TWI783027B - 氫化矽烷組合物 - Google Patents
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Abstract
〔課題〕 本揭示至少一態樣是提供:經提高環狀氫化矽烷保存安定性的氫化矽烷組合物。 〔解決手段〕 本揭示至少一態樣是關於氫化矽烷組合物,其Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,依質量基準在0.009以下;上述環狀氫化矽烷至少含有環六矽烷;上述環狀氫化矽烷更進一步含有從矽烷基環五矽烷、及矽烷基環六矽烷中,所選擇具分支矽烷基的環狀氫化矽烷至少一種以上;相對於Si原子數5~7的環狀氫化矽烷,上述矽烷基環五矽烷與矽烷基環六矽烷的合計含有量比,依質量基準計為10ppb以上。
Description
本揭示至少一態樣關於氫化矽烷組合物。本揭示至少一態樣詳言之,關於經減少鏈狀氫化矽烷的氫化矽烷組合物。
薄膜矽用於太陽電池、半導體等用途,此薄膜矽利用以習知單矽烷為原料的氣相沉積製膜法(CVD法)進行製造。矽膜的其他製造方法,有報告例如:以一般式(SiH2
)n
(n=4、5、或6)所示環狀矽烷化合物為原料的CVD法(專利文獻1);以環六矽烷為原料的CVD法(專利文獻2);在基板上形成以環五矽烷、環六矽烷等為溶質的溶液層,再利用光聚合製作聚矽烷的方法(專利文獻3)等。
製造環狀氫化矽烷的方法,在專利文獻4中有揭示:於特定配位化合物存在下,進行鹵矽烷的環化反應而獲得環狀鹵化矽烷中性錯合物之後,藉由將其還原而製造環狀氫化矽烷的方法。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭60-26664號公報 [專利文獻2]日本專利特表2013-537705號公報 [專利文獻3]日本專利特開2013-187261號公報 [專利文獻4]日本專利特開2015-134755號公報
(發明所欲解決的問題)
依此,環狀氫化矽烷近年多被使用為半導體的製膜材料,就從能獲得適用於半導體製膜用之均勻膜的觀點,環狀氫化矽烷被要求具備有保存安定性。
例如當含有環狀氫化矽烷的組合物含有鏈狀氫化矽烷時,因為鏈狀氫化矽烷是即便相同矽原子數,但所含的氫原子仍比環狀氫化矽烷還多,因而會有因氫鍵等的作用而導致蒸氣壓提高的可能性。所以,若此鏈狀氫化矽烷存在較多,便會有例如影響到環狀氫化矽烷的氣化之虞,認為需要控制鏈狀氫化矽烷的比例。特別是若Si原子數在5以下的較低元且蒸氣壓高的鏈狀氫化矽烷比例偏多,則會有環狀氫化矽烷的蒸氣壓出現變化,導致缺乏氣化安定性,造成損及膜均勻性之虞。
再者,若含環狀氫化矽烷的組合物中所含鏈狀氫化矽烷偏多,則會有環狀氫化矽烷的安定性降低之傾向,因而不僅從氣化安定性的觀點,就連安定性的觀點,均需要控制含環狀氫化矽烷的組合物中所含有鏈狀氫化矽烷的比例。
根據上述實情,本揭示至少一態樣的課題在於提供:提高環狀氫化矽烷保存安定性的氫化矽烷組合物。 (用以解決問題的手段)
解決上述問題的本揭示至少一態樣之氫化矽烷組合物,其Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,在0.009以下,且環狀氫化矽烷至少含有環六矽烷。 [發明效果]
根據本揭示可提高環狀氫化矽烷的保存安定性。
