다이실레인 (Disilane)은 화학식 Si₂H₆을 가지는 무기 화합물이다. 이는 유기 화합물인 에테인(C₂H₆)의 실리콘 유사체이며, 실리콘 원자 두 개가 단일 결합으로 연결되어 있고 각각의 실리콘 원자에 수소 원자 세 개가 결합된 구조를 가진다. 상온에서 무색의 기체이며, 공기 중에서 자연 발화하는 특성(자연발화성)을 가진다. 주로 반도체 산업에서 실리콘 박막 증착을 위한 전구체 등으로 사용된다.
특성
다이실레인은 무색의 기체로, 특징적인 냄새가 있다. 끓는점은 약 -14.3 °C이고, 녹는점은 약 -129.4 °C이다. 화학적으로 매우 반응성이 높으며, 특히 산소와 습기에 민감하다. 공기 중에서 매우 쉽게 산화되어 자연 발화한다. 이 때문에 취급 시 각별한 주의가 요구된다. 고온에서는 실리콘과 수소로 분해된다.
합성
다이실레인은 여러 방법으로 합성될 수 있다. 일반적으로 마그네슘 실리사이드(Mg₂Si)를 산과 반응시켜 얻거나, 모노실레인(SiH₄)의 불균등화 반응을 통해 생성될 수 있다. 고순도 다이실레인은 반도체 공정에 필수적이다.
용도
다이실레인의 주요 용도는 반도체 산업이다. 화학 기상 증착(CVD) 공정에서 실리콘 박막(예: 비정질 실리콘, 다결정 실리콘)을 증착하는 데 전구체 가스로 사용된다. 높은 실리콘 함량과 상대적으로 낮은 증착 온도 덕분에 효율적인 증착이 가능하다. 실리콘 나노와이어, 실리콘 게르마늄(SiGe) 합금 등 다양한 실리콘 기반 구조물의 제조에도 활용될 수 있으며, 반도체 도핑 공정에서도 사용될 수 있다.
안전성
다이실레인은 강력한 자연발화성 물질이므로 공기 노출 시 폭발적으로 연소할 수 있다. 또한, 흡입 시 독성이 있을 수 있으므로 밀폐된 환경에서 철저한 안전 절차와 함께 취급해야 한다. 저장 및 운반 시에는 불활성 기체 분위기 하에서 특수 용기에 보관해야 한다.