DE69301452T2 - Verfahren zur Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans

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Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung in einem Verfahren zur Herstellung eines Fluorosilans (z.B., Monofluaromonosilan, Difluoromonosilan, Trifluoromonosilan) durch Halogensubstitution.
  • 2. Beschreibung des diesbezüglichen Standes der Technik
  • Teilsubstituierte Fluorosilane sind gebräuchlich für die Bildung von dünnen Filmen vonfluoriertem amorphem Silizium.
  • Bekannte Verfahren zur Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans schließen das sogenannte Halogensubstitutions-Verfahren ein, in dem das entsprechende Chlorsilan mit einem Fluorierungsmittel fluoriert wird.
  • Die Verwendung von Zinkfluorid (hierin nachstehend als "ZnF&sub2;"bezeichnet) als Fluorierungsmittel wird in dem offengelegten Japaischen Patent Nr. 151015/1986 offenbart. Des weiteren offenbart diese Patentveröffentlichung, daß alle Gerätschaften, die bei der Reaktion zur Anwendung kommen,um nichts von ZnF&sub2; zu sagen, volle Trocknung unmittelbar vor ihrer Anwendung erfordern, weil ein Chlorsilan oder Fluorosilan der Hydrolyse in Anwesenheit von Wasser unterliegt und auch, daß die Trocknung von ZnF&sub2; ausreichend durch seine Erhitzung bewerkstelligt werden kann, beispielsweise bei 200ºC für die Dauer von 4 Stunden.
  • Es ist jedoch gefunden worden, daß, wenn Halogensubstitution eines teilsubstituierten Chlorsilans unter Verwendung von ZnF&sub2; ausgeführt wird, das wie oben beschrieben behandelt worden ist, andere Fluorosilane als das entsprechende teilsubstituierte Fluorosilan, Silane und Siliciumtetrafluorid daneben erzeugt werden.
  • Die gegenwärtigen Erfinder fanden dann, daß ein teilsubstituiertes Fluorosilan mit einer hohen Ausbeute und darüberhinaus mit weniger analogen Verunreinigungen hergestellt werden kann, wenn der Wassergehalt des ZnF&sub2; bis auf 0,2 Gew.-% oder weniger durch Bearbeitung wie Hitzebehandlung reduziert wird (Japanisches offengelegtespatent Nr. 147,920/1993). Selbst durch dieses Verfahren werden andere Fluorosilane als das entsprechende teilsubstituierte Fluorosilan, Silan, Siliciumtetrafluorid und dergleichen noch daneben erzeugt werden, obwohl ihre Mengen extrem klein sind.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die gegenwärtigen Erfinder haben versucht, ein Fluorierungsmittel herauszufinden, welches die Merkmale der leichten Handhabung und einer guten Umwandlung bei der Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans mit hoher Reinheit durch die Halogensubstitution aufweist.- Als Ergebnis ist gefunden worden, daß, indem den physikalischen Eigenschaften von ZnF&sub2;, insbesondere der Kristallitgröße, die in der Lage ist, gute Kristallinität aufzuweisen, Aufmerksamkeit zugewendet wird, die Verwendung von wasserfreiem Zinkfluorid mit 500 Å in Bezug auf die Größe der Kristalliten der (110)-Ebene ein teilsubstituiertes Fluorosilan herstellen kann, das durch die allgemeine Formel: SiHnF4-n repräsentiert wird (n:eine ganze Zahl von 1 bis 3) mit hoher Reinheit bei einer hohen Ausbeute, was zum Abschluß der vorliegenden Erfindung geführt hat. Die vorliegende Erfindung kann deshalb die in dem offengelegten Japanischen Patent Nr. 147,920/1993 offenbarte Erfindung ersetzen.