本揭示的氫化矽烷組合物,其Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於環狀氫化矽烷的含有量比在0.009以下,上述環狀氫化矽烷的Si原子數為5~7,並至少含有環六矽烷。 上述Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,為質量基準,例如根據依下述氣相色層分析條件所獲得的色層分析圖與下式(1)便可計算出。 (Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷的氣相層析圖面積合計)/(Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的氣相層析圖面積合計) ・・・式(1) 氣相色層分析條件: 檢測:FID 管柱:Agilent J&W GC管柱 DB-5ms Phenyl-Arylene聚合物、0.25μm×0.25mm×30m 氣化室溫度:250℃ 檢測器溫度:280℃ 升溫條件:1)在50℃保持5分鐘、2)依升溫速度20℃/分升溫至250℃、3)依升溫速度10℃/分升溫至280℃、4)在280℃保持10分鐘 上述氣相層析圖面積是例如依氣相色層分析條件所獲得的環狀或鏈狀氫化矽烷的各個氣相層析圖面積的總和。亦可從此氣相層析圖面積求取各環狀氫化矽烷、各鏈狀氫化矽烷的比率。 亦可改變使用氣相層析圖面積的百分率法,並使用標準曲線法(標準物質:均三甲苯)求取純度。
本揭示的氫化矽烷組合物可為例如:製備環狀氫化矽烷之環六矽烷所得、由環六矽烷進行固液分離所得、將環六矽烷進行蒸餾所得。又,當製造環六矽烷以外的環狀或鏈狀氫化矽烷時,滿足上述含有量比者亦包含於本揭示的氫化矽烷組合物中。
Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,為0.009以下、較佳為0.004以下、更佳為0.003以下、特佳為0.002以下。此含有量比的下限可設為例如0以上,亦可設為0.00001以上或0.00005以上。 滿足上述含有量比時,如後述,因為Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷會被無限制減少,而提高環狀氫化矽烷的保存安定性。又,氣化成膜時的氣化安定性亦獲提高。
環狀氫化矽烷是例如下式(2)所示: (SiH2
)n
・・・(2) 式(2)中,n並無限定,例如可為3~12,但n為5~7。具體可舉例如:環五矽烷、環六矽烷等未具分支矽烷基的環狀氫化矽烷;矽烷基環五矽烷、矽烷基環六矽烷等具有分支矽烷基的環狀氫化矽烷。 上述環狀氫化矽烷更佳為未具分支矽烷基的環狀氫化矽烷。 本揭示至少一態樣中,氫化矽烷組合物的環狀氫化矽烷含有量,在氫化矽烷組合物100質量%中,較佳為97質量%以上、更佳為97.5質量%以上、特佳為98.0質量%以上,以儘量為
100質量%為佳,但亦可在99.9質量%以下或99.7質量%以下。 環狀氫化矽烷更佳為含有:環五矽烷、環六矽烷、矽烷基環五矽烷、及矽烷基環六矽烷。又,環狀氫化矽烷至少含有環六矽烷,且此環六矽烷是以環狀氫化矽烷的主成分(在環狀氫化矽烷100質量%中佔50質量%以上的成分)含有。
環六矽烷含有量在環狀氫化矽烷100質量%中,較佳為95質量%以上、更佳為95.5質量%以上、特佳為96.0質量%以上、最佳為96.5質量%以上,以儘量為
100質量%為佳,但亦可在99.9質量%以下或99.7質量%以下。
環六矽烷的含有量在環狀與鏈狀氫化矽烷100質量%中,較佳為97質量%以上、更佳為97.5質量%以上、特佳為98.0質量%以上,以儘量為
100質量%為佳,但亦可在99.9質量%以下或99.7質量%以下。
鏈狀氫化矽烷為例如下式(3)所示: Sin
H2n+2
・・・(3) 式(3)中,n並無限定,可設為例如1~12,本揭示的氫化矽烷組合物較佳是n為1~5者的含有量在既定範圍內。 具體的鏈狀氫化矽烷可例示如:單矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、及五矽烷。 經由特定加熱步驟進行製備氫化矽烷組合物(較佳為環狀氫化矽烷、更佳為環六矽烷)時,會有鏈狀氫化矽烷量增加的傾向。藉由在氫化矽烷組合物中,將Si原子數在5以下的鏈狀氫化矽烷的含有量設為既定範圍,便有提升環狀氫化矽烷保存安定性的傾向。
