KR20070053138A - 유기 금속 화합물 정제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트리알킬 알루미늄 화합물 및 촉매 존재 하에서 유기 금속 화합물을 가열하여 유기 금속 화합물을 정제하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유기 금속 화합물의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 구체적으로 금속-함유 필름의 증착에 사용되는 유기 금속 화합물의 정제 분야에 관한 것이다.
금속-함유 화합물은 박막 금속 필름을 성장시키기 위한 원천과 같은 다양한 응용분야에서 사용되고 있다. 이러한 화합물들은 반도체와 같은 전자 디바이스의 제조에 사용된다. 많은 반도체성 물질들은 초고순도의 금속유기 화합물을 사용하는 안정된 침착 기술, 예를 들면, 금속유기 증기상 에피택시("MOVPE"), 금속유기 분자빔 에피텍시("MOMBE"), 금속유기 화학 증착("MOCVD) 및 원자층 침착("ALD")을 이용하여 제조된다. 이러한 공정에서 유용하기 위해서는 유기금속 화합물에 오염물질 및/또는 유해한 불순물들이 없어야 한다. 유기금속 소스에 존재하는 이러한 불순물들이 제거되지 않으면, 전자 디바이스의 전자적 및/또는 광전자적 특성에 역효과를 일으키게 된다.
실리콘과 산소는 특히, III족-IV족("III-IV") 및 II족-IV족("II-IV") 화합물 반도체의 성장에 있어서 유해한 불순물이다. 실리콘은 III-IV 화합물 반도체의 결정 격자에서 차지하는 부분에 의존하는 n-형이나 p-형 도펀트로 작용할 수 있다. 1 ppm 정도 낮은 수준의 미량의 실리콘의 존재는 침착된 필름에서 총 캐리어 농도에 심각한 영향을 미칠 수 있고, 그에 따라 이러한 필름들로 구성된 디바이스의 성능에도 영향을 미치게 된다. 산소 함입은 캐리어 수명과 생산된 디바이스 광학 효율, 특히 AlGaAs 화합물을 함유하는 것들에 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로 실리콘과 산소는 무기 시약 및/또는 전형적인 유기금속 합성에 사용되는 유기 용매에 존재한다. 이러한 불순물들이 함입되면, 이것들의 끓는점과 휘발성도(volatility)가 표적 유기금속 화합물의 것과 매우 가까워져서, 유기금속 화합물로부터 분리하는 것이 매우 어려워진다.
미국 특허 제 5,783,717호 (Ohsaki et al.)에는 화학식 X6 - qAl2Rq의 알루미늄 클로라이드 화합물과 유기금속 화합물을 혼합하여, 유기금속 화합물로부터 산소-함유 불순물을 제거하는 방법이 개시되어 있고, 상기 식에서 X는 염소, R은 1-3 탄소를 가진 알킬이며, q는 1-5의 정수이다. 이러한 방법은 유기금속 화합물 정제를 위한 현행 산업 기준을 충족시킬 만큼 산소-함유 불순물들을 효율적으로 제거하지 못한다.
본 발명은 산소-함유 불순물의 수준을 감소시킨 유기금속 화합물을 제공함으로써 종래의 정제 방법의 문제점들을 해결한다. 또한, 본 발명은 종래의 정제 방법 을 사용하여 획득한 것에 비하여 실리콘-함유 불순물의 수준을 감소시킨 유기금속 화합물을 제공한다. 일 실시형태에 있어서, 본 발명은 실질적으로 산소-함유 불순물과 실리콘-함유 불순물이 없는 유기금속 화합물을 제공한다.
"알킬"은 선형, 분기 및 사이클릭 알킬을 말한다. 마찬가지로, 용어 "알켄일" 및 "알킨일"은 각각 선형, 분기, 사이클릭 알켄일 및 알킨일을 말한다. 본 명세서의 용어는 단수형과 복수형을 모두 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 하기 약어는 다음과 같은 의미를 갖는다: %wt= 중량 퍼센트; g= 그램; ppm= 백만당부; 및 cm= 센티미터. 달리 제시하지 않는 한, 모든 퍼센트는 중량 퍼센트를 말한다. 모든 수치 범위가 100%까지 첨가되는 것으로 분명히 생각되는 것 외에는 이러한 수치 범위도 포괄적이고 어느 순서로도 조합될 수 있다.
