TWI333954B - - Google Patents

Description

1333954 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關有機金屬化合物，特別是三甲基鋁之純 化方法。更詳細係有關可用於製造化合物半導體之三甲基 鋁等之有機金屬化合物所含有之比該有機金屬化合物更高 蒸氣壓之雜質，特別是降低有機矽成分的方法。另外，本 發明係有關依此純化方法製得之純化有機金屬化合物。

【先前技術】 化合物半導體材料例如砷化鎵、磷化銦、磷化鎵等材 料係具有可用於電子產業之微波振動子、半導體發光二極 體及雷射及紅外線檢測器等用途之熟知材料。使有機金屬 化合物產生磊晶成長所得之化合物半導體的品質受到原料 之有機金屬化合物之雜質極大影響。因此，爲了得到高功 能之化合物半導體材料時，有機金屬化合物須爲高純度。 化合物半導體材料所用之有機金屬化合物之代表例有 三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁等。其中三甲基鎵及三甲 基銦係分別由氯化鎵與三甲基鋁及氯化銦與三甲基鋁所製 造，三甲基鎵或三甲基銦之純度係依起始原料之三甲基鋁 而定。使三甲基鋁純度化爲製造這些有機金屬化合物之最 重要的步驟。 有機金屬化合物之雜質例如有烴化合物、其他含有與 純化對象之有機金屬化合物之金屬不同金屬的有機金屬化 合物及金屬化合物等。這些雜質中，相較於有機金屬化合 c -5- 1333954 物’其蒸氣壓較高，或具有同等之蒸氣壓者在由該有機金 屬化合物所形成之化合物半導體中，會產生含雜質的物質 ，特別是有害的物質。 蒸氣壓較高之雜質中，含有IV族金屬之有機矽成分 被納入砷化鎵等IIIV族化合物半導體時，會造成該化合 物半導體之電特性及光學特性降低，因此完全除去有機矽 成分較佳。 以往除去蒸氣壓較高之雜質的方法例如有加合物之純 化方法（專利文獻1，2 :日本特公平5 - 3 5 1 5 4號公報、特 開昭62- 1 85 090號公報），使金屬鈉與金屬鉀接觸蒸餾的 方法（專利文獻3，4:特開昭62-132888號公報，特開平 8-12678號公報），將液體有機金屬化合物冷卻固化之純 化方法（專利文獻5:特表2003-518007號公報）。 但是加合物之純化方法或使金屬鈉與金屬鉀接觸蒸餾 的方法必須在有機金屬化合物中添加溶媒或處理劑，因此 添加前必須極度提高處理劑之純度，且也必須處理使用後 之添加劑’同時處理劑昂貴，處理劑之操作危險等許多缺 點。使液體有機金屬化合物冷卻固化之純化方法限於適當 的有機金屬化合物，雜質去除的效果十分有限。 〔專利文獻1〕日本特公平5-35154號公報 〔專利文獻2〕特開昭6 2 - 1 8 5 0 9 0號公報 〔專利文獻3〕特開昭6 2 - 1 3 2 8 8 8號公報 〔專利文獻4〕特開平8-12678號公報 〔專利文獻5〕特表2003-518007號公報 -6- 1333954 【發明內容】 〔發明欲解決的問題〕 本發明之目的係提供一種實質上不使用添加劑，以高 效率且在工業上容易由有機金屬化合物中除去蒸氣壓較高 之雜質之有機金屬化合物之純化方法及藉由該方法所製得 之純化有機金屬化合物。

〔解決問題的方法〕 本發明人等爲了達成上述目的而精心硏究結果發現在 蒸氣純化中，使惰性氣體流通至有機金屬化合物之蒸氣中 ，可有效除去比有機金屬化合物更高蒸氣壓之雜質，不使 用添加物，可以工業上容易的方法達成上述目的，遂完成 本發明。 因此本發明係提供下述純化方法及純化物。 (1) 一種有機金屬化合物之純化方法，其係以蒸餾 純化由有機金屬化合物中除去比有機金屬化合物更高蒸氣 壓之雜質時，其特徵係使惰性氣體流通至有機金屬化合物 之蒸氣中。 (2) 如第（1)項之有機金屬化合物之純化方法，其 中有機金屬化合物爲三甲基鋁。 (3) 如第（1)或（2)項之有機金屬化合物之純化 方法，其中比有機金屬化合物更高蒸氣壓之雜質爲有機矽 化合物》 J333954 (4 )—種有機金屬化合物，其♦特徵係如第 3)項中任一項之有機金屬化合物之純化方法3 砍成分爲lppm以下。 〔發明效果〕 依據本發明之方法時，可發揮以高效率且^ 機金屬化合物中之蒸氣壓較高之雜質之工業上ί 高純度化後之純化物進行磊晶成長，可製造高1 體。 〔實施發明之最佳形態〕 本發明係一種有機金屬化合物之純化方法， 餾純化由有機金屬化合物中除去比有機金屬化爸 氣壓之雜質時，其特徵係使惰性氣體流通至有楱 物之蒸氣中。 依本發明之方法所純化之有機金屬化合物仞 甲基鋁外，其他有機金屬化合物例如有三甲基鎵 鎵、三乙基鋁、三甲基銦、二甲基鋅、二乙基鋅 戊二烯基）鎂、雙（甲基環戊二烯基）鎂等。 必須由這些有機金屬化合物中除去有機金屬 高蒸氣壓較高之雜質，例如含有與純化對象之有 合物之金屬不同之Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Mg、 Zn等之有機金屬化合物、碳數1〜9之低沸點烴 ’特別是有機矽化合物，例如有四甲基砂院、三 烷、四氯矽烷、乙基三甲基矽烷、二甲基乙基氯 (1 )〜（ 得之有機 易除去有 效果。使 能的半導 其係以蒸 物更高蒸 金屬化合 如除了三 、三乙基 、雙（環 化合物中 機金屬化 Mn、Si、 化合物等 甲基氯矽 矽烷、二 -8- 1333954 I* m

