EP3233728A1 - Verfahren zur herstellung von chlorierten oligosilanen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von chlorierten oligosilanenInfo
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Definitions
- Compounds can be outside the reaction vessel with
- the chlorination reaction will be at least two different in at least two steps
- Reaction mixture advantageous, for example by vigorous stirring.
- gas uptake can take place solely through the liquid surface, in particular if the liquid is vigorously stirred. It is preferable that Chlorine gas in the form of bubbles to flow through the liquid. A large bubble surface and thus fine bubbles improve the contact between gas and liquid and thus the chlorine gas uptake by the reaction solution.
- the chlorosilane mixture is added dropwise within 13.5 h in the upper packed column.
- the upper half of this column slowly heats up to less than 50 ° C.
- the viscosity of the mixture decreases markedly on the way through the upper column and the color intensity of the orange-yellow mixture is also lower. From the top
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von chlorierten Oligosilanen, wobei chloriertes Polysilan mit einer empirischen Formel von SiCl]1,0-2,8 und/oder eine das chlorierte Polysilan enthaltende Mischung mit elementarem Chlor oder einer chlorhaltigen Mischung umgesetzt wird. Zudem werden durch das Verfahren hergestellte chlorierte Oligosilane und ihre Verwendung zur Herstellung von Halbleitern und/oder harten Beschichtungen beansprucht.
Description
Beschreibung
Verfahren zur Herstellung von chlorierten Oligosilanen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von chlorierten Oligosilanen sowie die Verwendung der durch das Verfahren hergestellten chlorierten Oligosilane zur Herstellung von Halbleitern und/oder harten
Beschichtungen .
M. Schmeisser, P. Voss, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 1964, 334, 50-56 beschreiben die Reaktion von festen chlorierten Polysilanen (SiCl2)x mit Chlorgas. Eine l:l-Mischung von Chlorgas und Stickstoff wird bei 60 °C durch ein Gefäß geleitet, das das feste Material enthält. Eine klare Schicht Niedrig-Viskoseflüssigkeit bildet sich allmählich auf dem Feststoff. Nach drei Tagen ist der
Feststoff völlig verschwunden und die verbleibende flüssige Mischung wird fraktioniert. Isolierte Komponenten sind
Si2Clg, Si3Clg, Si4Cl]_Q und Si5Cl]_2- S1CI4 wird während dieser Reaktion nicht gebildet und ebenso nicht in einer zweiten Reaktion mit einer Lösung von (SiCl2)x in CCI4.
Das Verfahren nach Schmeisser und Voss führt nicht zu einer vollständigen Umsetzung des Chlorpolysilans und ist
insbesondere für größere Ansatzmengen ungeeignet, wenn nur ein schlechter Kontakt zwischen Gasphase und Chlorpolysilan gegeben ist. E. Bonitz, Angewandte Chemie, 1966, 78, 475-482 und DE
1132901 B beschreiben die Reaktion von Chlorgas mit CaSi2, das durch Vermählen in Anwesenheit von chlorhaltigen
Verdünnungsmitteln aktiviert worden ist. Das Silizid reagiert
mit Chlorgas bei 20-40 °C zunächst zu elementarem Silicium und CaCl2 und danach zu Siliciummonochlorid SiCl. Weitere Zugabe von Chlorgas führt zur Spaltung von Si-Si-Bindungen und abhängig vom Verhältnis zugesetzten Chlorgases zu
Startmaterial werden verschiedene Si-Cl-Verbindungen
erhalten. Fortgesetzte Chlorierung führt letztlich zu
kettenförmigen Verbindungen SinCl2n+2 mit Molekülmassen M = 170 - 700. DE 1132901 B offenbart zusätzlich, dass in
Anwesenheit katalytisch aktiver Metalle wie Cu oder Fe auch Silicium oder Siliciumlegierungen gleichartig reagieren.
Reaktionstemperaturen zwischen 0 °C und 250 °C sind
angegeben, vorzugsweise 20 °C bis 150 °C. Als
Verdünnungsmittel werden CCI4, S1CI4, Tetrachlorethan und flüssige chlorierte Polysilane erwähnt. Die
Reaktionsgeschwindigkeit kann durch erhöhten Druck während der Chloreinleitung beschleunigt werden. SiCl4 wird während der Reaktion nicht gebildet.
