JPS6344937A - マクロ網状ポリマ−スカベンジャ− - Google Patents

マクロ網状ポリマ−スカベンジャ−

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JPS6344937A
JPS6344937A JP62179253A JP17925387A JPS6344937A JP S6344937 A JPS6344937 A JP S6344937A JP 62179253 A JP62179253 A JP 62179253A JP 17925387 A JP17925387 A JP 17925387A JP S6344937 A JPS6344937 A JP S6344937A
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JP
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group
hydride
metallized
macroreticular
polymer
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JP62179253A
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English (en)
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グレン・マクファーソン・トム
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Hercules LLC
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Hercules LLC
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/42Introducing metal atoms or metal-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B6/00Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
    • C01B6/06Hydrides of aluminium, gallium, indium, thallium, germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth or polonium; Monoborane; Diborane; Addition complexes thereof
    • C01B6/065Hydrides of arsenic or antimony
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/05Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/06Hydrogen phosphides

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒ素化合物またはリン化合物によって官能化
されたマクロ網状ポリマースカベンジャーに関する。本
発明は特に水素化ヒ素およびホスフィンから酸化体(o
xidant)、プロトン性酸(protic aci
d)および金属化可能な化合物を除くためのこれらのス
カベンジャーの使用に関する。
半導体産業において使用される反応体ガス中の不純物(
例えば水、酸素および二酸化炭素)の存在は、半導体の
性質に望ましくない変化を生じさせる。これらの性質に
は励起状態での光学的寿命(太陽電池の場合)、エビタ
クシ−(epitaxy)および電気抵抗率が含まれる
。従って、高純度の気体流を得る方法が望まれるであろ
う。
今や、半導体用のドーピング剤として一般に使用される
水素化ヒ素およびホスフィンから酸素、水、二酸化炭素
のような不純物を除くことができることが判明した。不
純物は精製すべき気体をマクロ網状ポリマースカベンジ
ャーと接触させることにより除かれる。
4一 本発明のマクロ網状ポリマースカベンジャーは(1)水
素化ヒMおよびホスフィンよりなる群から選ばれた水素
化物と、(2)一般式: %式% (式中Arは]−〜3個の環を含む芳香族炭化水素基で
あり、R□才9よびR2は同一・かまたは相異なり、水
素原子および炭素原子数1−1.2のアルキル炭化水素
基よりなる群から選ばれ、そしてMはナトリウム、カリ
ウムおよびリチウl\よりなる群から選ばれる金属であ
る) で表される側鎖官能基またはそれらの官能基の混合物を
多数もつ金属化マクロ網状ポリマーであって、その細孔
中に炭素数1〜12のアルキル化合物および水素化物よ
りなる群から選ばれたMの化合物、またはそれらの混合
物を含むものを反応させることからなる。
本発明のマクロ網状ポリマースカベンジャーは、水素化
ヒ素またはホスフィンを金属化マクロ網状ポリマーと反
応させることにより製造される。金属化ポリマーの出発
物質として使用するマクロ網状ポリマーは、本発明者ら
の米国特許出願第655856号に開示されている。
金属化はマクロ網状ポリマーを化学量論的過剰のリチウ