  • In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist so ein Verfahren zur Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans vorgesehen, das durch die folgende Formel:SiHnF4-n repräsentiert wird, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet und besagtes Verfahren das Umwandeln eines entsprechenden teilsubstituierten Chlorsilans, das durch die folgende Formel dargestellt wird: SiHnCl4-n' wobei n die gleiche Bedeutung wie oben angegeben hat, in das teilsubstituierte Fluorosilan durch Halogensubstitution unter Verwendung eines Fluorierungsmittels umfaßt, worin das Fluorierungsmittel ein wasserfreies Zinkfluorid mit wenigstens 500 Å in Bezug auf die Größe der Kristalliten der (110)-Ebene ist.
  • Infolge der Verwendung von wasserfreiem Zinkfluorid mit wenigstens 500 Å in Bezug auf die Größe der Kristalliten der (110)-Ebene als Fluorierungsmittel, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das teilsubstituierte Fluorosilan in einer weit höheren Ausbeute mit weniger analogen Verunreinigungen, verglichen mit herkömlichem Zinkfluorid, herstellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine klinographische Projektion eines Zinkfluorids des tetragonalen Kristallsystems; und Fig. 2 ist ein Röntgenbeugungsdiagramm von Zinkfluorid.
  • Beschreibung der Erfindung im einzelnen
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des teilsubstituierten Fluorosilans ist ein Halogensubstitutionsverfahren, in dem ein Fluorierungsmittel verwendet wird. Als das Fluorierungsmittel wird Zinkfluorid mit 500 Å in Bezug auf die Größe der Kristalliten der (110)- Ebene angewendet.
  • Nunmehr wird eine Beschreibung der Kristalle erfolgen.Ein Kristall bedeutet allgemein einen aus Atomen, Ionen oder Molekülen gebildeten Körper,die regelmäßig in drei Dimensionen angeordnet sind.Zum Beispiel ist ein ZnF&sub2;-Kristall aus Fluorionen F&supmin; und Zinkionen Zn²&spplus;, die abwechselnd angeordnet sind, sodaß die Ladungen ausgeglichen sind, gebildet.Es ist bekannt, daß die Mindesteinheit (Elementarzelle) eines ZnF&sub2;-Kristalls ein Würfel ist. Die Längen (a,b,c) der diesbezüglichen Achsen der Elementarzelle und die Winkelwerte (α, β, ) zwischen den jeweiligen Achsen werden "Gitterkonstanten" genannt. Alle Kristalle können durch solche Gitterkonstanten definiert werden. Indem auf die Symmetrie jeder Elementarzelle zurückgegriffen wird, können alle Kristalle in sieben Arten der Kristallsysteme klassifiziert werden. Von ZnF&sub2; ist bekannt,daß es zu dem in Fig. 1 gezeigten tetragonalen Kristallsystem gehört. Ausgedrückt in Gitterkonstanten sind die Längen seiner Gitterachsen (a,a,c), während die Winkel zwischen den jeweiligen Achsen (90º,90º,90º) sind.
  • Es kann angenommen werden, daß ein Kristall durch Wieder holen oder Aufstapeln solcherelementarzellen gebildet worden ist. Ecken (Vertices) von jeder Elementarzelle werden "Gitterpunkte" genannt. Ebenen, die solche Gitterpunkte enthalten, werden "Gitterebenen" genannt, von denen angenommen wird, daß sie in einer unendlichen Zahl vorhanden sind. Solche Gitterebenen erstrecken sich in Parallelen bei konstanten Zwischenräumen dazwischen. Die Art jeder Gitterebene wird durch eine Gruppe von ganzen Zahlen ausgedrückt, die"Millersche Indizes (Ebenen-Indi -zes)" genannt werden. Wenn sich eine Gitterebene ersteckt, indem sie die Achsen X,Y,Z von rechtwinkligen Koordinaten kreuzt, werden die diesbezüglichen Achsenabschnitte in Bezug auf die Längen der entsprechenden Achsen ausgedrückt und eine Kombination von drei Zahlen, die als die reziproken Werte dieser Zahlen erhalten worden sind, werden mit der kleinsten Zahl multipliziert, um dadurch alle reziproken Werte zu ganzen Zahlen zu machen, wodurch die Millerschenlndizes erhalten werden. Die (110)-Ebene zeigt eine Ebene an, die die X- und Y- Achsen an den Achsenabschnitten kreuzt, beziehungsweise sich in der Parallele mit der Z-Achse erstreckt. Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, werden die Millerschen Indizes im allgemeinen unter Verwendung von Symbolen angezeigt (hkl) (h, k, l :ganze Zahlen).