본 발명의 일면은 감소된 양의 산소-함유 불순물을 지닌 유기금속 화합물을 제공하는 것으로서, 본원에 기재된 모든 조작은 통상적으로 질소나 아르곤과 같은 불활성 기체하에서 수행된다.
본 발명은 i)비대칭 디메틸 히드라진 및 화학식 1의 화합물로부터 선택된 유기금속화합물(a)과 화학식 2의 알킬-금속 화합물 및 촉매 화합물을 지닌 정제 조성물(b)을 포함하는 혼합물을 제공하는 것과
ii) 혼합물을 가열하는 것을 포함하는 유기금속 화합물의 정제 방법을 제공한다.
상기 화학식에서,
R1은 (C1-C20)알킬, (C2-C12)디알킬아미노, (C1-C12)알킬아미노(C1-C12)알킬, 디(C1-C20)알킬아미노(C1-C12)알킬, (C2-C20)알켄일, (C2-C20)알킨일 및 아릴로부터 선택되며;
각각의 R2는 수소, (C1-C20)알킬, (C2-C12)디알킬아미노, (C1-C12)알킬아미노(C1-C12)알킬, 디(C1-C20)알킬아미노(C1-C12)알킬, (C2-C20)알켄일, (C2-C20)알킨일, 아릴 및 할로겐으로부터 독립적으로 선택되고;
M1은 IIA 족 내지 VIA 족 금속이며; n은 M1의 원자가이고;
R3는 (C1-C20)알킬이며;
각각의 R4는 수소 및 할로겐으로 부터 독립적으로 선택된 것이고;
M2는 IIIA 족 금속이며;
x는 1-3의 정수이다.
본 방법은 유기금속 화합물 내에 존재하는 산소-함유 및 실리콘-함유 불순물의 수준을 감소시키는데 유용하다.
광범위한 유기금속 화합물들이 본 방법에 따라 정제될 수 있다. 다른 유기금속 화합물들이 유리하게 정제될 수 있다 하더라도, 이러한 유기금속 화합물에는 비대칭 디메틸 히드라진 및 화학식 1이 포함된다:
상기 화학식 1에서,
R1은 (C1-C20)알킬, (C2-C12)디알킬아미노, (C1-C12)알킬아미노(C1-C12)알킬, 디(C1-C20)알킬아미노(C1-C12)알킬, (C2-C20)알켄일, (C2-C20)알킨일 및 아릴로부터 선택되며;
각각의 R2는 수소, (C1-C20)알킬, (C2-C12)디알킬아미노, (C1-C12)알킬아미노(C1-C12)알킬, 디(C1-C20)알킬아미노(C1-C12)알킬, (C2-C20)알켄일, (C2-C20)알킨일, 아릴 및 할로겐으로부터 독립적으로 선택되고;
M1은 IIA 족 내지 VIA 족 금속이며;
n은 M1의 원자가이다.
M1은 IIA, IIIA, IVA, VA 및 VIA족의 임의의 금속일 수 있다.
본 출원에 있어서, 용어 "금속"에는 VA족 원소들, 즉, 반금속(metalloid)인 인, 비소, 안티몬 및 비스무스를 포함 시키려고 한다. 일 실시형태에 있어서, M1은 IIIA 족, IVA 족 및 VA 족 금속으로부터 선택된다. 다른 실시형태에 있어서, M1은 알루미늄, 갈륨, 인듐, 붕소, 아연, 비소, 안티몬, 비스무스 및 텔루르로부터 선택된다.