ム、ナトリウムまたはカリウムのアルキル化合物(アル
キル基は炭素数1〜12のアルキル基である)を含む溶
液と接触させることにより達成される。n−ブチルリチ
ウムが好適である。金属アルキル化合物用の代表的溶剤
には脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素およびエーテル類
が含まれる。
金属化は常温常圧で実施される。接触時間は一般に約1
0分から約10時間までの範囲である。過剰の金属化剤
が使用されるので、未反応金属化剤はマクロ網状ポリマ
ーを細孔中に残存する。未反応試薬はポリマーの官能基
に固定された金属にかたまって強く結合していると考え
られる6 上記方法で製造される金属化マクロ網状ポリマーは、一
般式: %式% で表される多数の側鎖金属化官能基またはそれらの官能
基の混合物を有する。
Arは1〜3個の環を含む芳香族炭化水素基であり、イ
列えばフェニレン、ナフタレン、アン1ヘラセン、フル
オレニレンなどである。フェニレンが好適である。
R□およびR2は同一かまたは相異なり、水素原子およ
び炭素原子数1〜12のアルキル炭化水素基である。代
表的なアルキル炭化水素基には、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル
およびドデシル(これらの基の種々の異性体を含む)が
含まれる。
Mはリチウム、ナトリウムおよびカリウlNよりなる群
から選ばれる金属である。
いくつかの用途のために、金属化マクロ網状ポリマーは
熱エージング処理を施すことが望ましい。
熱エージング処理はそのポリマーを高温(好ましくは約
140〜250°C)で数時間(好ましくは6時間以上
)加熱することを伴う。従って加熱時間および温度に応
じて、ポリマー細孔中の未反応金属アルキル化合物の一
部または全部は分解されて、対応する金属水素化物を形
成する。熱エージングは、ガス状反応生成物を真空下で
又は不活性ガスパージ下で除去することにより望ましく
ない副反応を防止する方法で実施される。
金属化マクロ網状ポリマーと水素化ヒ素またはホスフィ
ンとを反応させて本発明のマクロ網状ポリマースカベン
ジャーを形成する反応は発熱的である。水素化ヒ素また
はホスフィンの放出速度は、床温度の増加が決して50
℃より高くならないように、反応を穏やかに制御しなけ
ればならない。その放出速度は水素化ヒ素またはホスフ
ィンをキャリアー気体(例えば水素)で稀釈するか、あ
るいは濃厚な水素化ヒ素またはホスフィンを徐々に加え
ることによって制御される。この反応の正確なメカニズ
ムはわかっていないが、水素化ヒ素およびホスフィンは
ポリマーの金属化官能基およびポリマー細孔中の金属ア
ルキル化合物または金属水素化物の両方と反応すると考
えられる。
本発明のマクロ網状ポリマースカベンジャーは、水素化
ヒ素およびホスフィンからいろいろな不純物(例えば酸
化体、プロトン性酸および金属化可能な化合物)を効果
的に除去する。″プロトン性酸″なる用語はプロ1〜ン
を発生し得る酸、例えば水、アルコールおよびカルボン
酸を意味する。除去される代表的な金属化可能な化合物
にはc02および1−リクロロシランが含まれる。除去
される代表的な酸化体には酸素、塩素、およびフッ素が
含まれる。水素化ヒ素またはホスフィン中のこれらの不
純物のレベルは、好ましくは]、ppm未満に減らされ
る。
不純物は精製すべき気体を、その気体と上記の金属化マ
クロ網状ポリマーとの反応生成物からなるスカベンジャ
ーと接触させることにより除去される。
本発明のマクロ網状ポリマースカベンジャーはまた、水
素化ヒ素またはホスフィンド−ピング剤の放出系におい
て使用することができる。スカベンジャーをプロトン源
(例えば水や水素)で処理すると、所望の水素化物ドー
ピング剤が放出される。従って、ヒ素またはリンで機能
化された固体スカベンジャーは貯蔵することができ、気
体の水素化ヒ素またはホスフィンがそれを必要とすると
きにだけ放出される。
矢X但−↓− アンバーライトXAD4 (ローム&ハース社で製造さ
れたマクロ網状スチレン−ジビニルベンゼンコポリマー
)を3倍床容1(bed volume)の水、メタノ
ール、インプロパツール、最後にヘキサンで順次洗浄し
た。1床容量は非充填床の容量に等しい。
このポリマーを反応容器に入れ、窒素流下に120℃で
約2時間乾燥した。次いで反応容器に1.6M n−ブ
チルリチウムを満たし、そして溶剤と窒素流下に65℃
で除いた。このポリマーを速やかに2〜4倍床容量のヘ
キサンで洗って表面のn−ブチルリチウムを除き、その
後120℃で16時間乾燥した。
次に、金属化マクロ網状ポリマーは窒素流1zに210
℃(反応器の壁温度)で12時間加熱することによりエ
ージング処理を施した。。
水素化ヒ素によって官能化されたスカベンジャーは、−
に記のようにして製造した1リッl−ル床の金属化マク
ロ網状ポリマーと、水素化ヒ、l (10容量%)およ
び水素の混合気体を、245Q/時の流速で、全部で4
90Qの水素化ヒ素/水素混合気体(2モルの水素化ヒ
素)が床を通過するまで接触させることにより製造した
。水素化ヒ素により官能化されたスカベンジャーの床は
その後酸素および101)P mの水を含む電子工業品
位の水素化ヒ素を用いてパージした。スカベンジャー床
を通過した後で、この水素化ヒ素はippm未満の1シ
0および02を含んでいた。残留ガス分析器を使用して