Das Verfahren nach Bonitz erfordert die Aktivierung von festen Silicium-haltigen Materialien durch Vermählen in
Anwesenheit chlorhaltiger Verdünnungsmittel, bevor die
Reaktion mit Chlorgas durchgeführt werden kann. Dies
entspricht einem zusätzlichen Verarbeitungsschritt neben der Chlorierung, der entweder eine spezielle, mechanisch sehr robuste Reaktorkonstruktion oder ein zusätzliches Gerät mit nachfolgender Übertragung des aktivierten reaktiven Materials in dem Chlorierungsreaktor erfordert. Zusätzlich verbleiben nach der Reaktion CaCl2 und/oder die Katalysatormetalle in der Reaktionsmischung, die als Metall-Verunreinigungen
Probleme für die Isolierung sehr reiner Endprodukte nach sich ziehen .
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von chlorierten Oligosilanen, durch das Verfahren hergestellte chlorierte Oligosilane sowie eine Verwendung für die hergestellten chlorierten Oligosilane zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1, das Produkt nach Anspruch 14 und die Verwendung nach Anspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
In erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von
chlorierten Oligosilanen wird chloriertes Polysilan mit einer empirischen Formel von SiCl]_ g-2,8 und/oder eine das
chlorierte Polysilan enthaltende Mischung mit elementarem Chlor oder einer chlorhaltigen Mischung umgesetzt.
Vorzugsweise wird chloriertes Polysilan mit einer empirischen Formel von SiCl]_ 6-2,2 verwendet. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von chlorierten Oligosilanen bei guter
Ausbeute und mit hoher Reinheit, wobei das Verfahren einfach durchführbar ist.
Chlorierte Polysilane im Sinne des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind Verbindungen, die aus Silicium und Chlor bestehen und mindestens eine direkte Bindung Si-Si aufweisen. Die chlorierten Polysilane können dabei zur Durchführung des Verfahrens sowohl als Reinsubstanz als auch als
Isomerenmischung oder als Gemisch von Verbindungen mit unterschiedlichem Molekulargewicht vorliegen. Als Oligosilane im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine
Untergruppe der Polysilane bezeichnet, deren Moleküle kleiner oder gleich sechs Siliciumatome enthalten.
Vorzugsweise besitzt das chlorierte Polysilan eine mittlere Kettenlänge von n = 4 bis n = 50, vorzugsweise n = 6 bis n = 30, weiter bevorzugt n = 10 bis n = 25 und/oder n = 3. Als Kettenlänge n im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Anzahl von Siliciumatomen in einem Polysilan
bezeichnet, die miteinander direkt oder indirekt verbunden sind, ohne ein weiteres chemisches Element einzubeziehen . Im erfindungsgemäßen Verfahren werden chlorierte Polysilane mit Chlorgas oder Chlor-haltigen Mischungen umgesetzt. Die Chlor-haltigen Mischungen umfassen gasförmige Mischungen mit inerten Gasen und sowie flüssige Mischungen, worin Chlor in geeigneten Lösungsmitteln aufgelöst wurde. Beispiele für inerte Gase sind Helium, Stickstoff oder Argon. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind chlorierte Silane (z.B. S1CI4) oder Polysilane, vorzugsweise Oligosilane, insbesondere bevorzugt Si2Clg, Si3Clg,
und/oder Polychlorsilan . Das Lösungsmittel kann entweder mit dem Chlor zum gewünschten Produkt umgesetzt und/oder kann, vorzugsweise durch
Destillation, abgetrennt werden. Wenn das Lösungsmittel abgetrennt wird, wird es vorzugsweise recycliert, d.h. dem Verfahren wieder zugeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem Polysilan oder einer Mischung von Polysilanen der genannten mittleren
Kettenlängen ohne Zusatz von Verdünnungsmitteln durchgeführt werden. Das Polysilan oder die Mischung von Polysilanen kann auch im Gemisch mit mindestens einem Verdünnungsmittel eingesetzt werden. Bevorzugt sind solche Verdünnungsmittel, die unter den Reaktionsbedingungen nicht mit Chlor reagieren. Besonders geeignete Verdünnungsmittel zur Durchführung des Verfahrens sind chlorierte Polysilane SinCl2n+2 (n = 2, 3, 4)
oder deren Gemische, insbesondere S12CI5 und/oder Si3Clg. Für chlorierte Polysilane als Verdünnungsmittel gilt die
Voraussetzung einer Stabilität gegenüber Chlor unter den Reaktionsbedingungen nicht.