具有Si原子在5以下的鏈狀氫化矽烷,在氫化矽烷組合物100質量%中,較佳為0.9質量%以下、更佳為0.4質量%以下、特佳為0.3質量%以下、最佳為0.2質量%以下。 Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,在氫化矽烷組合物100質量%中,以儘量為
0質量%為佳,但例如合計較佳為0.001質量%以上、更佳為0.01質量%以上。
本揭示的氫化矽烷組合物亦可含有Si原子數達6以上的鏈狀氫化矽烷,其含有量分別在氫化矽烷組合物100質量%中,較佳為2質量%以下、更佳為1質量%以下、特佳為0.2質量%以下、最佳為0.1質量%以下。Si原子數達6以上的鏈狀氫化矽烷合計含有量更佳為在上述範圍內。另外,Si原子數達6以上的鏈狀氫化矽烷合計含有量為0亦無妨,但例如1ppb以上亦無妨。本揭示的氫化矽烷組合物的較佳形態之一,是Si原子數達6以上的鏈狀氫化矽烷含有量,相對於上述矽烷基環五矽烷與矽烷基環六矽烷的合計含有量在上述範圍內;而正六矽烷含有量相對於上述矽烷基環五矽烷與矽烷基環六矽烷的合計含有量在上述範圍內,亦屬較佳形態之一。上述Si原子數達6以上的鏈狀氫化矽烷或正六矽烷含有量是質量基準,例如上述所記載,根據依氣相色層分析條件所獲得色層分析圖的面積比便可計算出。
本揭示至少一態樣中,氫化矽烷組合物的單矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、及五矽烷的含有量,較佳在上述範圍內。 本揭示的氫化矽烷組合物含有環狀氫化矽烷,此環狀氫化矽烷較佳為含有至少一種以上從矽烷基環五矽烷、及矽烷基環六矽烷中選擇的具有分支矽烷基的環狀氫化矽烷。本揭示的氫化矽烷組合物中,上述矽烷基環五矽烷與矽烷基環六矽烷的合計含有量比,依質量基準計,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷,較佳為10ppb以上、更佳為100ppb以上、特佳為1ppm以上。藉由依上述範圍含有具分支矽烷基的環狀氫化矽烷,例如進行CVD等氣相成膜是使用本揭示氫化矽烷組合物時,會有提升成膜性的傾向。本揭示的氫化矽烷組合物就從更加提升保存安定性的觀點,上述矽烷基環五矽烷相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,更佳為0.0080以下、特佳為0.0020以下。 就從上述同樣的觀點,本揭示的氫化矽烷組合物中,上述矽烷基環六矽烷相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比更佳為0.05以下、特佳為0.015以下。上述矽烷基環五矽烷及矽烷基環六矽烷的合計含有量為質量基準,例如上述所記載,根據依氣相色層分析條件所獲得色層分析圖的面積比便可計算出。 本揭示至少一態樣中,氫化矽烷組合物較佳為環五矽烷、矽烷基環五矽烷及矽烷基環六矽烷,分別含有10ppb以上。
本揭示至少一態樣中,氫化矽烷組合物是藉由從含有依各種方法所獲得環狀氫化矽烷的氫化矽烷組合物中,利用適當方法減少鏈狀氫化矽烷便可獲得。減少鏈狀氫化矽烷量前的含環狀氫化矽烷之氫化矽烷組合物製造方法,並無特別的限定,可採用各種公知製造方法。尤其較佳為將利用鹵矽烷的環化所獲得環狀鹵矽烷,施行還原的方法。
上述鹵矽烷(鹵化矽烷)可使用例如:二氯矽烷、二溴矽烷、二碘矽烷、二氟矽烷等二鹵矽烷;三氯矽烷、三溴矽烷、三碘矽烷、三氟矽烷等三鹵矽烷;四氯矽烷、四溴矽烷、四碘矽烷、四氟矽烷等四鹵矽烷等等。這些之中,較佳為三鹵矽烷、更佳為三氯矽烷。