不純物のレベルを測定した。
特許出願人 バーキュリーズ・インコーホレーテッド代
 理 人 弁理士 松  井  政  広(外1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)水素化ヒ素およびホスフィンよりなる群から
    選ばれる水素化物と、(b)一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中Arは1〜3個の環を含む芳香族炭化水素基であ
    り、R_1およびR_2は同一かまたは相異なり、水素
    原子および炭素原子数1〜12のアルキル炭化水素基よ
    りなる群から選ばれ、そしてMはナトリウム、カリウム
    およびリチウムよりなる群から選ばれる金属である) で表される側鎖官能基またはそれらの官能基の混合物を
    多数もつ金属化マクロ網状ポリマーであって、その細孔
    中に炭素数1〜12のアルキル化合物および水素化物よ
    りなる群から選ばれるMの化合物またはそれらの混合物
    を含む該金属化ポリマーと、の反応生成物からなるマク
    ロ網状ポリマースカベンジャー。 2、Mはリチウムであり、R_1はHであり、R_2は
    ペンチルである特許請求の範囲第1項記載のスカベンジ
    ャー。 3、メタル化マクロ網状ポリマーは金属化マクロ網状ス
    チレン−ジビニルベンゼンコポリマーである、特許請求
    の範囲第1項記載のスカベンジャー。 4、(a)水素化ヒ素およびホスフィンよりなる群から
    選ばれる水素化物と、(b)一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中Arは1〜3個の環を含む芳香族炭化水素基であ
    り、R_1およびR_2は同一かまたは相異なり、水素
    原子および炭素原子数1〜12のアルキル炭化水素基よ
    りなる群から選ばれ、そしてMはナトリウム、カリウム
    およびリチウムよりなる群から選ばれる金属である) で表される側鎖官能基またはそれらの官能基の混合物を
    多数もつ金属化マクロ網状ポリマーであって、その細孔
    中に炭素数1〜12のアルキル化合物および水素化物よ
    りなる群から選ばれたMの化合物またはそれらの混合物
    を含む該メタル化ポリマーを反応させることからなるマ
    クロ網状ポリマースカベンジャーの製造方法。 5、Mはリチウムであり、R_1はHであり、R_2は
    ペンチルである特許請求の範囲第4項記載の方法。 6、メタル化マクロ網状ポリマーは金属化マクロ網状ス
    チレン−ジビニルベンゼンコポリマーである、特許請求
    の範囲第4項記載の方法。 7、(イ)水素化ヒ素およびホスフィンよりなる群から
    選ばれる水素化物と、該水素化物と一般式:▲数式、化
    学式、表等があります▼ (式中Arは1〜3個の環を含む芳香族炭化水素基であ
    り、R_1およびR_2は同一かまたは相異なり、水素
    原子および炭素原子数1〜12のアルキル炭化水素基よ
    りなる群から選ばれ、そしてMはナトリウム、カリウム
    およびリチウムよりなる群から選ばれる金属である) で表される側鎖官能基またはそれらの官能基の混合物を
    多数もつ金属化マクロ網状ポリマーであって、その細孔
    中に炭素数1〜12のアルキル化合物および水素化物よ
    りなる群から選ばれたMの化合物またはそれらの混合物
    を含む該メタル化ポリマーを反応させることからなるス
    カベンジャーと接触させ;そして(ロ)該水素化物をマ
    クロ網状ポリマースカベンジャーから分離する;ことか
    らなる、水素化ヒ素およびホスフィンよりなる群から選
    ばれる水素化物から酸化体、プロトン性酸(proti
    cacid)および金属化可能な化合物を除去する方法
    。 8、Mはリチウムであり、R_1はHであり、R_2は
    ペンチルである特許請求の範囲第7項記載の方法。 9、メタル化マクロ網状ポリマーは金属化マクロ網状ス
    チレン−ジビニルベンゼンコポリマーである、特許請求
    の範囲第7項記載の方法。
JP62179253A 1986-07-21 1987-07-20 マクロ網状ポリマ−スカベンジャ− Pending JPS6344937A (ja)

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US06/888,180 US4659552A (en) 1986-07-21 1986-07-21 Scavengers for the removal of impurities from arsine and phosphine
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KR (1) KR960004348B1 (ja)
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DE (1) DE3722919A1 (ja)
FR (1) FR2601681B1 (ja)
GB (1) GB2193502B (ja)

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