KR101503491B1 - Process for trimethylgallium with high yield - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트리메틸갈륨의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마그네슘 촉매를 사용하여 파우더 상태의 갈륨과 액체 상태의 메틸기로부터 고수율을 갖는 트리메틸갈륨을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 마그네슘 파우더를 아르곤 분위기에서 스터링(stirring)하는 단계, 상기 마그네슘 파우더에 갈륨 파우더를 혼합하는 단계, 상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더의 혼합물에 용매로 에테르를 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계, 상기 제1 용액에 메틸 요오드를 적가하여 제2 용액을 형성하는 단계, 상기 제2 용액에 상기 에테르와 메시티렌을 혼합하여 제3 용액을 형성하는 단계, 상기 제3 용액을 승온하는 단계, 및 승온한 상기 제3 용액을 상온에 방치하여 트리메틸갈륨을 수득하는 단계를 포함하는 트리메틸갈륨의 제조방법을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a method for producing trimethylgallium, and more particularly, to a method for producing trimethylgallium having a high yield from gallium in a powder state and a methyl group in a liquid state using a magnesium catalyst.
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of stirring magnesium powder in an argon atmosphere, mixing gallium powder into the magnesium powder, mixing ether with a mixture of the magnesium powder and the gallium powder to form a first solution Adding methyl iodide to the first solution to form a second solution, mixing the second solution with the ether and mexylen to form a third solution, heating the third solution And a step of allowing the third solution that has been heated to stand at room temperature to obtain trimethylgallium.

Description

고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법{Process for trimethylgallium with high yield}[0001] The present invention relates to a process for producing trimethylgallium having a high yield,

본 발명은 트리메틸갈륨의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마그네슘 촉매를 사용하여 파우더 상태의 갈륨과 액체 상태의 메틸기로부터 고수율을 갖는 트리메틸갈륨을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing trimethylgallium, and more particularly, to a method for producing trimethylgallium having a high yield from gallium in a powder state and a methyl group in a liquid state using a magnesium catalyst.

반도체 발광소자로서 GaAs계 반도체재료는 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 소자 및 레이저소자에 사용되어 왔다. 이들 반도체 발광소자의 발광되는 광의 색(파장)은 적외선으로부터 적색까지의 범위이다. 그러나, 이들 반도체 발광소자로부터 발생되는 레이저 빔을 사용하여 광디스크의 정보를 기록하는 경우에는, 보다 고정밀도 정보의 기록을 행하더라도 레이저 빔의 파장이 길기 때문에 기록된 정보의 밀도가 제한된다. 이 때문에, 보다 파장이 짧은 레이저 빔을 발생시킬 수 있는 반도체 발광소자(반도체 레이저 다이오드)에 대한 요청이 있었다. 따라서, 질소를 포함하는 III-V족 화합물 반도체재료(이하, 질화물계 반도체 재료)를 사용한 단파장 발광소자의 개발이 진행되어 왔다.BACKGROUND ART [0002] GaAs-based semiconductor materials as semiconductor light emitting devices have been used in light emitting diode (LED) devices and laser devices. The color (wavelength) of light emitted from these semiconductor light emitting devices ranges from infrared light to red light. However, in the case of recording information on an optical disk by using a laser beam generated from these semiconductor light emitting elements, the density of the recorded information is limited because the wavelength of the laser beam is long even if more precise information is recorded. For this reason, there has been a demand for a semiconductor light emitting element (semiconductor laser diode) capable of generating a laser beam having a shorter wavelength. Accordingly, the development of a short-wavelength light emitting device using a III-V compound semiconductor material containing nitrogen (hereinafter referred to as a nitride-based semiconductor material) has progressed.