본 방법에 따라 정제될 수 있는 좋은 예가 되는 유기금속 화합물에는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리-이소-부틸알루미늄, 트리-t-부틸알루미늄, 트리메틸갈륨, 트리에틸갈륨, 트리메틸인듐, 트리에틸인듐, 디-이소-프로필 메틸 인듐, 이소-프로필 디메틸 인듐, 트리에틸보론, 디메틸진크, 디에틸진크, 디-이소프로필 텔루라이드, 디에틸텔루라이드, 디에틸셀레나이드, 디-이소-프로필셀레나이드, 트리메틸아르세닉, 트리메틸안티모니, 트리에틸안티모니, 비스(사이클로펜타디엔일)마그네슘, t-부틸포스핀, 에틸아르신, t-부틸아르신, 비스포스피노에탄, 트리스(디메틸아미노)스티빈, 트리스(디메틸아미노)아르신, 트리스(디메틸아미노)포스핀, 테트라키스(디메틸아미노)실란, 테트라키스(디메틸아미노)게르만, 디메틸아미노프로필디메틸알루미늄, 이소부틸게르만, 트리페닐포스핀, 페닐-비스-(2-디메틸아미노페닐)포스핀 및 페닐-비스-(4-디메틸아미노)포스핀이 포함되나, 이에 한하지 않는다. 유기금속 화합물의 혼합물 또한 본 방법에 따라 정제될 수 있다.
본 방법에 있어서, 정제되는 유기금속 화합물을 서로 다른 알킬-금속 화합물 및 촉매를 포함하는 정제 조성물과 접촉시킨다. 상기 알킬-금속 화합물 및 유기금속 화합물은 서로 다르다. 마찬가지로, 상기 촉매와 유기금속 화합물은 서로 다르 다. 알킬-금속 화합물은 화학식 2의 화합물이다:
상기 화학식 2에서,
R3는 (C1-C20)알킬이며;
각각의 R4는 수소 및 할로겐으로 부터 독립적으로 선택된 것이고;
M2는 IIIA 족 금속이며;
x는 1-3의 정수이다.
광범위한 알킬-금속 화합물들이 적절하게 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 상기 알킬-금속 화합물은 (C1-C5)알킬-IIIA 족 금속 화합물이다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 알킬-금속 화합물은 트리알킬-IIIA 족 금속 화합물, 통상적으로 트리(C1-C5)알킬-IIIA 족 금속 화합물이다. 좋은 예가 되는 알킬-금속 화합물에는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 디메틸알루미늄 클로라이드, 메틸 알루미늄 디클로라이드, 디메틸갈륨 클로라이드, 트리메틸갈륨, 트리에틸인듐 및 트리메틸인듐이 포함되나, 이에 한하지 않는다. 알킬-금속 화합물의 혼합물 또한 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 상기 알킬-금속 화합물의 알킬 그룹은 유기금속 화합물 내에 존재하는 알킬 그룹과 같다. 다른 실시형태에 있어서, M1 및 M2가 둘 다 알루미늄인 경우, M2 상(즉, 알킬-금속 화합물 상)의 알킬 그룹은 M1 상(즉, 유기금속 화합물 상)의 알킬 그룹보다 더 고급 알킬 그룹인 것이 바람직하다. "더 고급 알킬 그룹"은 비교되는 것보다 적어도 하나 이상의 탄소 원자를 더 갖는 알킬 그룹을 의미한다.
촉매는 정제되는 유기금속 화합물의 알콕시교환반응(transalkoxylation)을 촉진시키는, 염을 포함한 임의의 광범위한 화합물이 될 수 있다. 이론에 얽매이고 싶지는 않으나, 발명자들은 촉매가 유기금속 화합물의 산소-함유 불순물(즉, M1도 함유하는 산소-함유 불순물)로부터 알킬-금속 화합물에 알콕시 그룹의 전달을 용이하게 하는 작용을 한다고 믿고 있다. 적절한 촉매에는 IA, IIA 및 VA 족 금속의 화합물과 염이 포함되나, 이에 한하지 않는다. 이러한 촉매는 통상적으로 수소, 할로겐, 알킬, 알켄일, 알킨일, 아릴, 아미노, 디알킬아미노, 아미노알킬 및 디알킬아미노알킬로부터 선택된 하나 이상의 그룹을 포함한다. 아릴 그룹은 하나 이상의 수소가 하나 이상의 치환기로, 예를 들면, 할로겐, 시아노, 아미노, 디알킬아미노, 아미노알킬 및 디알킬아미노알킬로 치환될 수 있다. 통상적으로, 촉매는 산소 치환이 없다. 촉매의 좋은 예에는 리튬 디메틸아미드, t-부틸 리튬, n-부틸 리튬, 알루미늄 트리클로라이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리아이오다이드, 갈륨 트리클로라이드, 인듐 트리클로라이드, 칼슘 디클로라이드, 바륨 디플루오라이드, 테트라메틸 암모늄 플루오라이드 및 트리스(디메틸아미노)알루미늄이 포함되나, 이에 한하지 않는다. 또한, 촉매의 혼합물이 사용될 수 있다.
