JP7237988B2 - ハロシラン化合物を生成するための方法 - Google Patents
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Description
背景
[0002]ハロシラン化合物は、様々な産業用途において使用される。例えば、ハロシラン化合物(例えばクロロシラン)は、光起電および電子機器用途向けの多結晶シリコン(例えば半導体ウエハ)の製造において使用される。近頃、これらの産業は、クロロシランの代替として、高周期ハロシラン(higher halosilane)化合物(例えばヨードシラン)を使用し始めている。これらの高周期ハロシラン化合物は一般に、とりわけ光起電および電子機器産業によって要求される純度レベルのものは、低周期ハロシラン化合物(例えばクロロシラン)よりも製造が困難である。例えば、このような高周期ハロシランを合成するための公知の方法は一般に、有機溶媒中で実行される。これによって、反応を実行した後の有機溶媒から、所望のハロシラン化合物を単離することが必要となる。このような分離/単離プロセスは、とりわけ、光起電および電子機器産業によって要求される極めて低レベルまで溶媒汚染を低減することが必要な場合には、冗長でありうる。
発明の概要
[0004]第1の態様では、本発明は、ハロシラン化合物を生成するための方法であって、
(a)第1のハロシラン化合物を準備する工程であり、第1のハロシラン化合物が、ケイ素原子に共有結合している第1のハロゲンを含む、工程;
(b)入口と出口と内部容積とを有する反応容器を準備する工程であり、反応容器が、内部容積に配置されたハロゲン化物源を含み、ハロゲン化物源が、第1のハロゲンよりも大きな原子番号を有する第2のハロゲンを含む、工程;
(c)第1のハロシラン化合物を反応容器の入口に供給して、反応容器の内部容積に送り込み、それにより、第1のハロシラン化合物がハロゲン化物源と接触し、反応して第2のハロシラン化合物を形成する工程であり、第2のハロシラン化合物が、ケイ素原子に共有結合している少なくとも1個の第2のハロゲンを含む、工程;および
(d)反応容器の出口から生成物流を収集する工程であり、生成物流が第2のハロシラン化合物を含む、工程
を含む、方法を提供する。
発明の詳細な説明
[0005]第1の態様では、本発明は、ハロシラン化合物を生成するための方法を提供する。この方法は一般に、第1のハロシラン化合物を、ハロゲン化物源を含む反応容器中を通過させることを伴う。第1のハロシラン化合物は、好ましくは、反応容器に供給される時点で、流体(すなわち、液体または気体)である。第1のハロシラン化合物とハロゲン化物源とが反応して、第1の化合物とは異なる第2のハロシラン化合物を生成する(すなわち、第2のハロシラン化合物は、第1のハロシラン化合物中には存在しなかった、少なくとも1個のハロゲンを含有する)。次いで、第2のハロシラン化合物を、反応容器の出口から収集する。より具体的には、この方法は、(a)第1のハロシラン化合物を準備する工程、(b)内部に配置されたハロゲン化物源を含む反応容器を準備する工程、(c)反応容器にハロシラン化合物を供給する工程、および(d)反応容器から、第2のハロシランを含有する生成物流を収集する工程を含む。
SiaHbRcXd 式(I)
である。
N(SiHeRfXg)3 式(X)
である。
(SiHsRtXv)2CH2 式(XX)
である。
(HmRnXpSiO)qSiHmRnXp 式(XL)
である。
SiaHbRcX1 d 式(IA)
である。
N(SiHeRfX1 g)3 式(XA)
である。
(SiHsRtX1 v)2CH2 式(XXA)
である。
(HmRnX1 pSiO)qSiHmRnX1 p 式(XLA)
である。
[0027]この例は、ジクロロシランをジヨードシランに変換する、本発明の方法を示す。
[0029]この例は、ジクロロシランをジヨードシランに変換する、本発明の方法を示す。
[0031]この例は、ジクロロシランをジヨードシランに変換する、本発明の方法を示す。
[0033]この例は、ジクロロシランをジヨードシランに変換する、本発明の方法を示す。
Claims (23)
- ハロシラン化合物を生成するための方法であって、
(a)第1のハロシラン化合物を準備する工程であり、第1のハロシランが、ケイ素原子に共有結合している第1のハロゲンを含む、工程;
(b)入口と出口と内部容積とを有する反応容器を準備する工程であり、前記入口および出口は、互いに対して、内部容積の実質的に反対側の端部に位置し、前記反応容器が、前記内部容積に配置された固体のハロゲン化物源および随意に不活性充填剤を含み、前記反応容器の前記内部容積が、前記固体のハロゲン化物源および随意の不活性充填剤で実質的に充填され、前記固体のハロゲン化物源が、前記第1のハロゲンよりも大きな原子番号を有する第2のハロゲンを含む、工程;
(c)前記第1のハロシラン化合物を前記反応容器の前記入口に供給して、前記反応容器の前記内部容積に送り込み、それにより、第1のハロシラン化合物が前記固体のハロゲン化物源と接触し、反応して第2のハロシラン化合物を形成する工程であり、前記第2のハロシラン化合物が、ケイ素原子に共有結合している少なくとも1個の第2のハロゲンを含む、工程;および
(d)前記反応容器の前記出口から生成物流を収集する工程であり、前記生成物流が前記第2のハロシラン化合物を含む、工程