질화물계 반도체 재료 는 2 eV 이상의 폭넓은 띠 간격을 가지고 있기 때문에 오렌지색으로부터 자외선까지 폭넓은 범위에서 발광할 수 있는 단파장 발광소자를 얻을 수 있다. 현재 일반적인 단파장 발광소자의 제조방법은 In, Ga 및 Al으로부터 선택되는 소정의 금속과 질소와의 상이한 조성의 혼합 결정으로 형성된 반도체층을 순차 적층시킴으로써, 목적한 파장의 발광이 가능하게 되는 소자의 구조와 각 반도체층의 조성을 결정하고, 이와 같은 소자의 구조 및 반도체층의 조성을 기준으로 하여 결정성장을 행함으로써 반도체층을 형성하여 발광 소자를 제작하는 것이다.Since the nitride based semiconductor material has a wide band gap of 2 eV or more, a short wavelength light emitting element capable of emitting light in a wide range from orange to ultraviolet rays can be obtained. Currently, a general method of manufacturing a short-wavelength light-emitting device includes a step of laminating semiconductor layers formed of mixed crystals having different compositions of a predetermined metal and nitrogen selected from In, Ga, and Al in sequence so as to enable light emission with a desired wavelength And the composition of each semiconductor layer are determined, and crystal growth is performed based on the structure of the device and the composition of the semiconductor layer to form a semiconductor layer, thereby fabricating a light emitting device.

예를 들면, GaN을 주성분으로 하는 청색 발광 소자를 제작하는 결정성장방법으로는 III족 원료로서의 트리메틸갈륨 (TMGa), 트리메틸알루미늄(TMAl), 트리메틸인듐(TMIn)등의 유기금속 및 V족 원료로 암모니아(NH3)가 사용된다.For example, as a crystal growth method for producing a blue light emitting element containing GaN as a main component, an organic metal such as trimethyl gallium (TMGa), trimethyl aluminum (TMAl), trimethyl indium (TMIn) ammonia (NH 3) is used.

주성분물질인 트리메틸갈륨을 이용한 청색 발광소자는 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화기기 등 여러 산업 용도에 다양하게 쓰이고 있으며, 이로 인해 주성분물질인 트리메틸갈륨(TMGa)의 수요가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 국내 반도체 소자 업체에 공급하는 국내회사들의 생산량은 한정적이며, 대부분 국외에서 수입하고 있다. 따라서, 이로 인해 소자 업체들까지도 가격 경쟁력 및 고객 서비스분야에서 국외 기업들과의 경쟁력에 어려움을 겪고 있는 실정이다.The blue light emitting device using trimethylgallium, which is a main component material, is widely used in various industrial applications such as home appliances, remote controllers, electric sign boards, displays, and various automation devices. As a result, the demand for trimethylgallium (TMGa) to be. However, the production volume of domestic companies supplying domestic semiconductor device companies is limited, and most of them are imported from abroad. As a result, the device makers are having difficulty in competitiveness with foreign companies in price competitiveness and customer service.

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본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2006-0053239호(2006.05.19. 공개)에 개시된 트리메틸갈륨, 이의 제조 방법 및 트리메틸갈륨으로부터형성된 질화갈륨 박막이 있다.Background art related to the present invention includes trimethylgallium disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0053239 (published on May 19, 2006), a method for producing the same, and a gallium nitride thin film formed from trimethylgallium.

본 발명의 목적은 마그네슘 촉매를 사용하여 파우더 상태의 갈륨과 액체 상태의 메틸기로부터 고수율을 가지면서도 제조공정이 간단한 트리메틸갈륨을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing trimethylgallium, which has a high yield from gallium in a powder state and a methyl group in a liquid state using a magnesium catalyst, and which is simple in the production process.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 트리메틸갈륨의 제조방법은, 마그네슘 파우더를 아르곤 분위기에서 스터링(stirring)하는 단계, 상기 마그네슘 파우더에 갈륨 파우더를 혼합하는 단계, 상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더의 혼합물에 용매로 에테르를 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계, 상기 제1 용액에 메틸 요오드를 적가하여 제2 용액을 형성하는 단계, 상기 제2 용액에 상기 에테르와 메시티렌을 혼합하여 제3 용액을 형성하는 단계, 상기 제3 용액을 승온하는 단계, 및 승온한 상기 제3 용액을 상온에 방치하여 트리메틸갈륨을 수득하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing trimethylgallium, comprising the steps of stirring magnesium powder in an argon atmosphere, mixing gallium powder in the magnesium powder, A step of mixing a mixture of gallium powder and an ether as a solvent to form a first solution, adding methyl iodide to the first solution to form a second solution, mixing the ether and mexylene in the second solution Forming a third solution, raising the temperature of the third solution, and leaving the elevated temperature of the third solution at room temperature to obtain trimethylgallium.