Die während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehende Produktmischung enthält SiCl4 und S12CI5. S1CI4 wird dabei in einem stöchiometrischen Verhältnis im Vergleich zu S12CI5 gebildet. Das Molverhältnis von S1CI4 zu Si2Clg im gebildeten Produkt beträgt dabei 0,1 bis 1,5, bevorzugt 0,2 bis 1,2, besonders bevorzugt 0,25 bis 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter
Reaktionsbedingungen durchgeführt werden, unter denen
innerhalb des Reaktionszeitraumes S1CI4 zumindest teilweise aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert. Die
Reaktionsbedingungen können auch so gewählt sein, dass neben S1CI4 noch mindestens ein chloriertes Oligosilan in während des Reaktionszeitraumes gewonnenem Destillat enthalten ist. Dies gilt insbesondere für S12CI5 und/oder Si3Clg. Im während des Reaktionszeitraumes gewonnenen Destillat enthaltene
Verbindungen können außerhalb des Reaktionsgefäßes mit
Chlorgas versetzt werden und die so erhaltene Chlorlösung in den Reaktor zurückgeführt werden.
Vorzugsweise wird die Chlorierungsreaktion in mindestens zwei Schritten bei mindestens zwei unterschiedlichen
Temperaturbereichen durchgeführt. Auf diese Weise werden höhere Ausbeuten und eine höhere Reinheit der Produkte erhalten. Weiter bevorzugt beträgt der erste
Temperaturbereich 100 °C bis 140 °C und der zweite
Temperaturbereich 145 °C bis 175 °C, vorzugsweise 155 °C bis 170 °C. Der erste Temperaturbereich kann dabei ausschließlich
oder überwiegend durch die freigesetzte Reaktionsenthalpie erreicht werden. Bei Durchführung eines solchen zweistufigen Verfahrens kann eine Spontanentzündung der Reaktionsmischung vermieden werden, die bei sofortiger Erhitzung auf den höheren Temperaturbereich erfolgen kann.
Die Chlorierungsreaktion wird vorzugsweise in einem
Druckbereich von 100 hPa bis 2000 hPa, vorzugsweise 800 hPa bis 1500 hPa, weiter bevorzugt 100 hPa bis 1400 hPa,
insbesondere bevorzugt 1100 hPa bis 1300 hPa durchgeführt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann sich zur Gewinnung von chlorierten Oligosilanen an die Reaktion mit Chlor ein weiterer Prozessschritt anschließen, insbesondere eine
Destillation.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu geeignet Produkte zu erzeugen, die sich zur Herstellung von Halbleitern oder Hartstoffschichten eignen, insbesondere die Verbindungen Si2Clg, Si3Clg,
und Si5Cl]_2 oder deren Mischungen.
In einer ersten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren als diskontinuierlicher Prozess auch
Chargenverfahren oder Badge-Verfahren genannt) durchgeführt werden. Hierbei ist eine intensive Durchmischung der
Reaktionsmischung vorteilhaft, beispielsweise durch heftiges Rühren .
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren als diskontinuierlicher Prozess durchgeführt und die flüssige Mischung mit Chlorgas in Kontakt gebracht wird, so kann die Gasaufnahme allein durch die Flüssigkeitsoberfläche geschehen, insbesondere wenn die Flüssigkeit heftig gerührt wird. Es ist bevorzugt, das
Chlorgas in Form von Blasen durch die Flüssigkeit strömen zu lassen. Eine große Blasenoberfläche und somit feine Blasen verbessern dabei den Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit und damit die Chlorgasaufnahme durch die Reaktionslösung.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren als diskontinuierlicher Prozess durchgeführt wird, so können zusätzlich feste
chlorierte Polysilane der empirischen Formel SiClx mit x = 0,05 bis x = 1 zugemischt werden, bevorzugt mit x = 0,2 bis 0,8. Diese werden während des Prozesses ebenfalls mit
Chlorgas zu Verbindungen mit höherem Chlorgehalt umgesetzt.
In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird dieses als kontinuierlicher Prozess
durchgeführt. Zu diesem Zweck kann das chlorierte Polysilan oder die Mischung von chloriertem Polysilan oder die Mischung mit mindestens einem Verdünnungsmittel in einen
röhrenförmigen Reaktor eindosiert und in seinem Inneren mit Chlorgas in Kontakt gebracht werden. Wird ein unbeweglicher Reaktor verwendet, so ist es vorteilhaft, diesen zur
Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Gasphase und
Flüssigkeit in der Art einer senkrechten Füllkörperkolonne auszuführen und die Flüssigkeit von oben in den Reaktor einzudosieren .
