JP7445677B2 - シクロシランの製造方法 - Google Patents
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Description
シリコンベースのデバイスは、電子デバイスやその他のデバイスのいたるところにある。このようなデバイス中のシリコンは、多くの場合、薄膜またはナノ粒子の形態である。これらおよび他の構成は、化学気相成長(chemical vapor deposition)(CVD)またはプラズマ化学気相成長(plasma enhanced chemical vapor deposition)(PECVD)などのプロセスを用いて、モノシランガスから比較的高純度の状態で製造することができる。液体前駆体もシリコン製造のために考慮されてきた。例えば、シクロペンタシラン溶液を成膜した後、乾燥、か焼(calcined)してシリコン膜を製造する。しかしながら、液体前駆体からシリコンを製造することは比較的容易であるにもかかわらず、液体前駆体自体を製造することにはかなりの課題がある。
本開示の一例による方法は、(i)ハロゲン化シクロシラン(halogenated cyclosilane)と、(ii)トリアルキルシランまたはトリアリールシランのうちの少なくとも1つと、(iii)ハロゲン化アンモニウム(ammonium halide)またはハロゲン化ホスホニウム(phosphonium halide)のうちの少なくとも1つを含む錯化剤(complexing agent)とを溶媒中で混合することにより置換シクロシランを製造することを含み、ハロゲン化シクロシランが反応して置換シクロシランを生成する。
本開示の種々の特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。詳細な説明に付随する図面は、以下のように簡単に説明することができる。
一般に、シクロヘキサシランまたはシクロペンタシランなどのシクロシラン化合物を製造するためのプロセスは、より大きなスケールの生産および実施を妨げる可能性のある側面を含む。例えば、反応物は法外に高価であり、工程は多数であり、複雑であり、および/または結果が広く変化し、生成物の収率は比較的低い、望ましくないガス状副生成物および/または不純物が存在する、または生成物を単離することが困難である。以下の例から理解されるように、開示された方法10は、そのような側面の一つ以上の緩和を容易にし、それによって、シクロシラン化合物の生産を向上させるために使用され得る。
10mmolの[NEt4]2[Si6Cl14]を、100mLのジブチルエーテルに、N2ブランケット下および撹拌速度(stirring rate)600rpm、25℃で添加した。反応混合物に1mmolの[NEt4]Clを添加し、直ちに140mmolのEt3SiHを添加した。反応混合物を60℃に加熱し、12時間後に完了した。反応混合物からSi6H12を蒸留により単離した。
Claims (20)
- (i)ハロゲン化シクロシランと、(ii)トリアルキルシランまたはトリアリールシランのうちの少なくとも1つと、(iii)ハロゲン化アンモニウムまたはハロゲン化ホスホニウムのうちの少なくとも1つを含む錯化剤とを溶媒中で混合することにより置換シクロシランを製造することを含み、前記ハロゲン化シクロシランが反応して前記置換シクロシランを生成する、方法。
- 前記ハロゲン化シクロシランが、5個または6個のケイ素原子を有する、請求項1に記載の方法。
- (ii)がトリアルキルシランである、請求項1に記載の方法。
- (ii)がトリアリールシランである、請求項1に記載の方法。
- (iii)がハロゲン化アンモニウムである、請求項1に記載の方法。
- (iii)がハロゲン化ホスホニウムである、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロゲン化アンモニウムまたはハロゲン化ホスホニウムのうちの少なくとも1つがブチルまたはエチルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロゲン化シクロシランのハロゲンが、塩素、臭素、ヨウ化物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロゲン化シクロシランが6個のケイ素原子を有し、(ii)がトリアルキルシランであり、(iii)がハロゲン化ホスホニウムである、請求項8に記載の方法。
- (i)ハロゲン化シクロヘキサシランと、(ii)トリアルキルシランまたはトリアリールシランのうちの少なくとも1つと、(iii)ハロゲン化アンモニウムまたはハロゲン化ホスホニウムのうちの少なくとも1つを含む錯化剤とを溶媒中で混合することにより、混合物を製造すること;
前記混合物を撹拌することであって、前記ハロゲン化シクロヘキサシランが前記混合物中で反応して置換シクロヘキサシランを生成する、こと;および
前記混合物から前記置換シクロヘキサシランを分離して純粋な置換シクロヘキサシランを製造することを含む、方法。 - 前記撹拌することが、かき混ぜることを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記分離することが、蒸留を含む、請求項11に記載の方法。
- (ii)がトリアルキルシランであり、(iii)がハロゲン化ホスホニウムである、請求項12に記載の方法。
- (ii)がトリアルキルシランであり、(iii)がハロゲン化アンモニウムである、請求項12に記載の方法。
- (ii)がトリアリールシランであり、(iii)がハロゲン化ホスホニウムである、請求項12に記載の方法。
- (ii)がトリアリールシランであり、(iii)がハロゲン化アンモニウムである、請求項12に記載の方法。
- (i)式[Xa][Si6X1 14]のハロゲン化シクロシランであって、XaはNRh 4またはPRh 4のうちの少なくとも1つを含む対イオンであり、Nは窒素であり、Pはリンであり、Rhはハロゲン化物であり、X1はハロゲンである、ハロゲン化シクロシランと、(ii)式R1 3SiHの化合物であって、R1はアルキルまたはアリールであり、Hは水素である、化合物と、(iii)式QR2 4X2の錯化剤であって、Qは窒素またはリンであり、R2はブチルまたはエチルであり、X2はハロゲンである、錯化剤と、を溶媒中で混合することにより、式Si6R12の置換シクロシランを製造することを含み、Siはケイ素であり、Rは水素であり、前記式[Xa][Si6X1 14]のハロゲン化シクロシランが反応して前記式Si6R12の置換シクロシランを生成する、方法。
- XaがNRh 4であり、Qが窒素である、請求項17に記載の方法。
- XaがPRh 4であり、Qが窒素である、請求項17に記載の方法。
- Qがリンである、請求項17に記載の方法。
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