상기 스터링(stirring)하는 단계에서, 상기 마그네슘 파우더를 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 60℃를 유지하며 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)하는 것이 바람직하다.In the stirring step, the magnesium powder is preferably stirred at 2500 rpm for 1 hour while maintaining the temperature at 60 ° C in an ultrasonic generator.

상기 마그네슘 파우더에 상기 갈륨 파우더를 혼합하는 단계는, 상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더를 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 60℃를 유지하며 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)하는 것이 바람직하다.The mixing of the magnesium powder with the gallium powder may be performed by stirring the magnesium powder and the gallium powder at 2500 rpm for 1 hour while maintaining the temperature at 60 ° C in an ultrasonic generator.

상기 에테르는 디이소펜틸 에테르, 디부틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 및 디에틸 에테르 중에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.The ethers include diisopentyl ether, dibutyl ether, diisopropyl ether, and diethyl ether And the like.

상기 제2 용액을 형성하는 단계에서, 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 상기 제1 용액에 상기 메틸 요오드를 드롭와이즈(dropwise) 방식으로 적가하는 것이 바람직하다.In the step of forming the second solution, it is preferable that the methyl iodide is dropwise added dropwise to the first solution in an ultrasonic generator.

상기 제3 용액을 승온하는 단계 이전에, 상기 제3 용액을 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 30분 내지 60분 동안 스터링(stirring)하는 단계를 더 포함할 수 있다.Stirring the third solution in an ultrasonic generator for 30 minutes to 60 minutes before the step of raising the temperature of the third solution.

상기 제3 용액을 승온하는 단계에서, 상기 제3 용액을 3시간에 걸쳐 200℃ 이하로 승온하는 것이 바람직하다.In the step of raising the temperature of the third solution, it is preferable to raise the temperature of the third solution to 200 DEG C or less over 3 hours.

상기 트리메틸갈륨을 수득하는 단계에서, 승온한 상기 제3 용액을 상온에서 6시간 내지 12시간 동안 방치하는 것이 바람직하다.In the step of obtaining trimethylgallium, it is preferable that the temperature-raised third solution is allowed to stand at room temperature for 6 to 12 hours.

본 발명에 따르면, 마그네슘 촉매를 사용하여 파우더 상태의 갈륨과 액체 상태의 메틸기로부터 고수율을 갖는 트리메틸갈륨을 제조 공정을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a process for producing trimethylgallium having a high yield from gallium in a powder state and a methyl group in a liquid state using a magnesium catalyst.

또한, 본 발명에 따른 트리메틸갈륨을 제조 공정에 따르면, 고수율을 가지면서도 제조공정을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.Further, according to the manufacturing process of trimethylgallium according to the present invention, it is possible to shorten the manufacturing process while having a high yield.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리메틸갈륨 제조공정을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리메틸갈륨의 NMR 그래프이다.
1 is a flow chart illustrating a process for manufacturing trimethylgallium according to an embodiment of the present invention.
2 is an NMR graph of trimethylgallium according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 트리메틸갈륨의 제조방법에 대하여 설명한다.
Hereinafter, a method for producing trimethylgallium according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리메틸갈륨의 제조공정을 도시한 흐름도이다.1 is a flow chart showing a process for producing trimethylgallium according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트리메틸갈륨의 제조방법은, 마그네슘 파우더를 아르곤 분위기에서 스터링(stirring)하는 단계(S110), 상기 마그네슘 파우더에 갈륨 파우더를 혼합하는 단계(S120), 상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더의 혼합물에 용매로 에테르를 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계(S130), 상기 제1 용액에 메틸 요오드를 적가하여 제2 용액을 형성하는 단계(S140), 상기 제2 용액에 상기 에테르와 메시티렌을 혼합하여 제3 용액을 형성하는 단계(S150), 상기 제3 용액을 승온하는 단계(S160), 및 승온한 상기 제3 용액을 상온에 방치하여 트리메틸갈륨을 수득하는 단계(S170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing trimethylgallium according to an embodiment of the present invention includes the steps of stirring magnesium powder in an argon atmosphere (S110), mixing gallium powder in the magnesium powder (S120) Forming a first solution by mixing ether and a solvent in a mixture of the magnesium powder and the gallium powder in step S130, adding methyl iodine to the first solution to form a second solution in step S140, (S160), heating the third solution (S160), and heating the third solution to room temperature to form trimethyl gallium (S170). ≪ / RTI >

상기 스터링(stirring)하는 단계(S110)에서, 상기 마그네슘 파우더를 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 60℃를 유지하며 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)한다.In the stirring step (S110), the magnesium powder is stirred at 2500 rpm for 1 hour while maintaining 60 ° C in an ultrasonic generator.