乙基甲基氯矽烷、二甲，基二乙基矽烷、乙基三氯矽烷、三 乙基甲基矽烷、二乙基二氯矽烷、三乙基氯矽烷、四乙基 矽烷等。此有機矽化合物例如三甲基鋁時，製造三甲基鋁 之步驟中’金屬鋁中所含有之金屬矽因化學反應變成有機 矽化合物而被混入，通常有機矽化合物在純化前之三甲基 鋁中含有10〜200ppm左右，但是藉由本發明之方法可將 有機矽化合物降低至1 ppm以下。有機矽化合物的量係指 雜質之上述有機矽化合物之Si量。 有機金屬化合物中蒸氣壓較低之雜質，例如金屬化合 物、三鋁氧化物、碳數1 0以上之高沸點烴成分等也可利 用蒸餾除去。 本發明係在蒸餾純化有機金屬化合物時，係將惰性氣 體流通至有機金屬化合物之蒸氣中，但是此時本發明中作 爲惰性氣體使用之氣體’例如有氮、氨、氮 '氣等。這些 惰性氣體可單獨使用或使用混合物，但是以降低氧或水分 等經高純化者較佳。 惰性氣體之流通量係對於有機金屬化合物蒸氣時，流 通50體積％以下，較佳爲1〜1〇體積％ 。低於1體積％ 時’雜質之除去效果不佳，超過50體積％時，有機金屬 化合物之回收率可能降低。 惰性氣體可由反應鍋、塔、純化管等含有機金屬化合 物蒸氣存在之任意場所導入。惰性氣體導入可在全回流時 、前餾份餾出時、主餾份餾出時、後餾份餾出時或蒸餾中 導入。 -9- 1333954 蒸餾純化通常只要一次即可，必要時可重複多次。 【實施方式】 〔實施例〕 以下揭示實施例及比較例，具體說明本發明，但是本 發明不限於下述實施例。實施例所示之有機金屬化合物中 之有機矽成分係將烴溶媒中所萃取之有機矽化合物以感應 電漿發光法來定量。 〔實施例1〕 將具備回流冷卻器、40段蒸餾塔之1 000ml之SUS容 器以氦充分取代後，該容器中注入三甲基鋁49 7g。接著以 lOOml/min導入高純度氦的狀態下，常壓下以 127°C蒸餾 純化，得到主餾份34 7g。測定這些有機矽成分濃度，結果 純化前爲173ppm，純化後爲0.7ppm。 〔實施例2〕 除了純化前之有機矽成分濃度爲24.5ppm及高純度氦 之吹入量爲5 0 m 1 / m i η外，與實施例】相同的方法純化之 三甲基鋁中之有機矽成分濃度測定結果爲〇·2ρρηι。 〔實施例3〕 除了純化前之有機矽成分濃度爲2 5.3 ppm外，與實施 例2相同的方法純化之三甲基鋁中之有機矽成分濃度測定 -10- 1333954 結果爲〇.〇8ppm。 〔比較例1〕 除了未吹入高純度氦外，與實施例1相同的方法純化 之三甲基鋁中之有機矽成分濃度測定結果爲9.4ppm。 〔比較例2〕 除了未吹入高純度氦外，與實施例2相同的方法純化 之三甲基鋁中之有機矽成分濃度測定結果爲〇.7PPm。 〔比較例3〕 除了未吹入高純度氦外’與實施例3相同的方法純化 之三甲基鋁中之有機矽成分濃度測定結果爲0.4ppm。

Claims (1)

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十、申請專利範圍

1·—種有機金屬化合物之純化方法，其特徵係以蒸餾 純化由有機金屬化合物中除去比有機金屬化合物更高蒸氣 壓之有機砂化合物時，使惰性氣體以相對於有機金屬化合 物蒸氣爲1體積％以上5 0體積％以下流通於有機金屬化合 物的蒸氣中。 2 .如申請專利範圍第1項之有機金屬化合物之純化方 法’其中有機金屬化合物爲三甲基鋁。 -12-