使用場所，要有通風設備，并定期進行通風，防止爆炸性氣體的積聚。第10頁/共23頁6.硅烷使用的注意事項6.8 硅烷在使用過程中不要用明火或其它熱源加熱鋼瓶的任何部分。

8、6.9 硅烷使用完后，鋼瓶內必須至少保留 0.1MPa的余壓。防止氣體全部用光，隨著氣溫的變化，鋼瓶內會產生負壓，若因此而混入空 氣， 有可能發生爆炸危險。6.10 硅烷使用完，關閉鋼瓶閥后，卸下鋼瓶之前，要對系統進行徹底的吹掃。6.11硅烷的排空，應將硅烷排放到一個專門處理它的地方，最好是將它燃燒掉。即使硅烷濃度較低也十分危險，不能暴露在空氣中。硅烷在被惰性氣體稀釋成不可燃的氣體后也可以排空。6.12 硅烷在使用過程中，要定期對系統進行巡檢。防止出現問題，能提前處理，可以減少事故的發生。第11頁/共23頁7. 意外泄漏的應急處理7.1 硅烷是一種自燃氣體，它的泄漏一般都能引起火災。所以硅烷泄

9、漏后，首先要撤離受影響區域的人員。7.2 根據硅烷的泄漏量和泄漏部位做相應的處理。 7.2.1 小量泄漏的情況 (1) 鋼瓶閥口泄漏時，首先關閉鋼瓶閥門，注意使用防護 用品避免燙傷。當鋼瓶閥即使關緊也沒有制止泄漏時，要立即戴上鋼瓶閥門堵頭，按管理人員的意見把泄漏的鋼瓶移到安全的位置。 （2）如果鋼瓶已經無法阻止泄漏(或不能接近閥門)，讓鋼瓶在原地泄放或將鋼瓶移到一個安全的地方泄放，直到火焰熄滅。注意在泄放過程中，用消防水從最遠端不停的給鋼瓶瓶身降溫，防止鋼瓶溫度過高發生爆炸。不要用消防水直接噴灑硅烷燃燒的火焰，防止火焰熄滅后，生產更大的危害。 第12頁/共23頁7. 意外泄漏的應急處理(3)設

10、備或管道漏泄時，首先關閉鋼瓶閥門，把設備或管道內的氣體安全放出， 用氮氣等置換后方可進行漏泄處修理。嚴禁帶氣修理。7.2.2 大量泄漏的情況 主要是為了防止二次災害產生，處置如下。 (1)迅速退到上風，大聲呼喊氣體泄漏，使周圍的人避開，同時帶上自給式呼吸器，采取臨時應變措施。 (2)在漏泄處附近拉上警戒線，不使人接近。 (3)運輸途中，盡量在沒有居民的安全區行駛。 (4)發現大的事故隱患，本廠人員已經無法制止，請立即報警，通知消防部門救援。第13頁/共23頁7. 意外泄漏的應急處理7.3 如果泄漏硅烷時壓力過高或速度過快會引起滯后性的爆炸。泄漏的硅烷如沒有自燃會非常危險，不要靠近泄漏區域。7.

11、4 硅烷燃燒后，引起的火災，不要用鹵化物類滅火劑進行滅火。7.5 滅火前首先要把火災周圍的易燃氣體和有毒氣體移開。7.6 如果硅烷泄漏引起大火，救助時一定要佩戴好相應的防護用品。包括：自吸式呼吸機全身防護服防火服等。第14頁/共23頁8. 急救措施8.1 人體吸入較濃的硅烷氣體造成呼吸困難時,應立即將患者盡快移到空氣清新處，采取有效的措施保持呼吸和脈搏，必要時采取人工呼吸。8.2 發生熱灼傷時應立即用冷水沖洗15 分鐘以上,再 等待專業醫護治療。8.3 眼睛受到傷害時應立即用冷水沖洗30 分鐘以上,再等待專業醫護治療。第15頁/共23頁9. 硅烷事故分析9.1 BDHX氣體供應廠錯將氧氣瓶當作

12、氮氣瓶發給用戶,在硅烷系統需要用氮氣吹掃時卻用了錯發的氧氣瓶,使系統充入氧氣,引起爆炸,鋼瓶炸裂,樓房炸塌,死兩人。氣瓶標識和檢驗是氣瓶操作最基本的安全規范。9.2日本大阪大學實驗室發生硅烷鋼瓶爆炸,據調查發現是止回閥失效導致一氧化二氮進入硅烷鋼瓶。系統內氧化劑的使用需要采取高度可靠的防護措施，并定期檢驗是否正常。9.3 1989 年12 月,半導體制造工廠中發生的爆炸事故,據分析是由于硅烷泄漏時沒有立即著火,待關上放氣閥,切斷氣體來源后使氣體的流速變慢,達到著火界限而引起的。發現硅烷泄漏時,應視具體情況采取正確的處理措施,防止引發火災和爆炸。第16頁/共23頁9. 硅烷事故分析9.4 硅烷泄漏據最新調查表明,火災是最多的事故(59 %) ,其次是爆炸(11 %) 和泄漏(11 %) 。約45 %的事故發生在工藝階段,但換瓶時的事故發生率仍高達21 %。盡量減少鋼瓶的換瓶次數能減少事故發生。9.5 韓國AP公司硅烷工廠發生泄漏，導致爆炸。第17頁/共23頁第18頁/共23頁第19頁/共23頁第20頁/共23頁9. 硅烷事故分析9.6 在一家大型IC 公司的研究報告中分析了36 次硅烷事故發生的原因,認為都是由人為的錯誤操作導致的，而不是由設備故障引起的。因此,除了