다음, 상기 마그네슘 파우더에 상기 갈륨 파우더를 혼합하는 단계(S120)에서는, 상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더를 이전 단계에서와 같이 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 60℃를 유지하며 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)하여 혼합한다.Next, in the step of mixing the gallium powder with the magnesium powder (S120), the magnesium powder and the gallium powder are sintered for 1 hour at 2500 rpm in an ultrasonic generator maintained at 60 ° C as in the previous step followed by stirring and mixing.

여기서, 마그네슘 파우더와 갈륨 파우더를 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 스터링(stirring)하여 혼합하는 것은 마그네슘 파우더가 촉매 역할을 잘 할 수 있도록 활성화시키기 위한 것이다.Here, stirring and mixing the magnesium powder and the gallium powder in an ultrasonic generator is intended to activate the magnesium powder so that it can act as a catalyst well.

마그네슘과 갈륨의 혼합물에 에테르를 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계(S130)에서, 에테르는 이소아밀 에테르, 디이소펜틸 에테르, 디부틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 및 디에틸 에테르 중에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 사용 가능한 에테르 용매는 이에 한정되지 않는다.In step S130 of mixing the mixture of magnesium and gallium with the ether to form the first solution, the ether is isoamyl ether, Diisopentyl ether, dibutyl ether, diisopropyl ether, and diethyl ether , But the ether solvent usable in the embodiment of the present invention is not limited thereto.

다음, 상기 제1 용액에 메틸 요오드를 적가하여 제2 용액을 형성한다(S140). 제2 용액을 형성하는 단계(S140)에서는, 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 제1 용액에 메틸 요오드를 드롭와이즈(dropwise) 방식으로 적가하는 방식으로 혼합한다. 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 메틸 요오드를 드롭와이즈(dropwise) 방식으로 적가하는 이유는, 메틸 요오드를 소량으로 천천히 가해줌으로써 충분한 반응되도록 하기 위해서이다.Then, methyl iodide is added dropwise to the first solution to form a second solution (S140). In the step of forming the second solution (S140), methyl iodide is dropped into the first solution in a dropwise manner in an ultrasonic generator. The reason why methyl iodide is dropwise dropped in an ultrasonic generator is to cause a sufficient reaction by slowly adding methyl iodine in a small amount.

다음, 상기 제2 용액에 에테르와 메시티렌을 혼합하여 제3 용액을 형성한다(S150). 여기서, 에테르는 제1 용액을 형성하는 단계(S130)에서 사용된 에테르인 디이소펜틸 에테르, 디부틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 및 디에틸 에테르 중에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.Next, the third solution is formed by mixing ether and me- cylene in the second solution (S150). Here, the ether may be at least one selected from diisopentyl ether, dibutyl ether, diisopropyl ether, and diethyl ether, which are used in step S130 of forming the first solution.

여기서, 메시티렌은 NMR 상에서 트리메틸갈륨(TMG)의 양을 정량적으로 계산하기 위한 내부 표준물질로 사용된다. 실제로, NMR 상에서의 메시티렌 피크와 트리메틸갈륨(TMG) 피크를 비교하여 트리메틸갈륨(TMG)의 수득량의 몰(mol)을 상대적으로 계산할 수 있다. 이러한 계산 과정을 통해 NMR에서 메시티렌 피크와 트리메틸갈륨(TMG) 피크를 비교하여 트리메틸갈륨(TMG)의 수율을 계산할 수 있다.Here, mexylenes are used as internal standards for quantitatively calculating the amount of trimethylgallium (TMG) in NMR. In practice, the molar amount of trimethyl gallium (TMG) can be relatively calculated by comparing the mexylenic peak with the trimethylgallium (TMG) peak in NMR. Through these calculations, the yield of trimethyl gallium (TMG) can be calculated by comparing the mexylenic peak with the trimethylgallium (TMG) peak in NMR.

