Tetrafluorsilan
# Tetrafluorsilan

Tetrafluorsilan $(SiF_4),$ eine Siliciumverbindung aus der Gruppe der Siliciumtetrahalogenide. Es ist ein farbloses, giftiges, unbrennbares Gas. In der Halbleiterindustrie entsteht Siliciumtetrafluorid beim Entfernen von Siliciumdioxid-Schichten auf Wafern mittels Flusssäure.

## Herstellung

### Verfahren 1

Hergestellt wird es aus Calciumfluorid und Siliciumdioxid (Sand) mit konzentrierter Schwefelsäure. Folgende Reaktionen laufen ab: Umsetzung von Fluorit zu Fluorwasserstoff

    $\mathrm {H_{2}SO_{4}+CaF_{2}\rightarrow 2\;HF+CaSO_{4}}$

Der Fluorwasserstoff reagiert dann mit dem $SiO_2$

    $\mathrm {4\;HF+SiO_{2}\rightarrow SiF_{4}+2\;H_{2}O}$

Unter Säureüberschuss wird die Hydrolyse von $SiF_4$ verhindert.

Das so erhaltene $SiF_4$ ist allerdings nur 80 bis 90%ig. Es enthält sauerstoffhaltige Produkte wie $F_3Si–O–SiF_3$ oder $F_3Si–O–SiF_2–O–SiF_3.$ Beim Transport von $SiF_4$ in Pipelines zerfallen diese Moleküle in $SiF_4$ und $SiO_2.$ Dabei setzt das $SiO_2$ die Rohrleitungen zu. Die chemische Industrie hatte das Verfahren des Transportes von $SiF_4$ in Pipelines anstelle des gefährlicheren Fluorwasserstoffs entwickelt, um entferntere Produktionsstätten per Pipeline mit Fluoriden zu versorgen. Aufgrund der geschilderten Probleme fand dieses Verfahren jedoch keine Verbreitung.

### Verfahren 2

Beim Erhitzen von Bariumfluorosilikat entsteht $SiF_4,$ es kann auch Ammoniumhexafluorosilicat oder die Hexafluorokieselsäure selbst verwendet werden:

    $\mathrm {BaSiF_{6}\rightarrow BaF_{2}+SiF_{4}\ }$
    $\mathrm {H_{2}SiF_{6}\rightarrow 2\ HF+SiF_{4}}$

### Verfahren 3

Im Labormaßstab lässt sich Tetrafluorsilan durch Umsetzung von Tetrachlorsilan mit Calciumfluorid bei 450 bis 500 °C darstellen:

    $\mathrm {SiCl_{4}+2CaF_{2}\rightarrow SiF_{4}+\ 2\ CaCl_{2}}$

## Eigenschaften

Siliciumtetrafluorid hat einen stechenden Geruch und ist bei Feuchtigkeit stark rauchend, wobei der Rauch aus Fluorokieselsäure und Siliciumdioxid besteht. Es wechselt beim Abkühlen durch Resublimation von der gasförmigen Phase direkt in die feste Phase. Das Gas ist ab einem Druck von 50 atm verflüssigbar. Seine kritische Temperatur liegt bei −14,15 °C, sein kritischer Druck bei 37,2 bar, seine Tripelpunkttemperatur bei −86,8 °C und sein Tripelpunktdruck bei 2,240 bar.

