CN115677747B - 一种单胺基取代硅烷的制备方法 - Google Patents
一种单胺基取代硅烷的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115677747B CN115677747B CN202211328391.0A CN202211328391A CN115677747B CN 115677747 B CN115677747 B CN 115677747B CN 202211328391 A CN202211328391 A CN 202211328391A CN 115677747 B CN115677747 B CN 115677747B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- substituted silane
- silane
- preparing
- crude product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 4
- -1 amino substituted silane Chemical class 0.000 claims description 17
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N N-Butyllithium Chemical compound [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 claims description 7
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- DVSDBMFJEQPWNO-UHFFFAOYSA-N methyllithium Chemical compound C[Li] DVSDBMFJEQPWNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 3
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 claims description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 4-(4-chlorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydrothieno[3,2-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1C(C=CS2)=C2CCN1 CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- BLHLJVCOVBYQQS-UHFFFAOYSA-N ethyllithium Chemical compound [Li]CC BLHLJVCOVBYQQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SIAPCJWMELPYOE-UHFFFAOYSA-N lithium hydride Chemical compound [LiH] SIAPCJWMELPYOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000103 lithium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UBJFKNSINUCEAL-UHFFFAOYSA-N lithium;2-methylpropane Chemical compound [Li+].C[C-](C)C UBJFKNSINUCEAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XBEREOHJDYAKDA-UHFFFAOYSA-N lithium;propane Chemical compound [Li+].CC[CH2-] XBEREOHJDYAKDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RSHAOIXHUHAZPM-UHFFFAOYSA-N magnesium hydride Chemical compound [MgH2] RSHAOIXHUHAZPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910012375 magnesium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- NTTOTNSKUYCDAV-UHFFFAOYSA-N potassium hydride Chemical compound [KH] NTTOTNSKUYCDAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000105 potassium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910000104 sodium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012312 sodium hydride Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract description 25