다음으로, 상기 제3 용액을 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 30분 내지 60분 동안 스터링(stirring)한다(S155).Next, the third solution is stirred in an ultrasonic generator for 30 minutes to 60 minutes (S155).

여기서, 제3 용액을 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 30분 내지 60분 동안 스터링(stirring)하는 이유는 트리메틸갈륨(TMG)이 마그네슘 파우더와 메틸 요오드를 반응시킨 후 2-3시간의 반응 시간을 거친 후에 가장 좋은 수율로 얻어지기 때문이다. 메틸 요오드가 충분히 혼합되어 갈륨-마그네슘 착화합물과 잘 반응되도록 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 스터링(stirring)한다.Here, the reason why the third solution is stirred in the ultrasonic generator for 30 minutes to 60 minutes is because the reaction time of the trimethylgallium (TMG) is 2 to 3 hours after reacting the magnesium powder with the methyl iodide It is obtained in the best yield after roughing. Methyl iodine is thoroughly mixed and stirred in an ultrasonic generator to react well with the gallium-magnesium complex.

다음, 상기 제3 용액을 승온한다(S160). 여기서, 제3 용액은 3시간에 걸쳐 200℃ 이하로 승온하는 것이 바람직하다.Next, the temperature of the third solution is raised (S160). Here, it is preferable that the temperature of the third solution is raised to 200 占 폚 or less over 3 hours.

여기서, 제3 용액은 3시간에 걸쳐 승온하는 이유는 트리메틸갈륨(TMG)생성 반응이 좀더 잘 일어나게 하기 위하여 충분한 에너지를 외부에서 가해주려는 것이다. 반응시간을 3시간으로 기재하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 반응시간이 이에 한정되는 것은 아니고, 온도 조건에 따라 변동 가능하다.Here, the reason why the temperature of the third solution is raised over 3 hours is that the energy sufficient to cause the trimethylgallium (TMG) generation reaction to occur is externally applied. Although the reaction time is described as 3 hours, the reaction time according to the embodiment of the present invention is not limited to this, but can be varied depending on the temperature condition.

마지막으로, 승온한 상기 제3 용액을 상온에 방치하여 트리메틸갈륨을 수득한다(S170). 승온한 상기 제3 용액은 상온에서 6시간 내지 12시간 동안 방치한다. 그 결과, 트리메틸갈륨을 91.9%의 수율로 수득할 수 있었다.Finally, the heated third solution is left at room temperature to obtain trimethyl gallium (S170). The heated third solution is allowed to stand at room temperature for 6 to 12 hours. As a result, trimethyl gallium could be obtained at a yield of 91.9%.

여기서, 제3 용액은 상온에서 6시간 내지 12시간 동안 방치하는 이유는 제3용액을 상온으로 서서히 식히면서 충분한 시간 동안 방치하여 가능한 많은 양의 TMG를 얻기 위한 것이다. 제3용액이 200℃로 가열된 상태에서도 TMG를 수득할 수 있으나, 고온의 용매에 TMG가 녹아있을 수 있다. 이에, 제3 용액을 상온으로 서서히 식히면서 충분한 시간 동안 방치하면 가능한 많은 양의 트리메틸갈륨이 수득될 수 있다. 한편, 제3 용액이 급속하게 냉각시키면 용액 중에 포함되어 있는 불순물 들이 석출되는 TMG에 녹아 들거나 흡착되기 쉬우므로 가능한 서서히 자연스럽게 냉각시키는 것이 바람직하다.
Here, the reason why the third solution is left at room temperature for 6 hours to 12 hours is to allow the third solution to cool slowly to room temperature and to stand for a sufficient time to obtain as much TMG as possible. TMG may be obtained even when the third solution is heated to 200 DEG C, but TMG may be dissolved in the high temperature solvent. Thus, when the third solution is allowed to stand for a sufficient time while slowly cooling to room temperature, as much trimethyl gallium as possible can be obtained. On the other hand, when the third solution is rapidly cooled, the impurities contained in the solution tend to melt or adsorb to the precipitated TMG. Therefore, it is preferable to cool the third solution as slowly as possible.