정제 조성물에 있어서 알킬-금속 화합물 대 촉매의 중량비는 넓은 범위에 걸쳐서 변할 수 있다. 통상적으로 알킬-금속 화합물 대 촉매의 중량비는 10:1 내지 1:10이다. 보다 일반적으로, 중량비는 5:1 내지 1:5이다.
유기금속 화합물, 알킬-금속 화합물 및 촉매는 임의의 순서로 결합될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 정제 조성물은 우선 알킬-금속 화합물과 촉매의 결합으로 제조될 수 있고, 그 뒤에 조성물과 유기금속 화합물을 결합할 수 있다. 또한, 알킬-금속 화합물과 촉매가 각각 유기금속 화합물에 분리하여, 순서대로 또는 동시에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 정제 조성물은 유기금속 화합물의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%의 양으로 존재한다. 통상적으로, 정제 조성물은 0.2 내지 8 중량%의 양으로 존재한다.
유기금속 화합물을 알킬-금속 화합물 및 촉매와 결합한 후, 혼합물을 가열한다. 특정 가열 온도는 사용되는 유기금속 화합물, 알킬-금속 화합물 및 촉매에 의존한다. 통상적으로, 이러한 온도는 유기금속 화합물이 분해되는 온도 이하이다. 예시적인 온도는 30 내지 175℃ 범위 내이지만, 이에 한하지 않는다. 적절한 온도는, 보다 일반적으로는 50 내지 150℃, 더 일반적으로는 70 내지 80℃이다. 가열 단계의 지속 시간은 더 짧거나 길게 할 수 있으나, 예를 들면 5분 내지 5시간과 같이 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 가열 단계는, 보다 일반적으로는 15분 내지 5시간, 더 일반적으로는 30분 내지 4시간, 특히 1 내지 2시간 동안 지속할 수 있다. 이러한 가열 단계는 유기금속 화합물 내 불순물 수준의 감소를 촉진시킨다.
가열 단계에 이어, 정제된 유기금속 화합물을 알킬-금속 화합물 및 촉매로부터 분리시킨다. 이러한 분리는 이로써 한정하는 것은 아니나, 증류(distillation)나 승화(sublimation)와 같은 적절한 기술에 의하는 것이 효과적일 수 있다. 재결 정법과 같은 다른 분리 기술을 사용할 수도 있다. 이러한 분리 기술은 당업자에게 주지되어 있다.
유기금속 화합물을 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물의 수준을 감소시키는 본 방법에 의해 얻는다. 일 실시형태에 있어서, 정제된 유기금속 화합물은실질적으로 산소-함유 불순물을 함유하지 않는다. "실질적으로 산소-함유 불순물을 함유하지 않음"은 정제된 유기금속 화합물이 산소-함유 불순물을 0.05ppm 이하로 함유하는 것을 의미한다. 다른 실시형태에 있어서, 정제된 유기금속 화합물은 실질적으로 실리콘-함유 불순물을 함유하지 않는다. 다시 말해서, 정제된 유기금속 화합물이 실리콘-함유 불순물을 0.03ppm 이하로 함유한다. 통상적으로, 정제된 유기금속 화합물은 실질적으로 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물을 둘 다 함유하지 않는다. 불순물의 수준은 산소-함유 불순물의 경우에는 푸리에-변환 핵 자기 공명(FT-NMR) 분광학으로, 금속 불순물의 경우에는 유도 결합 플라스마(ICP) 분석법으로 측정할 수 있다. 본 방법에 의해 얻은 정제된 유기금속 화합물은 일반적으로 99.9999% 이상의 순도를 갖는다.