  • Wenn ein Kristall Röntgenstrahlen ausgesetzt wird, findet eine Beugung statt. Die Richtung der Beugung und die Intensität der so gebeugten Röntgenstrahlen ist dem Kristall inhärent. Es ist deshalb möglich, die Struktur eines Kristalls durch Messung des Beugungswinkels und der Intensität der Röntgenstrahlen zu bestimmen. Dieses Verfahren wird allgemein "Röntgenstrahlenbeugungsmessung" genannt. Zwischen der Wellenlänge λ der Röntgenstrahlen, die auf den Kristall abgestrahlt werden, einem Zwischenflächenabstand d zwischen bestimmten Gitterebenen des Kristalls und einem Winkel θ , bei dem die Röntgenstrahlen reflektiert werden, um gebeugte Röntgenstrahlen zu bilden, wird die folgende Formel (1), die "Braggsche Bedingung" genannt wird, aufgestellt:
  • nλ= 2d sinθ (1)
  • worin n eine "Beugungsordnung" genannt wird und eine positive ganze Zahl einnimmt.
  • Wie oben beschrieben worden ist, besitzt jeder Kristall einen inhärenten Zwischenflächenabstand d in Übereinstimmung mit der Anordnung der Atome darin, sodaß ein inhärentes Beugungsdiagramm erhalten wird. Ein Röntgenstrahlenbeugungs-Diagramm von ZnF&sub2; ist in Fig. 2 dargestellt. Wie in der Figur gezeigt wird, ist der der (110)-Ebene entsprechende Peak der größte. Hieraus ergibt sich, daß durch die (110)-Ebene gebeugte Röntgenstrahlen die größte Intensität besitzen.
  • Die"Kristallit - Größe D", wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Art von Teilchengröße von Kristallen. Die Kristallit-Größe D kann in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (2) aus der halben Bandbreite der integrierten Intensität der gebeugten Röntgenstrahlen (Peak-Fläche), die jeder Gitterebene in einem Röntgenstrahlenbeugungs-Diagramm entspricht, das durch die Röntgenstrahlenbeugungs-Analyse erhalten worden ist, errechnet werden:
  • D = 0,9λ/βcosθ (2)
  • worin D die Kristallit-Größe (Å) ist, λ die Wellenlänge der Röntgenstrahlen ist, die bei der Messung verwendet werden, 9 ein Braggscher Winkel ist und β eine halbe Bandbreite (rad) ist [P.Scherrer, Göttingen Nachr. 98 (1918).
  • Aus der obigen Formel ist erkennbar, daß, in dem Maße wie die Kristallinität besser wird,β sich gegen 0 ohne Grenzwert annähert und der Wert von D vergrößert sich unendlich.
  • Die Größe der Kristalliten, die durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, ist die Größe, wie sie in der Richtung (Vektor) senkrecht zu der Ebene an der die Röntgenstrahlen gebeugt werden (hkl), die zur Messung verwendet wird, gesehen wird und sie ist im allgemeinen von der Teilchengröße, die durch ein Verfahren wie die Teilchengröße-Analyse durch Sieben, ein Mikroskop oder eine Absetzungsgeschwindigkeit erhalten wird, verschieden.
  • Das in der vorliegenden Erfindung verwendete ZnF&sub2; hat eine größere Kristallit-Größe als 500 Å,wie sie in der Richtung der (110)-Ebene gesehen wird. Die Verwendung von solchem ZnF&sub2; macht es möglich, die Nebenproduktion von anderen Fluorosilanen als dem entsprechenden Fluorosilan, Fluorosilanen, Silanen (SiH&sub4;) , Siliciumtetrafluorid (SiF&sub4;) und dergleichen herabzusetzen.