실시예Example

60℃를 유지하며 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 50메쉬 마그네슘 파우더 29mM을 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)하였다. 이때, 스터링은 아르곤 분위기에서 실시하였다. 다음, 마그네슘 파우더에 갈륨 파우더 10mM을 혼합한 후, 마찬가지로 초음파발생기 내에서 1시간 동안 추가로 스터링하였다. 상기 마그네슘 파우더와 갈륨 파우더의 혼합물에 이소아밀 에테르(isoamyl ether) 5mL를 첨가하였다. 초음파발생기 내에서 상기 혼합 용액에 메틸 요오드(methyl iodide) 53mM을 10분에 걸쳐서 드롭와이즈(dropwise) 방식으로 적가하였다. 상기 메틸 요오드가 적가된 혼합 용액에 다시 이소아밀 에테르(isoamyl ether) 5mL와 메시티렌 10mM을 가해준 후, 이 혼합 용액을 초음파 발생기에서 30분 동안 스터링하였다. 상기 혼합 용액을 3시간에 걸쳐 190℃ 까지 승온하였고, 이후 상기 혼합 용액을 상온에서 8시간 동안 방치하였다. 이때, 생성물인 트리메틸갈륨(TMG)은 1.06g 수득되었고 이의 구조분석을 위한 NMR 그래프를 도 2에 도시하였다.
The 50 mesh magnesium powder 29mM was stirred at 2500rpm for 1 hour in an ultrasonic generator while maintaining the temperature at 60 占 폚. At this time, the stirling was performed in an argon atmosphere. Next, 10 mM of gallium powder was mixed with the magnesium powder, and further, the mixture was further stuttered in the ultrasonic generator for 1 hour. To the mixture of the magnesium powder and the gallium powder was added 5 mL of isoamyl ether. In the ultrasonic generator, 53 mM of methyl iodide was dropwise added dropwise to the mixed solution over 10 minutes. 5 ml of isoamyl ether and 10 mM of methylene chloride were added to the mixed solution in which the methyl iodide was added, and then the mixed solution was stitched in an ultrasonic generator for 30 minutes. The mixed solution was heated to 190 DEG C over 3 hours, and then the mixed solution was left at room temperature for 8 hours. At this time, 1.06 g of trimethylgallium (TMG) as a product was obtained, and an NMR graph for the structural analysis thereof is shown in Fig.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트리메틸갈륨을 NMR로 분석한 결과이다.2 is a result of NMR analysis of trimethylgallium according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, -0.3ppm의 피크는 트리메틸갈륨(TMG) 내의 메틸기에 해당하는 수소원자를 나타낸다. 그리고, 2.3ppm의 피크는 메시티렌 내의 메틸기에 해당하는 수소원자를 나타낸다. 한편, 나머지 i-Am2O로 표시된 피크들은 이소아밀 에테르의 피크인데, 이소아밀 에테르에는 분위기가 각기 다른 수소원자 종류가 4가지가 있어서 4개의 피크군이 나타난다. 이밖에, 3.0ppm의 피크는 불순물 피크이다.Referring to FIG. 2, a peak of -0.3 ppm represents a hydrogen atom corresponding to the methyl group in trimethylgallium (TMG). The peak of 2.3 ppm represents a hydrogen atom corresponding to the methyl group in mexylenes. On the other hand, the peaks indicated by the remaining i-Am2O are peaks of isoamyl ether, and four isomers of hydrogen are present in the isoamyl ether. In addition, the peak of 3.0 ppm is an impurity peak.

상기 실시예에 기재한 것과 같이, 갈륨 파우더 10mM을 투입하여 트리메틸갈륨 1.06g(0.92mM)을 수득하여 92%의 수율로 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
As described in the above example, 10mM of gallium powder was added to obtain 1.06g (0.92mM) of trimethylgallium, which was confirmed to be obtained in a yield of 92%.

본 발명에 따르면, 마그네슘 촉매를 사용하여 파우더 상태의 갈륨과 액체 상태의 메틸기로부터 고수율을 갖는 트리메틸갈륨을 제조 공정을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a process for producing trimethylgallium having a high yield from gallium in a powder state and a methyl group in a liquid state using a magnesium catalyst.

또한, 본 발명에 따른 트리메틸갈륨을 제조 공정에 따르면, 고수율을 가지면서도 제조공정을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
Further, according to the manufacturing process of trimethylgallium according to the present invention, it is possible to shorten the manufacturing process while having a high yield.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

Claims (8)

(a) 마그네슘 파우더를 아르곤 분위기에서 스터링(stirring)하는 단계;
(b) 상기 마그네슘 파우더에 갈륨 파우더를 혼합하는 단계;
(c) 상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더의 혼합물에 용매로 에테르를 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계;
(d) 상기 제1 용액에 메틸 요오드를 적가하여 제2 용액을 형성하는 단계;
(e) 상기 제2 용액에 에테르와 메시티렌을 혼합하여 제3 용액을 형성하는 단계;
(f) 상기 제3 용액을 승온하여 트리메틸갈륨을 생성하는 단계; 및
(g) 승온한 상기 제3 용액을 상온에 방치하여 트리메틸갈륨을 수득하는 단계;를 포함하고,
상기 (a) 단계 내지 상기 (e) 단계는 초음파 발생기 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
(a) stirring magnesium powder in an argon atmosphere;
(b) mixing gallium powder with the magnesium powder;
(c) mixing a mixture of the magnesium powder and the gallium powder with ether as a solvent to form a first solution;
(d) adding methyl iodide to the first solution to form a second solution;
(e) mixing the second solution with ether and me- cithylene to form a third solution;
(f) heating the third solution to generate trimethyl gallium; And
(g) placing the third solution that has been heated at room temperature to obtain trimethyl gallium,
Wherein the steps (a) to (e) are performed in an ultrasonic generator.
제1항에 있어서,
상기 스터링(stirring)하는 단계에서,
상기 마그네슘 파우더를 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 60℃를 유지하며 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)하는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the stirring step,
Wherein the magnesium powder is stirred in an ultrasonic generator at a temperature of 60 ° C at 2500 rpm for 1 hour, thereby producing a trimethylgallium having a high yield.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘 파우더에 상기 갈륨 파우더를 혼합하는 단계는,
상기 마그네슘 파우더와 상기 갈륨 파우더를 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 60℃를 유지하며 2500rpm으로 1시간 동안 스터링(stirring)하는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing of the gallium powder with the magnesium powder comprises:
Wherein the magnesium powder and the gallium powder are stirred at 2500 rpm for 1 hour while maintaining the temperature at 60 캜 in an ultrasonic generator.
제1항에 있어서,
상기 에테르는
디이소펜틸 에테르, 디부틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 및 디에틸 에테르 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
The ether
Diisopentyl ether, dibutyl ether, diisopropyl ether, and diethyl ether , And the method for producing trimethylgallium has a high yield.
제1항에 있어서,
상기 제2 용액을 형성하는 단계에서,
초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 상기 제1 용액에 상기 메틸 요오드를 드롭와이즈(dropwise) 방식으로 적가하는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of forming the second solution,
A method for producing trimethylgallium having a high yield by dropwise dropping the methyl iodide in an ultrasonic generator.
제1항에 있어서,
상기 제3 용액을 승온하는 단계 이전에,
상기 제3 용액을 초음파발생기(ultrasonic generator) 내에서 30분 내지 60분 동안 스터링(stirring)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
Before the step of raising the temperature of the third solution,
Further comprising stirring the third solution in an ultrasonic generator for 30 to 60 minutes. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
제1항에 있어서,
상기 제3 용액을 승온하는 단계에서,
상기 제3 용액을 3시간에 걸쳐 200℃ 이하로 승온하는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of raising the temperature of the third solution,
And the third solution is heated to 200 DEG C or lower over 3 hours.
제1항에 있어서,
상기 트리메틸갈륨을 수득하는 단계에서,
승온한 상기 제3 용액을 상온에서 6시간 내지 12시간 동안 방치하는 것을 특징으로 하는 고수율을 갖는 트리메틸갈륨의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of obtaining the trimethyl gallium,
And the temperature of the third solution is allowed to stand at room temperature for 6 hours to 12 hours.
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