將上述鹵矽烷環化的方法並無特別的限制,較佳為例如下述(A)或(B)的方法。 (A)包括使鹵矽烷(鹵化單矽烷)與鏻鹽及/或銨鹽進行接觸的步驟,獲得環狀鹵矽烷之鹽的方法[以下亦稱「方法A」]。 (B)包括使鹵矽烷與由下述(I)與(II)所組成的群組中選擇至少一種化合物進行接觸的步驟,獲得環狀鹵矽烷中性錯合物的方法[以下亦稱「方法B」]。
(I)依XRn
所示化合物[以下亦稱「化合物I」]。當X為P或P=O時則n=3,R表示相同(或不同)的取代(或無取代)烷基或芳基。當X為S、S=O、O時則為n=2,R表示相同(或不同)的取代(或無取代)烷基或芳基。當X為CN時則n=1,R表示取代或無取代的烷基或芳基。其中,XRn
中的胺基數為0或1。
(II)從由環中含有具未共用電子對之N、O、S或P的取代或無取代雜環化合物所組成的群組中,選擇的至少一種的雜環化合物[以下亦稱「化合物II」]。其中,雜環化合物所具有取代基的三級胺基數量為0或1。
首先,針對上述方法A進行說明。
上述鏻鹽較佳為四級鏻鹽,更佳可例如下式(11)所示的鹽。下式(11)中,R1
~R4
可各自不同,但較好是全部相同的基。
再者,上述銨鹽較佳為四級銨鹽,更佳為可例如下式(12)所示鹽。下式(12)中,R5
~R8
可各自不同,但最好是全部相同的基。
上式(11)、上式(12)中,R1
~R4
及R5
~R8
表示各自獨立的氫原子、烷基、芳基;A-
表示1價陰離子。
上述R1
~R4
及R5
~R8
的烷基可舉例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、環己基等碳數1~16之烷基,更佳為碳數1~8之烷基。
上述R1
~R4
及R5
~R8
之芳基,較佳可舉例如:苯基、萘基等碳數6~18之芳基,更佳為碳數6~12之芳基。
上述R1
~R4
及R5
~R8
較佳為烷基或芳基、更佳為芳基。若R1
~R4
及R5
~R8
為芳基,則如後述,在製造環狀鹵矽烷的鹽時,在反應液中沉澱生成環狀鹵矽烷的鹽,可輕易地依高純度獲得環狀鹵矽烷的鹽。
上式(11)、上式(12)中,A-
所示1價陰離子可舉例如:鹵化物離子(例如:Cl-
、Br-
、I-
等)、硼酸根離子(例如:BF4 -
)、磷系陰離子(例如:PF6 -
)等。這些之中就從取得容易度的觀點,較佳為鹵化物離子,更佳為Cl-
、Br-
、I-
,特佳為Cl-
、Br-
。
上述鏻鹽與銨鹽亦可僅使用其中一者,亦可二者均有使用。鏻鹽可僅使用一種、亦可併用二種以上。銨鹽可僅使用一種、亦可併用二種以上。又,上述鏻鹽與銨鹽亦可在反應系統中,由對應的三級膦、三級胺生成。
上述鏻鹽及/或銨鹽的使用量(使用2種以上的情況便為其合計使用量),相對於鹵矽烷1mol,較佳為0.01mol以上、更佳為0.05mol以上、特佳為0.08mol以上,又較佳為1.0mol以下、更佳為0.7mol以下、特佳為0.5mol以下。若鏻鹽及/或銨鹽的使用量在上述範圍內,則有環狀鹵矽烷的鹽產率獲提升之傾向。
上述方法A以在例如:聚醚、聚硫醚、多芽團膦等螯合型配位基存在下進行為佳。藉由環化偶合反應是在螯合型配位基存在下進行,便可有效率地製造環狀鹵矽烷的鹽。又,藉由適當選擇所使用螯合型配位基的種類,便可調整所獲得環狀鹵矽烷中的氫數、組成比等。
上述聚醚可舉例如:1,1-二甲氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二丙氧基乙烷、1,2-二異丙氧基乙烷、1,2-二丁氧基乙烷、1,3-二甲氧基丙烷、1,3-二乙氧基丙烷、1,3-二丙氧基丙烷、1,3-二異丙氧基丙烷、1,3-二丁氧基丙烷、1,4-二甲氧基丁烷、1,4-二乙氧基丁烷、1,4-二丙氧基丁烷、1,4-二異丙氧基丁烷、1,4-二丁氧基丁烷等二烷氧基烷烴類;1,2-二苯氧基乙烷、1,3-二苯氧基丙烷、1,4-二苯氧基丁烷等二芳氧基烷烴類等等。這些之中,特別較佳為1,2-二甲氧基乙烷。