  • Wenn SiHF&sub3; hergestellt wird, ist beispielsweise solches ZnF&sub2; besonders bei der Verminderung der Nebenproduktion von SiF&sub4; wirksam. Spezieller beschrieben ist es bei der Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans aus seinem entsprechenden teilsubstituierten Chlorsilan als dem Ausgangsmaterial möglich, die Nebenproduktion eines Fluorosilans, das durch ein Fluoratom mehr als in der Formel: SiHnF4-n (n: ganze Zahl von 1 bis 3) substituiert wurde, zu unterdrücken.
  • Obwohl der Grund im einzelnen hierfür noch unbekannt ist, gehen die gegenwärtigen Erfinder von der als nächstes beschriebenen Annahme aus.
  • Ein ZnF&sub2; -Kristall ist ein kubisches Kristall, wie oben dargelegt worden ist. Es wird davon ausgegangen, daß auf dem größten Teil seiner Kristalloberfläche eine Reaktion stattfindet, um ein entsprechendes Fluorosilan an ein Ausgangsmaterial zu bilden. Im Gegensatz dazu wird davon ausgegangen, daß Teile entsprechend den Vertices des kubischen Kristalls im allgemeinen eine hohe Aktivität besitzen, sodaß die Fluorierung weiter fortschreitet, um ein Fluorosilanzu bilden, das durch ein Fluoratom mehr substituiert ist. Demzufolge wird erwartet, daß die Steuerung der Größe der Kristalliten auf einen besonderen Wert oder größer die Anzahl der Punkte mit hoher Aktivität relativ vermindert, was zu einer Verhinderung des Auftretens der oben beschriebenen analogen Verunreinigung führt.
  • Um ein wasserfreies Zinkfluorid mit einer größeren Kristallit-Größe als 500 Å in der Richtung der (110)-Ebene zu erhalten, gibt es mehrere Verfahren.
  • Zum Beispiel wird es bevorzugt, Zinkoxid oder Zinkcarbonat, das eine Reinheit von 99 Gew.-% oder höher hat und kein Kristallisationswasser enthält, mit Fluorwasserstoffsäureanhydrid mit einer Reinheit von 99 Gew.-% oder höher umzusetzen. Des weiteren ist es auch geeignet, ZnF&sub2;, das durch Umsetzung einer Zinkverbindung erhalten worden ist und das eine Reinheit von 99 Gew.-% oder höher hat und kein Kristallisationswasser enthält, mit Fluorgas, das eine Reinheit von 99% oder höher besitzt, zu verwenden. Falls die Reinheiten der Verbindungen niedriger als 99 Gew.-% sind, neigen die resultierenden ZnF -Produkte dazu, eine geringere Kristallit-Größe zu besitzen. Erläuternde Beispiele der Zinkverbindung können ZnO, ZnCo&sub3;, ZnCl&sub2; und ZnBr&sub2; ein schließen. Wenn ZnF&sub2; durch eine der obigen Reaktionen synthetisiert wird, kann das Molverhältnis von Zinkoxid oder Zinkcarbonat zu Fluorwasserstoffsäureanhydrid oder das Molverhältnis von der Zinkverbindung zu Fluorgas vorzugsweise auf 1:2 bis 1:10 festgesetzt werden, wobei ein Bereich von 1:3 bis 1:5 mehr bevorzugt wird.
  • In der Halogensubstitutions-Technik wird es bevorzugt, das Chlorsilan mit ZnF dadurch in Kontakt zu bringen, daß das Chiorsilan veranlaßt wird, in einer gasförmigen Form durch eine ZnF&sub2;-gefüllte Schicht hindurchzugehen, wie es in dem offengelegten Japanischen Patent Nr.147,920/ 1993 offenbart ist, obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung eines solchen Kontaktverfahrens begrenzt ist.