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SFLARCZJKUXPCE-UHFFFAOYSA-N N-butan-2-yl-N-silylbutan-2-amine Chemical compound CCC(C)N([SiH3])C(C)CC SFLARCZJKUXPCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-yl-N-silylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)N([SiH3])C(C)C BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WLSVLQJPKZNQJC-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-ylpropan-2-amine silane Chemical compound [SiH4].C(C)(C)NC(C)C WLSVLQJPKZNQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910003828 SiH3 Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CGMBQNCCSNASEE-UHFFFAOYSA-N [SiH4].C(CC)NCCC Chemical compound [SiH4].C(CC)NCCC CGMBQNCCSNASEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- AFRJJFRNGGLMDW-UHFFFAOYSA-N lithium amide Chemical compound [Li+].[NH2-] AFRJJFRNGGLMDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- OBYVIBDTOCAXSN-UHFFFAOYSA-N n-butan-2-ylbutan-2-amine Chemical compound CCC(C)NC(C)CC OBYVIBDTOCAXSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PARWUHTVGZSQPD-UHFFFAOYSA-N phenylsilane Chemical compound [SiH3]C1=CC=CC=C1 PARWUHTVGZSQPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUBQJLUDMLPAGT-UHFFFAOYSA-N potassium bis(trimethylsilyl)amide Chemical compound C[Si](C)(C)N([K])[Si](C)(C)C IUBQJLUDMLPAGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OLRJXMHANKMLTD-UHFFFAOYSA-N silyl Chemical compound [SiH3] OLRJXMHANKMLTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WRIKHQLVHPKCJU-UHFFFAOYSA-N sodium bis(trimethylsilyl)amide Chemical compound C[Si](C)(C)N([Na])[Si](C)(C)C WRIKHQLVHPKCJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YMJNWNGWIIFMDE-UHFFFAOYSA-N trifluoromethylsulfonylsilane Chemical compound FC(F)(F)S([SiH3])(=O)=O YMJNWNGWIIFMDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种单胺基取代硅烷的制备方法，涉及应用于原子层沉积的硅基前驱体材料制备技术领域。本发明以二级有机胺、碱化合物为原料，以烷烃溶剂或醚类溶剂为反应溶剂，反应得到有机胺基碱溶液，将该有机胺基碱溶液与一氯硅烷反应，得到反应物。将反应物过滤得到滤液，滤液蒸馏后得到液体即为单胺基取代硅烷粗品，将粗品精馏，得到单胺基取代硅烷精品。本发明制备得到的单胺基取代硅烷粗品GC纯度＞95％，收率大于85％，氯含量低于10ppm。使后续精馏处理得到的单胺基取代硅烷中氯含量低于1ppm，符合半导体行业对此类产品7N的规格要求。
Description
技术领域
本发明涉及应用于原子层沉积的硅基前驱体材料制备技术领域，具体涉及一种单胺基取代硅烷的制备方法。
背景技术
单胺基取代硅烷，通式可写作(R1R2N)SiH3，其中R1、R2可以独立自由地选具有1至6个碳原子的直链和支链烷基基团。由于此类分子含有较多 Si-H，反应活性高，因此在ALD和CVD中经常用于低温氧化硅、氮化硅薄膜的沉积。
现有技术主要公开以下几种合成单胺基取代硅烷的方法：美国专利申请US20120277457A1中公开了通过还原胺基硅卤代物制备单胺基取代硅烷的方法，该方法中用到价格昂贵的还原剂，工艺风险性高；还原反应中生成大量的无机盐，后处理复杂，同时过程中使用了烷烃与四氢呋喃等不同类型的溶剂，溶剂分离工艺复杂，不利于溶剂的回收使用。美国专利号 US7875556的中公开采用苯硅烷为原料，与三氟甲磺酸反应得到三氟甲磺基硅烷CF3SO3SiH3，再与二异丙胺反应制备得到二异丙胺基硅烷，方法中使用到不易得到的苯硅烷，同时反应产生毒性较大的苯。中国专利号 CN104876957的专利中使用亚胺与硅烷在催化剂作用下一步得到单胺基取代硅烷，催化剂一般选用过渡金属、镧系、锕系元素特殊结构的催化剂，反应使用到高度易燃的硅烷为原料，同时使用价格昂贵的贵金属催化剂。中国专利号CN105793270B公开了有机胺与硅烷结构(Si-H)在催化剂作用下脱氢得到胺基取代的硅烷，催化剂优选Ru/C等贵金属催化剂，反应使用到高度易燃的硅烷为原料，催化剂价格昂贵。中国专利号CN108586514 的专利中公开使用一氯硅烷和二异丙胺在负载的碳纳米管作用下制备得到二异丙胺基硅烷，但是专利中负载的碳纳米管需要专门制备，制备过程复杂。