を含む、方法。 - 前記方法が、
(e)前記生成物流から、未反応の第1のハロシラン化合物を回収する工程;および
(f)回収した未反応の第1のハロシラン化合物を、前記反応容器の前記入口に供給する工程
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1のハロシラン化合物が、前記反応容器の前記入口に供給される時点で流体である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記固体のハロゲン化物源が、無水臭化物塩、無水ヨウ化物塩、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~3の何れか1項に記載の方法。
- 前記固体のハロゲン化物源が、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~4の何れか1項に記載の方法。
- 前記固体のハロゲン化物源が無水ヨウ化物塩である、請求項1~5の何れか1項に記載の方法。
- 前記固体のハロゲン化物源がヨウ化リチウムである、請求項6に記載の方法。
- 前記反応を約0℃~約40℃の温度において行う、請求項1~7の何れか1項に記載の方法。
- 前記反応を約20℃~約30℃の温度において行う、請求項8に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物が、クロロシラン、ブロモシラン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~9の何れか1項に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物が、式(I)、式(X)、式(XX)、または(式(XL)
SiaHbRcXd 式(I)
[式中、変数aは1~3の整数であり、変数b、c、およびdの合計は2a+2であり、前記変数bは0~2a+1の整数であり、前記変数cは0~2a+1の整数であり、前記変数dは1~2a+2の整数である]
N(SiHeRfXg)3 式(X)
[式中、各ケイ素原子に付されたe、f、およびgの合計は3に等しく、各変数eは独立して、0~3から選択される整数であり、各変数fは独立して、0~3から選択される整数であり、各変数gは独立して、0~3から選択される整数であり、ただし、式(X)において少なくとも1つの変数gは1以上である]
(SiHsRtXv)2CH2 式(XX)
[式中、各ケイ素原子に付されたs、t、およびvの合計は3に等しく、各sは独立して、0~3から選択される整数であり、各変数tは独立して、0~3から選択される整数であり、各変数vは独立して、0~3から選択される整数であり、ただし、式(X)において少なくとも1つの変数vは1以上である]
(HmRnXpSiO)qSiHmRnXp 式(XL)
[式中、
各ケイ素原子に付されたm、n、およびpの合計は3に等しく、各mは独立して、0~3から選択される整数であり、ただし、少なくとも1つの変数mは1以上であり、各変数nは独立して、0~3から選択される整数であり、各変数pは独立して、0~3から選択される整数であり、ただし、少なくとも1つの変数pは1以上であり、前記変数qは1~50の整数であり;式(I)、式(X)、式(XX)、および(式(XL)において、
各Rは独立して、ヒドロカルビル基およびZR1 3基からなる群から選択され、各Zは独立して、ケイ素およびゲルマニウムから選択され、各R1は独立して、水素およびヒドロカルビル基から選択され;各Xは独立して、塩素および臭素から選択される]
の化合物である、請求項1~10の何れか1項に記載の方法。 - 前記変数bが1~2a+1の整数である、請求項11に記載の方法。
- 式(X)における少なくとも1つの変数eが1以上である、請求項11に記載の方法。
- 式(XX)における少なくとも1つの変数sが1以上である、請求項11に記載の方法。
- 各R基が、独立して選択されるアルキル基である、請求項11に記載の方法。
- 各R基が、独立して選択されるC1~C4アルキル基である、請求項15に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物がジクロロシランである、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物がペンタクロロジシランである、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物が1-クロロ-N,N-ジシリル-シラナミンである、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物がアルキルジクロロシランである、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物がメチルジクロロシランである、請求項20に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物がジアルキルジクロロシランである、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のハロシラン化合物がジメチルジクロロシランである、請求項22に記載の方法。
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