上述聚硫醚可舉例如將上述所例示聚醚的氧原子取代為硫原子者。
上述多芽團膦可舉例如:1,2-雙(二甲膦)乙烷、1,2-雙(二乙膦)乙烷、1,2-雙(二丙膦)乙烷、1,2-雙(二丁膦)乙烷、1,2-雙(二苯膦)乙烷、1,3-雙(二甲膦)丙烷、1,3-雙(二乙膦)丙烷、1,3-雙(二丙膦)丙烷、1,3-雙(二丁膦)丙烷、1,3-雙(二苯膦)丙烷、1,4-雙(二甲膦)丁烷、1,4-雙(二乙膦)丁烷、1,4-雙(二丙膦)丁烷、1,4-雙(二丁膦)丁烷、1,4-雙(二苯膦)丁烷等雙(二烷膦)烷烴類、雙(二芳膦)烷烴類等。這些之中,特別較佳為1,2-雙(二苯膦)乙烷。
上述螯合型配位基的使用量可適當設定,例如相對於鹵矽烷1mol,較佳為0.01mol以上、更佳為0.05mol以上、特佳為0.1mol以上,且較佳為50mol以下、更佳為40mol以下、特佳為30mol以下。
依上述方法A所獲得環狀鹵矽烷的鹽,較佳為例如下式(13)所示:
上式(13)中,X1
與X2
表示各自獨立的鹵原子;L表示陰離子性配位基;p表示配位基L的價數,-2~0之整數;K表示共軛陽離子;q表示共軛陽離子K之價數,0~2之整數;n表示0~5之整數;a、b及c表示0以上,且"2n+6"以下的整數(其中,a+b+c=2n+6,a與c不同時為0);d表示0~3之整數(其中,a與d不同時為0);e表示0~3之整數(其中,d+e=3);m表示1~2;s表示1以上的整數;t表示1以上的整數。
上述環狀鹵矽烷的鹽亦可藉由與路易士酸接觸進行反應,而成為自由的環狀鹵矽烷。所謂「自由的環狀鹵矽烷」是指例如Si5
Cl10
、Si6
Cl12
等或其一部分被氫原子取代的Si6
Cl11
H等非錯合物型環狀鹵矽烷。具體而言,若使環狀鹵矽烷的鹽與路易士酸接觸,則路易士酸便對環狀鹵矽烷的鹽所含陰離子性配位基產生親電子性作用,而陰離子性配位基從環狀鹵矽烷的鹽中脫離,且游離共軛陽離子,便可獲得對應的自由環狀鹵矽烷。
上述路易士酸的種類並無特別的限定,較佳為使用金屬鹵化物。金屬鹵化物可舉例如:金屬氯化物、金屬溴化物、金屬碘化物等,就從反應性、反應控制容易性等的觀點,較佳為使用金屬氯化物。構成金屬鹵化物的金屬元素可舉例如:硼、鋁、鎵、銦、鉈等13族元素;銅、銀、金等11族元素;鈦、鋯等4族元素;鐵、鋅、鈣等。路易士酸具體可舉例如:三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼等鹵化硼;氯化鋁、溴化鋁等鹵化鋁;氯化鎵、溴化鎵等鹵化鎵;氯化銦、溴化銦等鹵化銦;氯化鉈、溴化鉈等鹵化鉈;氯化銅、溴化銅等鹵化銅;氯化銀、溴化銀等鹵化銀;氯化金、溴化金等鹵化金;氯化鈦、溴化鈦等鹵化鈦;氯化鋯、溴化鋯等鹵化鋯;氯化鐵、溴化鐵等鹵化鐵;氯化鋅、溴化鋅等鹵化鋅;氯化鈣、溴化鈣等鹵化鈣等等。
上述路易士酸的使用量只要配合環狀鹵矽烷的鹽與路易士酸的反應性再行適當調整便可,例如相對於環狀鹵矽烷的鹽1mol,較佳為0.5mol以上、更佳為1.5mol以上,且較佳為20mol以下、更佳為10mol以下。
上述環狀鹵矽烷的鹽與路易士酸的反應,較佳為在溶劑或分散介質(這些亦簡稱為「溶劑」)中進行。反應時所使用的溶劑(反應溶劑),可舉例如:己烷、甲苯等烴系溶劑;二乙醚、四氫呋喃、環戊基甲醚、二異丙醚、甲基第三丁醚等醚系溶劑等等。這些有機溶劑可僅使用一種、亦可併用二種以上。另外,反應溶劑為了去除其所含的水、溶存氧等,以在反應前預先施行蒸餾、脱水等精製為佳。
上述環狀鹵矽烷的鹽與路易士酸進行反應時的反應溫度,只要配合反應性再行適當調整便可,例如較佳為-80℃以上、更佳為-50℃以上、特佳為-30℃以上,又較佳為200℃以下、更佳為150℃以下、特佳為100℃以下。
其次,針對上述方法B進行說明。
上述化合物I的XRn