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren als kontinuierlicher Prozess durchgeführt wird, so können flüssige Phase und
Gasphase im Gegenstrom durch den röhrenförmigen Reaktor geleitet werden.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren als kontinuierlicher Prozess durchgeführt wird, so können flüssige Phase und
Gasphase im Gegenstrom durch den röhrenförmigen Reaktor geleitet werden.
Auch in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Reaktionsbedingungen so gewählt werden, dass SiCl4 den Reaktor zumindest teilweise gasförmig
verlässt. Die Reaktionsbedingungen können auch so gewählt sein, dass neben SiCl4 noch mindestens ein chloriertes
Oligosilan in der gasförmig austretenden Mischung enthalten ist. Dies gilt insbesondere für Si2Clg und/oder Si3Clg.
In der zweiten, kontinuierlichen Ausführungsform kann die flüssige Reaktionsmischung nacheinander Zonen
unterschiedlicher Temperatur innerhalb des röhrenförmigen Reaktors durchfließen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Reaktionsmischung zunächst eine Zone mit geringerer
Temperatur und danach eine Zone höherer Temperatur
durchquert . Ausführungsbeispiele
Beispiel 1
3052,7 g plasmachemisch erzeugtes chloriertes Polysilan werden mit 1388.7 g Si2Clg verdünnt und in eine Apparatur gefüllt, die mit Rührer, Rückflusskühler und Gaseinleitrohr ausgestattet ist. Der Rückflusskühler wird auf 60°C gehalten. Chlorsilane, die aus dem Reaktionsgefäß austreten, werden in einer Kühlfalle bei 0°C kondensiert. Die Temperatur der
Reaktionsmischung wird zwischen 110°C und 120°C gehalten und innerhalb von 25,5 h werden 950 g Chlorgas unter heftigem
Rühren in die Reaktionsmischung eingeleitet. Der Druck in der Apparatur wird im Bereich zwischen 1013 hPa und 1213 hPa gehalten. Fraktionierung des Reaktionsproduktes ergibt 760,1
g S1CI4, 3354,9 g Si2Cl6 und 861,8 g Si3Cl8. Die 401,7 g Fraktionierungs-Rückstand enthalten entsprechend 29g1-NMR- Spektroskopie neben Resten von S13CI8 die Verbindungen i- Tetrasilan, neo-Pentasilan und neo-Hexasilan in ihrer
perchlorierten Form.
Beispiel 2
Zu 505,7 g S13CI8 werden 100,1 g eines Feststoffes mit der empirischen Zusammensetzung SiClg 7 gegeben in einer
Apparatur , die mit Rührer und Gaseinleitrohr ausgestattet ist. Die Mischung wird unter Rühren innerhalb von 30 h mit etwa 200 g Chlorgas beaufschlagt. Die Temperatur der
Flüssigkeit steigt während der Chlor-Zugabe durch die
exotherme Reaktion von zunächst 23°C auf ein Maximum von 125°C. Diese Höchsttemperatur wird durch Kontrolle der Chlor- Zugaberate beibehalten. Sobald die Reaktionsgeschwindigkeit abnimmt, was verringerte Chlorabsorption und abnehmende
Temperatur anzeigen, wird die Reaktion unter Erwärmen von außen auf 120°C fortgesetzt. Fraktionierung der
Reaktionsmischung ergibt 202, 4 g S1CI4, 362, 5 g Si2Clg und 181,7 g Si3Clg. Der Destillationsrückstand wiegt 42,6 g.
Beispiel 3
5,710 kg plasmachemisch erzeugtes chloriertes Polysilan und 5,327 kg Fraktionierungs-Rückstand aus vorhergehenden
Chlorierungsansätzen werden mit 19,215 kg Si3C18 verdünnt in eine Apparatur gegeben, die mit Rückflusskühler, Rührer und Gaseinleitrohr ausgestattet ist. Der Rückflusskühler wird auf 150°C gehalten. Die Reaktionsmischung wird auf 165°C erwärmt und innerhalb von 36 h werden 6,7 kg Chlorgas unter heftigem Rühren in die Flüssigkeit eingeleitet. Der Druck in der
Apparatur wird zwischen 1013 hPa und 1113 hPa gehalten.