본 발명의 정제된 유기금속 화합물은 MOCVD 어플리케이션과 같이 높은 순도의 유기금속 화합물의 사용이 요구되는 다양한 응용분야에서 사용되어, 보이스/데이타 통신, 발광 다이오드(LEDs), 및 DVD 어플리케이션에서 사용되는 고성능 디바이스를 생산할 수 있다. 또한, 정제된 유기금속 화합물의 많은 것들이 다른 유기금속 화합물의 생산에 있어서, 알킬화제(alkylating reagent)로 사용될 수 있다. 예를 들면, 정제된 트리메틸알루미늄을 사용하여 실질적으로 보다 낮은 수준의 실리 콘-함유 및 산소-함유 불순물을 함유하는 트리메틸인듐을 생산할 수 있고, 정제된 트리에틸알루미늄을 사용하여 실질적으로 보다 낮은 수준의 실리콘-함유 및 산소-함유 불순물을 함유하는 트리에틸갈륨을 생산할 수 있다. 본 발명의 이점은 유기금속제에 있어서 필요로 하는 정제 단계의 수를 감소시킨다는 것이다. 예를 들자면, 원재료 및/또는 최종 생성물의 증류 단계의 수를 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 순환 시간(cycle time)을 크게 감소시켜, 전체 노동력과 생산 비용을 줄어들게 한다.
하기 실시예들은 본 발명의 다양한 측면을 설명해준다.
실시예
1
AlCl3(1g) 및 트리에틸알루미늄(3g)을 각각 독립적으로 자석 젓기 막대(stirring bar)가 구비된 둥근 바닥 3-목 플라스크 내의 트리에틸보론(200g)에 첨가하였다. 트리에틸보론은 FT-NMR 분석을 기준으로 294ppm의 산소첨가 불순물을 함유하는 것으로 알려져 있다. 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 가열시킨 후, 대기압에서 30-cm 충전칼럼 및 부분 테이크오프 헤드(partial take-off head)를 통해 증류시켰다. 앞선 분획(forerun) 40g을 취하여 고의로 버리고, 앞선 분획의 마지막에서 헤드 온도는 95.1℃였다. 그 후, 헤드 온도가 95.1℃로 유지되는 것을 확인하면서, 후속 주 분획(main fraction) 130g을 얻었다. 말단 분획(tail fraction)은 대략 30g 인 것을 관찰하였다. FT-NMR로 주 분획을 분석한 결과, 산소 불순물이 검출 되지 않았다(즉, 0.05ppm 미만). ICP 기술로 정제된 트리에틸보론을 분석한 결과, 하기의 금속 불순물들이 없다는 것을 발견하였다(즉, 검출되지 않음): Al, Be, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Pb, Si(0.03ppm 미만), Sn, Sr, 및 Zn.
실시예
2
산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물을 포함하는 트리에틸알루미늄(Et3Al)을 증류 플라스크에 첨가하였다. 트리-이소-부틸알루미늄(Et3Al의 중량을 기준으로 2-5중량%) 및 알루미늄 트리클로라이드(Et3Al의 중량을 기준으로 1중량%)를 계속하여 교반하면서 증류 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 약 120℃에서 3시간 동안 가열시킨 후, 실온으로 냉각시켰다. 그 후, 진공(vacuum)으로 감압 하에서 분별증류를 수행하였다. 앞선 분획(forerun) 약 15중량%를 취하였고, 적어도 15중량%가 말단 분획으로 남았다. 정제된 트리에틸알루미늄은 실질적으로 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 없을 것으로 예상된다.
실시예
3
증류 칼럼과 리플럭스 헤드(reflux head)가 장착된 5-리터 스태인리스 스틸 리보일러(reboiler)를 설치하였다. 여기에 300g의 트리에틸알루미늄을 충전하였다. 그 후, 트리-n-프로필알루미늄(10g) 및 인듐 트리클로라이드(5g)(약 5중량%에 해당함)를 첨가하였다. 혼합물을 약 120℃로 가열하고 3시간 동안 교반시킨 후, 냉각시 켰다. 냉각시키고 나서, 시스템을 완전 진공(full vacuum)하에 설치한 후, 점진적으로 가열하여 온화하게 환류시켰다. 시스템을 약 1시간 동안 환류시켰다. 약 15중량%에 해당하는 앞선 분획(~40g)을 취하였다. 그 후, 주 분획을 모았다. 혼합물의 약 15중량%가 말단 분획으로 남았다. 주 분획을 ICP-광학 방사 분광기(ICP-OES) 및 FT-NMR로 분석하였다. 정제된 트리에틸알루미늄은 실질적으로 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 없을 것으로 예상된다.
실시예
4
트리에틸알루미늄 대신 250g의 디에틸진크를 사용하여 실시예 2의 과정을 반복하였다. 첨가된 트리-이소-부틸알루미늄의 양은 10g이었고, 알루미늄 트리클로라이드의 양은 3g이었다. 또한, 2g의 포타슘 플루오라이드를 첨가하였다. 증류 후에, 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 트리에틸진크를 얻을 것으로 예상된다.
실시예
5
트리에틸알루미늄 대신 200g의 트리에틸갈륨을 사용하고, 10g의 트리-이소-부틸알루미늄을 사용하고, 인듐 트리클로라이드 대신 2g의 갈륨 트리클로라이드를 사용하여 실시예 3의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 트리에틸갈륨을 얻을 것으로 예상된다.
실시예
6
디에틸진크 대신 220g의 비대칭 디메틸히드라진을 사용하여 실시예 4의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 비대칭 디메틸히드라진을 얻을 것으로 예상된다.
실시예
7
트리에틸알루미늄 대신 300g의 트리메틸아르세닉을 사용하고, 14g의 트리메틸알루미늄을 사용하고, 알루미늄 트리클로라이드 대신 4g의 소듐 플루오라이드 및 2g의 알루미늄 트리브로마이드를 사용하여 실시예 2의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 트리메틸아르세닉을 얻을 것으로 예상된다.
실시예
8
트리에틸알루미늄 대신 275g의 트리메틸안티모니를 사용하고, 12g의 트리메틸알루미늄을 사용하여 실시예 3의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 트리메틸안티모니를 얻을 것으로 예상된다.
실시예
9
디에틸진크 대신 280g의 트리메틸비스무스를 사용하고, 13g의 트리-이소-부 틸알루미늄을 첨가하고, 알루미늄 트리클로라이드 대신 5g의 포타슘 클로라이드와 2g의 알루미늄 트리아이오다이드를 사용하여 실시예 4의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 트리메틸비스무스를 얻을 것으로 예상된다.
실시예
10
트리에틸알루미늄 대신 290g의 트리에틸안티모니를 사용하고, 15g의 트리-n-프로필알루미늄을 사용하고, 인듐 트리클로라이드 대신 5g의 알루미늄 트리클로라이드를 사용하여 실시예 3의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 트리에틸안티모니를 얻을 것으로 예상된다.
실시예
11
트리에틸알루미늄 대신 200g의 디-이소프로필텔루리움을 사용하고, 10g의 트리메틸알루미늄을 사용하고, 알루미늄 트리클로라이드 대신 3g의 트리스(디메틸아미노)알루미늄을 사용하여 실시예 2의 과정을 반복하였다. 산소-함유 불순물 및 실리콘-함유 불순물이 실질적으로 없는 정제된 디-이소프로필텔루리움을 얻을 것으로 예상된다.
실시예
12
트리에틸알루미늄 대신 트리메틸알루미늄을 사용하여 실시예 2의 과정을 반 복하였다.
실시예
13
하기의 유기금속 화합물, 촉매 화합물 및 알킬-금속 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 과정을 반복하였다.