而且，随着半导体技术节点推进，对产品规格纯度的要求越来越高，对其中总氯含量的要求也越来越高；特别地，现在普遍要求硅烷衍生物前驱体产品中氯含量在1ppm以下。常规方法，即有机胺+一氯硅烷的路线，生成大量有机胺盐酸盐，即R1R2N·HCl。R1R2N·HCl可部分溶于胺基取代的硅烷产品中，导致产品中的氯含量偏高(几十到几百ppm)。若不能有效地将此类有机胺盐酸盐除去(即除氯)，会影响薄膜沉积设备的稳定性，降低薄膜质量，进而会影响芯片的良率；因此需要在提纯过程中将氯元素除去，确保7N产品(99.99999％)规格。
理论上，精馏过程可以有效除氯，但有机胺盐酸盐容易升华并再次冷凝成为固体，堵塞精馏管路，损坏设备。因此更有效的办法是在精馏前将总氯含量降至一个偏低的数值。这就需要比较复杂的除氯工艺和除氯设备。增加了制备成本，大大延长了生产周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单胺基取代硅烷的制备方法，解决以下技术问题：
现有技术中制备单取代的氨基硅烷的方法复杂、危险系数高以及收率低等缺陷。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种单胺基取代硅烷的制备方法，包括如下步骤：
(1)在惰性气体氛围中，将有机胺、反应溶剂加入反应器中，机械搅拌、降温，继续向反应器中加入碱性化合物溶液，控制反应温度-30～ 0℃，得到胺基碱溶液；
(2)搅拌条件下，控制反应温度-30～0℃，向反应器中通入一氯硅烷，通入完毕后，依次经过一段反应、二段反应，得到反应物；
(3)反应物过滤器过滤，得到滤液，将滤液常压蒸馏除去反应溶剂，得到单个胺基取代的硅烷粗品；
(4)将步骤(3)中得到的单个胺基取代的硅烷粗品精馏，得到金属纯度在99.99999％以上的单取代的胺基硅烷。
作为本发明的进一步方案：步骤(1)中步骤(1)中有机胺为双取代的二级胺，其通式为HNR1R2，R1、R2为具有1-6个碳原子的直链或支链烷基基团，R1、R2化学结构相同或不同。
作为本发明的进一步方案：步骤(1)中碱性化合物溶液由碱性化合物和反应溶剂混合制得，所述碱性化合物为正丁基锂、甲基锂、乙基锂、丙基锂、叔丁基锂、氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化钙、氢化镁、六甲基二硅基氨基锂、六甲基二硅基胺基钠、六甲基二硅基胺基钾中的任意一种。
作为本发明的进一步方案：步骤(1)中有机胺与碱性化合物的摩尔比为1.05-1.2:1。
作为本发明的进一步方案：惰性气体氛围包括氮气、氩气、氦气中的任意一种。
作为本发明的进一步方案：步骤(1)中反应溶剂为正戊烷、环戊烷、正己烷、正庚烷、环庚烷中的一种或几种以任意比混合得到。
作为本发明的进一步方案：步骤(1)中反应溶剂为乙醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或几种以任意比混合得到。
作为本发明的进一步方案：一氯硅烷和碱性化合物的摩尔比为 0.9-1.1:1。
作为本发明的进一步方案：步骤(2)中一段反应温度为-30℃～0℃、反应2h；二段反应温度升为25～40℃、反应12h。
本发明的有益效果：
(1)本发明以有机胺、碱化合物为原料，以烷烃溶剂或醚类溶剂为反应溶剂，反应得到有机胺基碱溶液，将该有机胺基碱溶液与一氯硅烷反应，得到反应物，将反应物过滤得到滤液，滤液蒸馏后得到液体即为单胺基取代硅烷粗品，将粗品精馏，得到单胺基取代硅烷精品。制备过程简单、危险性低，且能高收率得单胺基取代硅烷。本发明制备得到的单胺基取代硅烷粗品GC纯度＞95％，收率大于85％。
(2)根据碱性化合物的选择，本发明中制备单胺基取代硅烷过程中产生的盐，可以是氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化钙中的任一种。有效避免了现有技术过程中生成大量的有机胺盐酸盐。本发明产生的无机盐不溶于产品及反应溶剂，在过滤器过滤时即可将其除去，得到的单胺基取代硅烷中粗品中氯含量低于10ppm，使后续精馏处理得到的单胺基取代硅烷中氯含量低于1ppm，符合半导体行业对此类产品7N的规格要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种二异丙胺基硅烷的制备方法，包括如下步骤：
(1)氮气保护下，将二异丙胺110g、正己烷500mLg加入反应容器，机械搅拌下通过冷媒降温反应液至-10℃，通过滴加装置滴加420mL 2.5mol/L丁基锂的正己烷溶液，控制体系反应温度-10℃，丁基锂加完后，继续保温反应2h，
(2)通过管道通入68g一氯硅烷气体至反应体系中，控制体系反应温度-20℃，通入完毕后，保持-20℃反应2h，升温至25℃-40℃反应12h，得到反应物；
(3)将反应物过滤除去反应中的固体，得到的滤液常压除去反应溶剂；继续升温至70℃，减压蒸出120g二异丙胺基硅烷(DIPAS)，气相色谱仪测试其组分纯度大于95％。使用离子色谱(IC)测得其中的总氯(Cl) 含量为0.85ppm；
(4)通过精馏得到103g DIPAS精品(精馏收率86％)，气相色谱仪测得起组分含量＞99.9％，使用离子色谱(IC)测得其中的总氯(Cl)含量为在0.1ppm以下，通过ICP-MS数据可知，产品中的金属杂质总量为 3.3ppb，金属纯度＞99.99999％。
实施例2
一种二仲丁胺基硅烷的制备方法，包括如下步骤：
(1)氮气保护下，将二仲丁胺130g、环己烷500ml加入反应容器，机械搅拌下通过冷媒降温反应液至-20℃，通过滴加装置滴加550mL 2.0mol/L正丁基锂的环己烷溶液，控制体系反应温度-20℃，正丁基锂加完后，继续保温反应2h；
(2)通过管道通入70g一氯硅烷气体至反应体系中，控制体系反应温度-30℃，通入完毕后，保持在-30℃反应2h，升温至30℃反应12h，得到反应物；
(3)将反应物过滤除去反应中的固体，得到的滤液常压除去反应溶剂；继续升温至90℃，减压蒸出144g二仲丁胺基硅烷(DSBAS)，气相色谱仪测试其组分纯度大于95％。使用离子色谱(IC)测得其中的总氯(Cl) 含量为1.3ppm；