Während des Reaktionszeitraumes verlassen 17,82 kg einer
Chlorsilan-Mischung, die hauptsächlich S1CI4 und S12CI5 sowie eine geringe Menge Si3C18 enthält, die Apparatur über den Rückflusskühler und werden in einem zweiten Kühler bei 12°C kondensiert. Die Oligosilane werden durch Abdestillieren des Hauptteiles an S1CI4 aufkonzentriert und der
Destillationsrückstand wird mit dem Inhalt des
Chlorierungsreaktors vereinigt. Nach Fraktionierung dieser Flüssigkeit werden 12,660 kg S12CI5 und 3,370 kg S13CI8 neben 1,629 kg Mischfraktionen isoliert. Die 5,745 kg
Fraktionierungs-Rückstand enthalten nach 29g1-NMR-
Spektroskopie neben Resten von S13CI8 die Verbindungen i- Tetrasilan, neo-Pentasilan und neo-Hexasilan in ihrer
perchlorierten Form. Beispiel 4
26,27 kg plasmachemisch erzeugte chlorierte Polysilane werden mit 18,20 kg Fraktionierungs-Rückständen aus vorhergehenden Chlorierungsansätzen sowie 2,50 kg S12CI5 verdünnt in eine Apparatur gegeben, die mit Rührer, Rückflusskühler und
Gaseinleitrohr ausgestattet ist. Der Rückflusskühler wird auf 60 °C gehalten. Die Temperatur der Reaktionsmischung wird zunächst bei 120°C gehalten, später mit nachlassender
Chloraufnahme auf 140° und schließlich auf 155°C erwärmt. Innerhalb von 50 h werden 9,5 kg Chlorgas unter heftigem Rühren eingeleitet. Der Druck innerhalb der Apparatur wird zwischen 1013 hPa und 1250 hPa gehalten. Innerhalb des
Reaktionszeitraumes werden 14,3 kg chlorhaltiges SiC14 durch Druckreduktion etwa alle 2 h abdestilliert und in einem zweiten Kühler bei 12°C kondensiert. Fraktionierung des
Reaktorinhaltes ergibt 1,12 kg of S1CI4 /S12CI 5-Mischung,
20,39 kg reines Si2Cl6 und 0,30 kg Si2Cl6/Si3Cl8-Mischung. 20,20 kg Fraktionierungs-Rückstand verbleiben, die eine
Mischung von S13CI8 und den perchlorierten i-Tetrasilan, neo- Pentasilan und neo-Hexasilan enthalten.
Beispiel 5
63,88 g plasmachemisch erzeugte chlorierte Polysilane werden in 52,65 g S12CI5 gelöst. Die Lösung wird in einen
Tropftrichter am oberen Ende einer senkrechten
Füllkörperkolonne (Durchmesser 2,4 cm, Länge 25 cm)
überführt, die mit 3 mm Raschig-Ringen gefüllt ist. Die
Kolonne wird auf eine konstante Temperatur von 90 °C erwärmt. Die Reaktionsprodukte werden in einem Schlenk-Kolben am unteren Ende der Kolonne aufgefangen, der auf 0°C gekühlt ist. Ein langsamer Strom von Chlorgas durch die Kolonne und den Sammelkolben wird während der Reaktionszeit
aufrechterhalten. Die Lösung wird innerhalb von 3 h in die
Kolonne eingetropft und der Chlorgasstrom wird weitere 30 min aufrechterhalten, bis der größte Teil der Flüssigkeit die Kolonne passiert hat. Eine geringe Menge Produkt bleibt in der Kolonne zurück. Flüchtige Komponenten der Produktmischung werden im Vakuum bei 200 °C abgezogen (63,37 g) und
nachfolgend einer fraktionierenden Vakuumdestillation
unterzogen (Destillationstemperaturen und Ausbeuten: 50°C: 46,28 g; 100°C: 6,45 g; 130°C: 1,35 g) . Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel) :
223,4 g plasmachemisch erzeugtes PCS werden mit 65,4 g Si3Clg vermischt. Die Lösung wird in den Tropftrichter der in
Beispiel 5 beschriebenen Apparatur überführt. Die Kolonne wird auf 155°C erwärmt. Nachdem ein schwacher Chlorgasstrom durch die Apparatur eingestellt ist, wird der Hahn des
Tropftrichters leicht geöffnet. Bei Auftreffen der
Chlorsilan-Mischung auf die Kolonnenpackung entzündet sich die Mischung sofort und verbrennt mit lokalem Aufglühen und
orange-roter Flamme, die in die Kolonnenpackung
hineinschlägt. Der Versuch wird abgebrochen.