| 실시예 | 유기금속 화합물 | 촉매 화합물 (중량%) | 알킬 -금속 화합물 (중량%) |
| 13A | BPE | AlBr3(<1) | TIBAl(<2) |
| 13B | DIPMeIn | In(NMe2)3(<2) | TMIn(<3) |
| 13C | TDMAAs | AlCl3(<1) | TEAl(<2) |
| 13D | TDMASb | 3:1 AlBr3:KCl(<2) | TNPAl(<3) |
| 13E | TBA | AsCl3(<1) | TMAl(<2) |
| 13F | TMIn | 9:1 AlCl3:t-BuLi(<2) | TMAl(<4) |
| 13G | TDMAGe | 8.5:1.5 AlCl3:GeCl4(<3) | TEAl(<5) |
| 13H | IBGe | 8.5:1.5 GeCl4:KF(<1) | TIBAl(<2) |
| 13I | TMGe | 8.5:1.5 GeCl4:KF(<2) | TMAl(<3) |
| 13J | TDMASi | AlBr3(<1) | TNPAl(<2) |
| 13K | DMAPDMAI | 7:3 AlCl4:nBuLi(<2) | TMAl(<2) |
| 13L | DIPSe | 8:2 AlBr3:NaCl(<1) | TMAl(<2) |
| 13M | TEMAHf | 8.5:1.5 AlCl3:LiN(EtMe)(<1) | TMAl(<2) |
상기 표에서 사용한 약어는 하기의 화합물 및 리간드를 의미한다:
BPE=비스포스피노에탄, DIPMEIn=디-이소프로필 메틸 인듐, TDMAAs=트리스(디메틸아미노)아르세닉, TDMASb=트리스(디메틸아미노)안티모니, TBA=t-부틸아르신, TMAl=트리메틸알루미늄, TEAl=트리에틸알루미늄, TIPAl=트리-이소프로필알루미늄, TNPAl=트리-n-프로필알루미늄, TMIn=트리메틸인듐, TDMAGe=테트라키스(디메틸아미노)게르마늄, IBGe=이소부틸게르만, TMGe=테트라메틸게르마늄, TDMASi=테트라키스(디메틸아미노)실리콘, DMAPDMAl=디메틸아미노프로필디메틸알루미늄, DIPSe=디-이 소프로필셀레나이드, TEMAHf=테트라키스(에틸메틸아미노)하프늄.
본 발명의 방법은 유기금속 화합물 내에 존재하는 산소-함유 및 실리콘-함유 불순물의 수준을 감소시키는데 유용하다.
Claims (10)
- i) 비대칭 디메틸 히드라진 및 화학식 1의 화합물로부터 선택된 유기금속화합물(a)과 화학식 2의 알킬-금속 화합물 및 촉매 화합물을 지닌 정제 조성물(b)을 포함하는 혼합물을 제공하는 것과ii) 혼합물을 가열하는 것을 포함하는 유기금속 화합물의 정제 방법:[화학식 1]R1R2 n -1M1[화학식 2]R3 XR4 3 - XM2상기 식에서,R1은 (C1-C20)알킬, (C2-C12)디알킬아미노, (C1-C12)알킬아미노(C1-C12)알킬, 디(C1-C20)알킬아미노(C1-C12)알킬, (C2-C20)알켄일, (C2-C20)알킨일 및 아릴로부터 선택되며;각각의 R2는 수소, (C1-C20)알킬, (C2-C12)디알킬아미노, (C1-C12)알킬아미노(C1-C12)알킬, 디(C1-C20)알킬아미노(C1-C12)알킬, (C2-C20)알켄일, (C2-C20)알킨일, 아릴 및 할로겐으로부터 독립적으로 선택되고;M1은 IIA 족 내지 VIA 족 금속이며;n은 M1의 원자가이고;R3는 (C1-C20)알킬이며;각각의 R4는 수소 및 할로겐으로 부터 독립적으로 선택된 것이고;M2는 IIIA 족 금속이며;x는 1-3의 정수이다.
- 제 1 항에 있어서, 촉매 화합물이 IA, IIA, IIIA 또는 VA 족 금속을 포함하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 촉매 화합물이 수소, 할로겐, 알킬, 알켄일, 알킨일, 아릴, 아미노, 디알킬아미노, 아미노알킬 및 디알킬아미노알킬로부터 선택된 그룹을 더 포함하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 촉매 화합물이 리튬 디메틸아미드, t-부틸 리튬, n-부틸 리튬, 알루미늄 트리클로라이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리아이오다이드, 갈륨 트리클로라이드, 인듐 트리클로라이드, 칼슘 디클로라이드, 바륨 디플루오라이드, 테트라메틸 암모늄 플루오라이드 및 트리스(디메틸아미노)알루미늄으 로부터 선택된 것인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 정제 조성물이 유기금속 화합물의 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%의 양으로 존재하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 알킬-금속 화합물 및 촉매 화합물이 10:1 내지 1:10의 중량비로 존재하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, M2가 알루미늄인 방법.
- 제 1 항에 있어서, M1이 IIIA 족 금속, IVA 족 금속 및 VA 족 금속으로부터 선택된 것인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 알킬-금속 화합물이 IIIA 족 트리알킬 화합물인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 정제 조성물로부터 유기금속 화합물을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
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