(4)通过精馏得到117g DSBAS精品(精馏收率81％)，气相色谱仪测得起组分含量＞99.9％，使用离子色谱(IC)测得其中的总氯(Cl)含量为在0.1ppm以下，通过ICP-MS数据可知，产品中的金属杂质总量为 2.8ppb，金属纯度＞99.99999％。
实施例3
一种二正丙胺基硅烷的制备方法，包括如下步骤：
(1)氮气保护下，将二丙胺220g、乙醚1000ml加入反应容器，搅拌下通过冷媒降温反应液至-30℃，通过滴加装置滴加1375mL 1.6mol/L 甲基锂的乙醚溶液，控制体系反应温度-30℃，甲基锂加完后，继续保温反应2h；
(2)通过管道通入146g一氯硅烷气体至反应体系中，控制体系反应温度-20℃，通入完毕后，保持在-20℃反应2h，升温至30℃反应24h，得到反应物；
(3)将反应物过滤除去反应中的固体，得到的滤液常压除去溶剂；继续升温至70℃，减压蒸出260g二正丙胺基硅烷(DPAS)，气相色谱仪测试其组分纯度大于97％。使用离子色谱(IC)测得其中的总氯(Cl)含量为1.0ppm；
(4)通过精馏得到221g DPAS精品(精馏收率85％)，气相色谱仪测得起组分含量＞99.9％，使用离子色谱(IC)测得其中的总氯(Cl)含量为在0.1ppm以下，通过ICP-MS数据可知，产品中的金属杂质总量为 4.6ppb，金属纯度＞99.99999％。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种单胺基取代硅烷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在惰性气体氛围中，将有机胺、反应溶剂加入反应器中，搅拌、降温，继续向反应器中加入碱性化合物溶液，控制反应温度-30～0℃，得到胺基碱溶液；
（2）搅拌条件下，控制反应温度-30～0℃，向反应器中通入一氯硅烷，通入完毕后，依次经过一段反应、二段反应，得到反应物；
（3）反应物过滤器过滤，得到滤液，将滤液常压蒸馏除去反应溶剂，得到单个胺基取代的硅烷粗品；
（4）将步骤（3）中得到的单个胺基取代的硅烷粗品精馏，得到金属纯度在99.99999%以上的单取代的胺基硅烷；
步骤（1）中有机胺为双取代的二级胺，其通式为HNR1R2，R1、R2为具有1-6个碳原子的直链或支链烷基基团，R1、R2化学结构相同或不同；
步骤（2）中一段反应温度为-30℃～0℃；二段反应温度升为25～40℃。
2.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，步骤（1）中碱性化合物溶液由碱性化合物和反应溶剂混合制得，所述碱性化合物为正丁基锂、甲基锂、乙基锂、丙基锂、叔丁基锂、氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化钙、氢化镁、六甲基二硅基氨基锂、六甲基二硅基胺基钠、六甲基二硅基胺基钾中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，步骤（1）中有机胺与碱性化合物的摩尔比为1.05-1.2:1。
4.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，惰性气体氛围包括氮气、氩气、氦气中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，步骤（1）中反应溶剂为正戊烷、环戊烷、正己烷、正庚烷、环庚烷中的一种或几种以任意比混合得到。
6.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，步骤（1）中反应溶剂为乙醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或几种以任意比混合得到。
7.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，一氯硅烷和碱性化合物的摩尔比为0.9-1.1:1。
8.根据权利要求1所述的一种单胺基取代硅烷的制备方法,其特征在于，步骤(2)中一段反应2h；二段反应12h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211328391.0A CN115677747B (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种单胺基取代硅烷的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211328391.0A CN115677747B (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种单胺基取代硅烷的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115677747A CN115677747A (zh) | 2023-02-03 |
| CN115677747B true CN115677747B (zh) | 2024-09-17 |
Family
ID=85098454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211328391.0A Active CN115677747B (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种单胺基取代硅烷的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115677747B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116375038A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-07-04 | 安徽博泰电子材料有限公司 | 一种二碘硅烷的制备方法 |
| CN116332980A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-06-27 | 合肥安德科铭半导体科技有限公司 | 一种制备低氯含量的氨基硅烷的方法 |