Beispiel 7 :
Die in Beispiel 5 beschriebene Apparatur wird durch eine weitere, nicht beheizte und nicht isolierte Füllkörperkolonne (3 cm Durchmesser, 25 cm lang, 3 mm Raschig-Ringe) ergänzt, die zwischen Tropftrichter und beheizter Kolonne eingefügt wird .
524,9 g plasmachemisch erzeugtes PCS werden mit 153,7 g
Si3C18 vermischt und in den Tropftrichter der Apparatur überführt. Ein schwacher Chlorgasstrom durch beide
Füllkörperkolonnen und den Auffangkolben wird eingestellt und entsprechend des Gasverbrauches während der Reaktion
nachgeregelt. Die Chlorsilanmischung wird innerhalb von 13,5 h in die obere Füllkörperkolonne getropft. Die obere Hälfte dieser Kolonne erwärmt sich langsam auf weniger als 50°C. Die Viskosität der Mischung vermindert sich deutlich auf dem Weg durch die obere Kolonne und die Farbintensität der orange- gelben Mischung wird ebenfalls geringer. Aus der oberen
Kolonne austretendes Material entzündet sich nicht bei
Kontakt mit der auf 155°C erwärmten Kolonnenfüllung. Nach Abschluss der Flüssigkeitszugabe wird weitere 30 min ein leichter Chlorgasstrom beibehalten. Fraktionierte
Destillation der 892,3 g Produktmischung unter reduziertem
Druck ergibt 185,2 g einer hauptsächlich aus SiCl4 und wenig Si2Clg bestehenden Fraktion, 354,7 g einer hauptsächlich aus Si2Clg und wenig Si3Clg bestehenden Fraktion und 223, 9 g einer hauptsächlich aus Si3Clg und wenig Si2Clg bestehenden Fraktion. Es verbleibt ein Rückstand von 118,5 g.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von chlorierten Oligosilanen, wobei chloriertes Polysilan mit einer empirischen Formel von SiCl]_ g-2,8 und/oder eine das chlorierte Polysilan enthaltende Mischung mit elementarem Chlor oder einer chlorhaltigen Mischung umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei chloriertes Polysilan mit einer empirischen Formel von SiCl]_ 6-2,2 verwendet wird .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das chlorierte Polysilan eine mittlere Kettenlänge von n=4 bis n=50, vorzugsweise n=6 bis n=30, weiter bevorzugt n=10 bis n=25 und/oder n=3 besitzt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorierungsreaktion bei einer Temperatur von 20°C bis 300°C, vorzugsweise 80°C bis 200°C, weiter bevorzugt 110°C to 190°C, insbesondere bevorzugt 130°C bis 170°C durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Chlorierungsreaktion in mindestens zwei Schritten bei mindestens zwei
unterschiedlichen Temperaturbereichen durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste
Temperaturbereich 100°C bis 140°C beträgt und der zweite Temperaturbereich 145°C bis 175°C, vorzugsweise 155°C bis 170°C, beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorierungsreaktion in einem Druckbereich von lOOhPa bis 2000hPa, vorzugsweise 800hPa bis 1500hPa, weiter
bevorzugt lOOOhPa bis 1400hPa, insbesondere bevorzugt HOOhPa bis 1300hPa durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorierungsreaktion in Lösung mit einem
Verdünnungsmittel, das vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Si2Clg, Si3Clg, Si4Cl]_Q,
Si5Cl]_2, oder deren Mischungen, vorzugsweise S12CI5, S13CI8 oder deren Mischungen, besteht, stattfindet.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der Chlorierungsreaktion S1CI4 abdestilliert wird .
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens ein
zusätzliches chloriertes Oligosilan, vorzugsweise S12CI5, S13CI8 oder Mischungen davon, insbesondere bevorzugt S12CI5, abdestilliert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorierungsreaktion unter vollem oder teilweisen Rückfluss von S1CI4 oder einer Mischung aus S1CI4 und mindestens einem zusätzlichen chlorierten Oligosilan erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chlorierungsreaktion kontinuierlich, vorzugsweise unter Gegenstrom von chlorhaltigem Gas zu chlorierten Polysilan und/oder einem chloriertem Oligosilan in einer Säule durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verfahren diskontinuierlich durchgeführt wird.
14. Chlorierte Oligosilane erhältlich nach dem Verfahren nach einem der Ansrüche 1 bis 13.
Verwendung der chlorierten Oligosilane nach Anspruch zur Herstellung von Halbleitern und/oder harten Beschichtungen .
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