  • Die Reaktion zwischen dem Chlorsilan und ZnF&sub2; ist eine signifikant exothermische Reaktion. Da das resultierende teilsubstituierte Fluorosilan thermisch unstabil ist, bedarf die effektive Entfernung der resultierenden Hitze der Überlegung, um ein Fluorosilan mit hoher Reinheit zu erhalten. Es ist eine effektive Maßnahme zur Verhütung von Nebenreaktionen, die Reaktion durch Suspendierung von ZnF&sub2; in einem organischen Lösungsmittel wie Ethyläther und anschließender Zugabedes Chlorsilans zu der Suspension durchzuführen.
  • Die Reaktionstemperatur kann vorzugsweise von -30ºC bis 40ºC, mehr bevorzugt von -10ºC bis 5ºC reichen. Niedrigere Temperaturen als -30ºC neigen dazu, die Umwandlung der Halogensubstitutions-Reaktion zu verringern. Im Gegensatz dazu neigen höhere Temperaturen als 40ºC dazu, den thermischen Abbau des resultierenden teilsubstituierten Fluorosilans zu induzieren und daher die Umwandlung zu verringern.
  • Die vorliegende Erfindung wird hierin nachstehend speziell durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt ist. Beispiel 1 pWasserfreies ZnF&sub2; wurde durch Umsetzung von wasserfreiem ZnO und wasserfreiem HF, deren Reinheiten 99,5 Gew.-% betrug, bei einem Molverhältnis von 1:4 synthetisiert.
  • Die Reaktionstemperatur betrug 100ºC. Das wasserfreie ZnF&sub2; wurde dann in einen Polypropylenbeutel gefüllt und in einem Trockengerät gelagert. Die Röntgenstrahlenbeugungs- Intensität der (110)-Ebene des ZnF wurde durch einen Röntgenstrahlendiffraktometer gemessen. Aus den Ergebnissen wurde die Größe der Kristalliten in der Richtung der (110)-Ebene errechnet. Es wurde gefunden, daß sie 546 Å betrug. Fünfhundert Gramm des ZnF&sub2; wurden in einen 3 l Glaskolben,der mit einem Rührer ausgerüstet war, eingefüllt und das Innere des Kolbens wurde vollständig mit N&sub2; ausgespült. Danach wurden 100 g SiHCl&sub3;mit einer Strömungsrate von 0,5 g/min in den Kolben eingespeist. Gelegentlich wurde der Kolben während der Reaktion in Eiswasser eingetaucht, sodaß die Reaktionstemperatur am Ansteigen gehindert wurde.
  • Von dem Kolben erzeugtes Gas wurde zu einem trockenen Eis-Aceton-Auffanggefäß geführt, um Verunreinigungen zu entfernen und dann in einem verflüssigten Stickstoff- Auffanggefäß gesammelt. Bezogen auf das SiHCl&sub3; betrug die Ausbeute an SiHF&sub3; 90 Vol.-%. Die Reinheit des aufgefangenen Gases (SiHF&sub3;) betrug 99 Vol.-% und , unter analogen Verunreinigungsgasen,war der Gehalt an SiF&sub4; 0,7 Vol.-% und die Gehalte der anderen Fluorosilane waren jeweils nicht höher als 0,1 Vol.-%, wie in Tabelle 1 aufgezeigt wird.
  • Beispiel 2
  • Wasserfreies ZnF&sub2; wurde durch Umsetzung bei 25ºC von 1,2 Mol wasserfreiem ZnCO&sub3; von einer Reinheit von 99 Gew.-% mit einer Überschußmenge, d.h., 8 Mol von F&sub2; mit einer Reinheit von 99,0 Gew.-% synthetisiert. Das wasserfreie ZnF&sub2; wurde sodann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gelagert. Die Größe der Kristalliten in der (110)-Ebene wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 errechnet. Es wurde gefunden, daß sie 527 Å betrug. Einhundert Gramm des ZnF&sub2; wurden in einen 1 l Glaskolben, der mit einem Rührer ausgerüstet war, eingefüllt und in 500 ml Anisol suspendiert. Nachdem das Innere des Kolbens vollständig mit N&sub2; ausgespült worden war, wurden 100 g SiH&sub2;Cl mit einer Strömungsrate von 0,5 g/min in den Kolben unter Rühren eingespeist. Gelegentlich wurde der Kolben während der Reaktion in Eiswasser eingetaucht, sodaß die Reaktionstemperatur am Ansteigen gehindert wurde. Ferner war der Kolben auch mit einem Rücklaufkondensator ausgestattet, um die Verdampfung des Anisols zu verhindern.
  • Von dem Kolben erzeugtes Reaktionsgas wurde zu einem Trockeneis - Aceton- Auffanggefäß geführt, um Verunreinigungen zu entfernen und wurde dann in einem verflüssigten Stickstoff-Auffanggefäß gesammelt. Bezogen auf das SiH&sub2;Cl&sub2; betrug die Ausbeute an SiH&sub2;F&sub2; 95 Vol.-%. Bei dieser Gelegenheit betrug die Reinheit des aufgesammelten Gases (SiH&sub2;F&sub2;) 99 Vol.-% und, unter den analogen Verunreinigungsgasen, war der Gehalt an SiHF&sub3; 0,7 Vol.-% und die Gehalte der anderen Fluorosilane waren jeweils nicht höher als 0,1 Vol.-%, wie in Tabelle 1 aufgezeigt wird.
  • Beispiel 3
  • ZnF&sub2;, das durch Umsetzung von 1,2 Mol wasserfreiem ZnO mit einer Reinheit von 99,0 Gew.-% mit einer Überschußmenge,d.h., 5 Mol an F mit einer Reinheit von 99,0 Gew.-% erhalten worden war, wurde auf eine gleiche Weise wie in Beispiel 1 gelagert. Durch das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde die Kristalliten-Größe in der (110)-Ebene errechnet. Es wurde gefunden, daß sie 537 Å betrug. Unter Verwendung von 200 g des ZnF wurde die Umwandlung von SiH&sub3;Cl zu SiH&sub3;F auf ähnliche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt. Bezogen auf das SiH&sub3;Cl betrug die Ausbeute an SiH&sub3;F 92 Vol.-%. Bei dieser Gelegenheit betrug die Reinheit des aufgefangenen Gases (SiH&sub3;F) 99 Vol.-% und unter analogen Verunreinigungsgasen betrug der Gehalt an SiH&sub2;F&sub2; 0,7 Vol.-% und die Gehalte der anderen Fluorosilane waren jeweils nicht höher als 0,1 Vol.-%, wie in Tabelle 1 aufgezeigt wird.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • ZnF&sub2; wurde durch Umsetzung von ZnO mit einer Reinheit von 95,0 Gew.-% mit einer 50 gew.-%igen Lösung von HF bei Raumtemperatur synthetisiert. Durch ein dem in Beispiel 1 angewendeten ähnlichen Verfahren wurde die Kristalliten-Größe in der (110)-Ebene errechnet. Es wurde gefunden, daß sie 386 Å betrug.Eine Reaktion wurde dann in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme der Verwendung des ZnF&sub2;. Als Ergebnis wurden, wie in Tabelle 1 aufgezeigt wird, andere analoge Verunreinigungen als SiHF&sub3; in größeren Mengen, verglichen mit Beispiel 1, gebildet. Insbesonderewurde die Nebenproduktion von SiF beobachtet. Es wurde auch gefunden, daß die Ausbeute niedrig war.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine Reaktion wurde dann in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt mit der Ausnahme der Verwendung des in Vergleichsbeispiel 1 synthetisierten ZnF&sub2;. Als Ergebnis wurden andere analoge Verunreinigungen als SiH&sub2;F&sub2;, wie in Tabelle 1 aufgezeigt wird, in größeren Mengen, verglichen mit Beispiel 2,gebildet. Insbesondere wurde die Nebenproduktion von SiHF&sub3; beobachtet. Es wurde auch gefunden, daß die Ausbeute niedrig war.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine Reaktion wurde dann in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, mit der Ausnahme der Verwendung des in Vergleichsbeispiel 1 synthetisierten ZnF&sub2;. Als Ergebnis wurden andere analoge Verunreinigungen als SiH&sub3;F , wie in Tabelle 1 aufgezeigt wird, in größeren Mengen, verglichen mit Beispiel 3, gebildet.Insbesondere wurde die Nebenproduktion von SiH &sub2;F&sub2; beobachtet. Es wurde auch gefunden, daß die Ausbeute gering war.
  • Vergleichsbeipiel 4
  • Nachdem kommerzielles Zinkfluoridtetrahydrat(ZnF&sub2; 4H&sub2;O) für die Dauer von 4 Stunden bei 200 ºC getrocknet worden war, wurde das resultierende Zinkfluorid einer weiteren Hitzebehandlung bei 600 ºC für die Dauer von 2 Stunden unterworfen. Danach wurde dem Zinkfluorid gestattet, nach und nach in einer trockenen Stickstoffgas-Atmosphäre auf Raumtemperatur abzukühlen. Gewichtsveränderungen des so erhaltenen ZnF&sub2; von Raumtemperatur bis 700 ºC wurden durch eine Differential-Thermowaage in einer mit Hehumgas ausgespülten Atmosphäre gemessen. Es wurde gefunden, daß der Gewichtsverlust 0,14% betrug. Zusätzlich wurde auch die Kristalliten-Größe in der (110)-Ebene des ZnF&sub2; auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Es wurde gefunden, daß sie 327 Å betrug. Unter Verwendung von 200 g des ZnF&sub2; wurde die Umwandlung von SiH&sub2;Cl&sub2; zu SiH&sub2;F&sub2; auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Bezogen auf das SiH&sub2;Cl&sub2; betrug die Ausbeute 81 Vol.-%. Diese Ausbeute ist beträchtlich niedriger, verglichen mit dem in Beispiel 2 erreichten Wert. Des weiteren traten andere analoge Verunreinigungen als SiH&sub2;F&sub2; im allgemeinen in größeren Mengen, verglichen mit Beispiel 2, auf. Die Reinheit des SiH&sub2;F&sub2; war niedriger als 99%.
  • Die obigen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Beispiel Vergleichbeispiel Ausbeute Analysenwerte des aufgefangenen Gases
  • Tabelle 1 zeigt auf, daß die Vergleichsbeispiele die analogen Verunreinigungen in hohen Ausbeuten, jedoch das angestrebte Fluorosilan in einer niedrigen Ausbeute erzeugten. Im Gegensatz dazu zeigen sie auch auf, daß die Beispiele, die innerhalb der Breite der vorliegenden Erfindung fallen, in diesen Aspekten überlegen sind.

Claims (3)

1. Ein Verfahren zur Herstellung eines teilsubstituierten Fluorosilans, das durch die folgende Formel dargestellt wird: SiHnF4-n, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet, wobei das Verfahren das Umwandeln eines entsprechenden teilsubstituierten Chlorsilans, das durch die folgende Formel dargestellt wird: SiHnCl4-n' wobei n die gleiche Bedeutung wie oben angegeben hat, in das teilsubstituierte Fluorosilan durch Halogensubstitution unter Verwendung eines Fluorierungsmittels umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorierungsmittel wasserfreies Zinkfluorid mit einer Größe der Kristallite von wenigstens 50 nm, berechnet aus dem Halbwertsbreiten-Wert des 110-Peaks des Röntgenstrahlen-Beugungsmessungsbildes, ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das wasserfreie Zinkfluorid durch Umsetzen einer Zinkverbindung, die aus Zinkoxid oder Zinkcarbonat ausgewählt ist, wobei die Zinkverbindung frei von Kristallisationswasser ist und eine Reinheit von wenigstens 99 Gew.-% hat, mit Fluorwasserstoffsäureanhydrid mit einer Reinheit von wenigstens 99 Gew.-% erhalten worden ist.
3. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das wasserfreie Zinkfluorid durch Umsetzen einer Zinkverbindung mit einer Reinheit von wenigstens 99 Gew.-% mit Fluorgas mit einer Reinheit von wenigstens 99 Gew.-% erhalten worden ist.
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