| CN117718003A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-03-19 | 合肥安德科铭半导体科技有限公司 | 用于去除有机胺基锡中金属杂质的吸附剂及其制备方法 |
| CN117510533B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-04-05 | 全椒亚格泰电子新材料科技有限公司 | 一种二异丙胺硅烷的制备工艺及制备系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105837611A (zh) * | 2015-01-13 | 2016-08-10 | 苏州复纳电子科技有限公司 | 二（二乙胺基）硅烷的制备方法 |
| KR101810500B1 (ko) * | 2017-07-25 | 2017-12-20 | 오션브릿지 주식회사 | 반도체 제조에 사용되는 디이소프로필아미노실란 합성용 배치식 반응기 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120277457A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-11-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Aminosilanes and methods for making same |
| CN108586514B (zh) * | 2017-12-26 | 2020-11-10 | 浙江博瑞电子科技有限公司 | 一种二异丙胺硅烷合成方法 |
-
2022
- 2022-10-27 CN CN202211328391.0A patent/CN115677747B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105837611A (zh) * | 2015-01-13 | 2016-08-10 | 苏州复纳电子科技有限公司 | 二（二乙胺基）硅烷的制备方法 |
| KR101810500B1 (ko) * | 2017-07-25 | 2017-12-20 | 오션브릿지 주식회사 | 반도체 제조에 사용되는 디이소프로필아미노실란 합성용 배치식 반응기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115677747A (zh) | 2023-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115677747B (zh) | 一种单胺基取代硅烷的制备方法 | |
| KR101362903B1 (ko) | 아미노실란 및 이를 제조하는 방법 | |
| TW200821322A (en) | Composition comprising neopentasilane and method of preparing same | |
| JP4722504B2 (ja) | Ｎ−アルキルボラジンおよびその製造方法 | |
| WO2021114619A1 (zh) | 一种炔二醇嵌段聚醚及其合成方法 | |
| EP3594217A1 (en) | Method for producing dialkylaminosilane | |
| CN116332980A (zh) | 一种制备低氯含量的氨基硅烷的方法 | |
| KR20110021130A (ko) | 알킬아미노실란의 제조방법 | |
| TW201233680A (en) | Method for preparing purified aminosilane | |
| US11117807B2 (en) | Method of making aluminum-free neopentasilane | |
| JP6555385B1 (ja) | ケチミン構造を有する有機ケイ素化合物の製造方法 | |
| US8840857B1 (en) | Heterocyclic semiconductor precursor compounds, compositions containing the same, and methods of making such compounds and compositions | |
| KR101525174B1 (ko) | 디클로로실란을 이용한 알킬아미노실란의 제조 방법 | |
| JP7322762B2 (ja) | ケチミン構造を有する有機ケイ素化合物の製造方法 | |
| CN1660855B (zh) | 烷基环硼氮烷化合物及其生产方法 | |
| CN112110948A (zh) | 一种液态双氨基取代的乙硅烷制备方法及其产物的应用 | |
| JP5373259B2 (ja) | Ｎ−アルキルボラジンの製造方法 | |
| CN113880875B (zh) | 一种三乙基硅烷的合成方法 | |
| JP4904030B2 (ja) | ボラジン化合物の製造方法 | |
| JP5546723B2 (ja) | Ｎ−アルキルボラジンの製法 | |
| KR20170005305A (ko) | 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법 | |
| JP2007063169A (ja) | 精製ボラジン化合物の製造方法、ボラジン化合物の充填方法、および精製ボラジン化合物 | |
| EP2184288A2 (en) | Method for producing borazine compound | |
| CN117327112A (zh) | 一种二（二乙基氨基）硅烷的制备方法 | |
| JP5215600B2 (ja) | Ｎ−アルキルボラジンの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |