572848 A7 _____B7 五、發明說明（1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本發明係有關於極簡單之操作下，無需特別之工程裝 置且價格便宜，可使氯矽烷類中之微量之硼化合物去除或 使硼化合物濃縮之分離氯矽烷類中之硼化合物之方法，以 及氯矽烷類蒸發用組成物者。 先行技術中，直接決定聚矽氧裝置之特性之電氣拮抗 係藉由含於聚矽氧單結晶中之施予體元素（p、A s等之 5B屬元素）與接受體元素（b、A1等之3B屬元素） 之量後，所決定，控制者。 惟，做爲製造聚矽氧單結晶之方法者其公知者有於聚 矽氧單結晶上利用氯矽烷類後進行化學性氣相成長之使聚 矽氧單結晶成長之方法者，而，氯矽烷類中，一般其製造 過程特別由原料金屬矽素等其硼做爲硼氯化物等（主爲 B C 1 3 )之數千p p b混入之，蒸發此氯矽烷類後供於聚 矽氧單結晶時，硼氯化物亦同時被蒸發，供與之，所取得 之聚矽氧單結晶中混入硼後，其電氣拮抗呈低者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此時，硼以外之元素雖較易去除，惟，針對產生聚矽 氧單結晶時之電氣特性受影響之摻雜物元素之硼於蒸餾法 、吸附劑法等方法時，無法由氯矽烷類充份去除硼。 例如：針對硼之去除，蒸餾法中其效果爲有效者截至 %順序爲止者，ppb，ppm之去除均極困難。 又，利用硼之反應性後，加入衍生物化試藥後反應之 後有氯矽烷類與蒸餾分離之方法者，此方法其衍生物化效 率低，衍生物化試藥及反應生成物之分離多半極爲困難。 因此，亦被提出加熱、還流後提高反應性之衍生物化效率 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 572848 A7 ______ B7 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之方法者，而，衍生物化效果低、最後，此低衍生物化效 果之方法無數次重覆進行之。因此，聚砂氧單結晶中，爲 10 ’ 000Ω — cm之高拮抗品者，高電壓半導體開關 元件，傳導器等其硼濃度爲〇 · 1 p p b以下者被嚴格要 求之，因此，先行技術之方法無法適用於此等用途。 本發明係鑑於上述，以提供一種於極簡單之操作下， 於工程上無特別裝置且價格低廉，可去除氯矽烷類中微量 之硼化合物或濃縮_化合物之分離氯矽烷類中之硼化合物 之方法，以及氯矽烷類蒸發用組成物者爲目的者。 本發明者爲達成上述目的，進行精密硏討後結果發現 ，於氣體或液體之氯矽烷類中，使於常溫下含有固體吸附 劑之氟元素之鹽類進行作用之後，於微量含有硼氯化物之 氯矽烷中添加含氟元素之鹽後，蒸發此氯矽烷時，所蒸發 之氯矽烷中未伴隨實質之硼氯化物，蒸發殘渣中其硼氯化 物被濃縮，因此，可於極簡單之操作下，無工程上特別裝 置，且，價格低廉，可去除氯砂院類中微量之硼或由氯矽 烷類被分離，取得硼之濃縮者，進而完成本發明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明係提供 (1 )於含有硼化合物之氯矽烷類中使含氟元素之鹽 進行作用後，使該硼化合物吸附於含氟元素之鹽者爲其特 徵之分離氯矽烷類中之硼化合物之方法， (2 )於含有硼化合物之氯矽烷類中添加含氟元素之 鹽後，使氯矽烷類蒸發者爲其特徵之氯矽烷類中之硼化合 物之分離方法者， -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 572848 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) (3 )於含有硼化合物之氯矽烷類中添加含氟元素之 鹽後所組成者爲其特徵之氯矽烷類蒸發用組成物者。 本發明中，氯矽烷類中之硼係主要以B C 1 3之形態存 在之，例如：於氯矽烷類中使N a F進行作用時，於氯矽 烷類中BC 1 3被作成Na F與B C 1 3 — Na F之複合體 者。此時，氯矽烷類爲無極性溶媒者，與所添加之N a F 無關。 因此，B (1S22S22P)與 C1(1S22S22P63S23P5) 3 原子相結合，而 ，其B之S P 2混成軌道3個（（1 S 2 2 S 2 P X 2 P Y ) )與C 1之3 P軌道1個個結合後添加N a F後，氟離子 (1 S 2 2 S 2 2 P 5 )比氯離子之反應性更高，離子半徑 亦較小，因此，立體障礙少，相互作用產生後，附加反應 ’亦即，吸附能產生。 此反應非取代反應，藉由B C 1 3 — N a F之複合體被 形成後所引起之附加反應者，由以下見解被確認之。 亦即，於氯矽烷類中添加N a F後，藉由加熱使氯矽 烷類完全蒸發去除後，使殘留物（N a F )中之硼濃度藉 由亞甲藍法進行測定後，若出現取代反應則生成B F 3，其 沸點爲~ 1 〇 1 t因此於蒸發時點應被揮散，而，其結果 爲與實驗開始前所存在之硼濃度顯示相同之値者。 以下，針對本發明進行更詳細之說明。 本發明之分離氯矽烷類中之硼化合物之方法係使以含 主要爲B C 1 3之形態存在之硼氯化物等之微量硼化合物爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - _!!_-7!c! !_!1 訂·！ - *3^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 572848 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) 0 · lppb〜1重量％，特別以0 · lppb〜10 P P m之於氯矽烷類中含氟元素之鹽類進行作用者。 做爲本發明中之氯矽烷類者如：二氯矽烷、三氯矽烷 、四氯矽烷、等例者。 •又，做爲含氟元素之鹽類者如：電解質物質之例，具 體而言如、NaF、 CaF、 mgF、 NH4F、 BaF、 氟化三苯錫、氟化三丁錫等例者。 含有此等氟元幸鹽類之添加量與存在於氯矽烷類中之 硼濃度並無特別關係，一般以硼濃度與1 : 1之莫耳比化 學量論者爲宜，過剩之添加亦無妨。 本發明中，去除氯矽烷類中之硼化合物之方法者係於 氯矽烷類中添加含氟元素之鹽類後，常溫下，輕輕攪拌之 後，遲緩使氯矽烷類藉由蒸發後可進行之。含吸附劑之氟 元素鹽類可於過濾或蒸餾（單發蒸餾即可）下簡單回收。 又，於圓筒容器中塡充做爲吸附劑之含氟元素之鹽類 後，藉由通過氯矽烷類後，可吸附氯矽烷類中之硼化合物 者，因此，採用此方法時，則無需進行吸附劑之回收操作 者。 另外，於氯矽烷類中添加含氟元素之鹽類後，氯使矽 烷至實際使用爲止之間，考量硼之污染時，使含氟元素之 鹽類直接存在於容器中，於氯矽烷類使用時，氯矽烷類可 藉由單發蒸餾後使用之。 本發明之氯矽烷類中添加含氟元素鹽類之組成物係使 氯矽烷類蒸發後，如依常法可用於使聚矽氧單結晶成長之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -------r---*----------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 572848 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（5 ) 目的者，此時所蒸發之氯矽烷類中無伴隨實質之硼化合物 ’因此，可取得實質上未含硼之高拮抗聚矽氧單結晶者。 又，本發明其硼化合物吸附於含氟元素鹽類後被濃縮 ’因此，於定量分析中，可確實定量先行技術無法取得之 超微量濃度領域中之硼濃度者。 〔實施例〕 以下，以實施例及比較例進行本發明具體之說明，惟 ’本發明並非僅限下記之實施例者。又，實施例中其硼濃 度之0 · 1 p p b以下」所載之意係本發明方法可持續濃 縮，因此，濃縮比未增，亦不降其下限，其區隔以「 〇.1 p p b以下」者。 〔實施例1〕 BC13之硼濃度分別以lOOppm， lppm， 1〇PPb ，0 · lppb之50g三氯矽烷中加入約 2 0 m g之N a F ((和光純藥工業（股份）製），常溫 下’輕輕攪拌之後，緩優使三氯矽烷（信越化學工業（股 份）製）進行蒸發後，進行測定各N a F殘留物中之硼濃 度（換算試料液）與留出液中之硼濃度。其結果如表1所 不° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- -------：—.—--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 572848 A7 B7 五、發明說明（6 ) 〔表 1〕__ 三氯矽烷中之 NaF殘留物中之硼濃度 留出液中之硼濃度 硼濃度 1 OOppm 1 OOppm 0.1 p p b以下 1 Dpm 1 ppm 0 · 1 p p b以下 1 Oppb lOppb 0. lppb以下 0 · 1 ppb 0.1 ppb 〇 · 1 P P b以下 〔實施例2〕 硼濃度爲1 〇 P P b25 0 g四氯矽烷中加入含有各 種氟元素鹽類（和光純藥工業（股份）製）後’常溫下， 輕輕攪拌後，緩慢使四氯矽烷（信越化學工業（股份）製 )進行蒸發後，測定各殘留物中硼濃度（換算試料液）與 留出液中硼濃度。其結果如表2所示。 ^---Ί — Am^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---訂---------線备· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 572848 A7 ______ B7 五、發明說明（7 ) 〔表2〕 含氟之鹽類 添加量（m g) 殘留物中之硼 濃度 留出液中之硼濃度 NaF 20 1 Oppb O.lppb以下 KF 30 9ppb 0.1 p p b以下 CaF 40 lOppb 0.1 p p b以下 MgF 30 8ppb O.lppb以下 nh4f 20 lOppb 0.1 p p b以下 BaF 80 1 1 ppb O.lppb以下 氟化三苯錫 180 9ppb O.lppb以下 氟化三丁錫 130 lOppb O.lppb以下 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔實施例3〕 5 0 g之二氯矽烷（信越化學工業（股份）製）中加 入2 0 g之N a F (和光純藥工業（股份）製），常溫下
，攪拌後，加熱氣化之後，與氫混合之後，於1 2 0 〇 °C 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下進行加熱後，於聚矽氧單結晶上進行化學性氣相成長， 使聚矽氧之單結晶進行成長。 此時’所取得之卓結晶部括抗値爲一 1 2 ’ 0 0 〇 Ω —c m 者。 〔實施例4〕 於5 0 g之三氯矽烷（信越化學工業（股份）製）中 ，加入2 0 g之N a F (和光純藥工業（股份）製），·常 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 釐 公 97 2 10X (2 格 規 'A4 ο 572848 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 溫下，攪拌後，加熱氣化後，與氫混合之後，於 1 2 〇 〇 °C下加熱之後，於聚矽氧單結晶上進行化擧性_ 相成長，使聚矽氧單結晶成長之。 此時，所取得單結晶部之拮抗値爲一 1 1 ’ 〇 0 Q Ω _ c m 者。 〔實施例5〕 於5 0 g之四氯矽烷（信越化學工業（股份）·製）ψ 加入2 0 g之N a F (和光純藥工業（股份）製），常槪 下，攪拌後，加熱氣化之後，與氫混合後，於約1 2 〇 〇 °C下加熱後，於聚矽氧單結晶上進行化學性氣相成長，便 聚矽氧之單結晶進行成長。 此時所取得單結晶部拮抗値爲一 1 5，0 0 〇 Ω〜 cm#。 ' 〔實施例6〕 於5 0 g之四氯矽烷（信越化學工業（股份）製）中 加入2 0 m g之N a F (和光純藥工業（股份）製）’常 溫下，攪拌後，加熱之後，使四氯矽烷進行氣化’使各殘 留物中之硼藉由亞甲藍進行定量。 又，爲確定正確性，加入硼之已知量後進行定量者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11- Ί .----------β--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 572848 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 〔表3〕 對象 硼濃度（ppb) 四氯矽烷 0.1以下 四氯矽烷+0.1ppb硼之相當量 0.1 NaF殘留物 0.1以下 〔比較例1〕 除分別於N a C 1 (和光純藥工業（股份）製）、 N a B r (和光純樂工業（股份）製）加入2 〇 m g取代 N a F之外’與實施例1同法測定殘留物中及留出液中之 硼濃度。其結果表4。 〔表4〕 殘留物中之硼濃度 留出液中之硼濃度 N a C 1 〇p P b 2 0 p p b N a B r 0 P P b 1 9 p p b 〔比較例2〕 除以N a C 1 (和光純藥工業（股份）製）取代 N a F之外，與實施例3同法取得聚矽氧單結晶部之捨抗 値爲10Ω— cm者。 本發明可於極簡單之操作下，無工程之特別裝置，價 格亦低廉下，去除微量氯矽烷類中之硼或濃縮之。且，聚 矽氧單結晶中藉由可供與高拮抗品後’確實可供與高品位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- ------：—；—--------訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 572848 A7 B7 五、發明說明（1〇 ) 之高電壓半導體開關元件之同時，藉由不純物元素之摻雜 之後’使先行技術之範圍被拓展。更且，先行技術中無法 如本發明可去除微量之硼，因此爲合成電子設備用氯矽院 而務必嚴格選取極低硼濃度之金屬矽素使用之，而本發明 之方法則可使用所有種類之金屬矽素者。 Ί---；IIΑΨΛ------- —訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13 ·