中,X配位於環狀鹵矽烷而形成環狀鹵矽烷中性錯合物。當X是P或P=O時,X便為3價,表示R數量的n為3。R表示相同(或不同)的取代(或無取代)烷基或芳基。R更佳為取代(或無取代)的芳基。當R為烷基的情況,可例如直鏈、分支狀或環狀的烷基,較佳可舉例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、環己基等碳數1~16之烷基。又,當R為芳基的情況,較佳可舉例如:苯基、萘基等碳數6~18左右的芳基。
上述化合物I的XRn
的X為N時,X配位於環狀鹵矽烷,形成環狀鹵矽烷中性錯合物。其中,XRn
中的胺基數為1。若X為N時,X為3價,表示R數量的n為3。R表示相同(或不同)的取代(或無取代)烷基或芳基。R更佳為取代(或無取代)烷基。若R為烷基時,可例如直鏈、分支狀或環狀烷基,較佳為碳數1~16之烷基,更佳為甲基、乙基、丙基、丁基等碳數1~4之烷基,特佳為碳數1~3之烷基。又,當R為芳基的情況,較佳為可舉例如:苯基、萘基等碳數6~18左右的芳基。
若上述X為P、P=O時、或X為N時,XRn
中上述烷基所亦可具有的取代基可舉例如:烷氧基、胺基、氰基、羰基、磺醯基等,芳基所亦可具有的取代基可舉例如:烷氧基、胺基、氰基、羰基、磺醯基等。胺基可舉例如:二甲胺基、二乙胺基等,主旨為胺基數量在XR3
中具有1個以下,且排除三級多元胺。另外,3個R可為相同、亦可為不同。
上述X為S、S=O、O時,X為2價,且表示R數量的n為2。R與X為P、P=O時的R同義,為取代(或無取代)烷基或芳基。R更佳為取代(或無取代)芳基。又,X為CN時,X為1價,且表示R數量的n為1。此情況,R與X為P、P=O時的R同義,為取代(或無取代)烷基或芳基。R更佳為取代(或無取代)芳基。
上述化合物I具體例可舉例如:三苯膦(PPh3
)、三苯基氧化膦(Ph3
P=O)、三(4-甲氧苯基)膦(P(MeOPh)3
)等X為P或P=O的化合物;二甲亞碸等X為S=O的化合物;對甲苯基甲腈(亦稱「對甲基苯甲腈」)等X為CN的化合物等。
上述(II)的雜環化合物(化合物II)中,環中必需具有未共用電子對,此未共用電子對是配位於環狀鹵矽烷,形成環狀鹵矽烷中性錯合物。此種雜環化合物可舉例如:環中含有具有孤立電子對之N、O、S或P的取代(或無取代)雜環化合物一種以上。雜環化合物所亦可具有的取代基,與上述R為芳基時所亦可具有的取代基相同。雜環化合物可舉例如:吡啶類、咪唑類、吡唑類、㗁唑類、噻唑類、咪唑啉類、吡口井類、噻吩類、呋喃類等。具體例可舉例如:N,N-二甲基-4-胺基吡啶、四氫噻吩、四氫呋喃等。
上述化合物I及上述化合物II中,在反應溫度下呈液態的化合物亦可兼具溶劑功用。
上述化合物I及上述化合物II的使用量只要適當決定便可,相對於鹵矽烷6mol,上述化合物較佳為使用例如0.1~50mol、更佳為使用0.5~3mol。
依上述方法B所獲得的上述環狀鹵矽烷中性錯合物,是由原料的鹵矽烷之矽原子3~8個(較佳5個或6個、特別更佳為6個)形成,且含有矽原子相連接之環的錯合物,可依一般式[Y]l
[Sim
Z2m-a
Ha
]表示。上述一般式中,Y為上述化合物I或上述化合物II;Z表示相同(或不同)的Cl、Br、I、F中之任一鹵原子;l為1或2;m為3~8、較佳為5或6、更佳為6;a為0~2m-1、較佳為0~m。
上述方法A、方法B中的鹵矽烷之環化反應,較好為添加三級胺而實施。藉由添加三級胺,便可中和所生成的鹽酸。
上述環化反應所使用的三級胺較佳可舉例如:三乙胺、三丙胺、三丁胺、三辛胺、三異丁胺、三異戊胺、二乙基甲胺、二異丙基乙胺(DIPEA)、二甲基丁胺、二甲基-2-乙基己胺、二異丙基-2-乙基己胺、甲基二辛胺等。
上述三級胺可使用一種、亦可併用二種以上。又,三級胺亦包含配位於環狀鹵矽烷者,可認為較有效率地配位例如二乙基甲胺、三乙胺等比較不龐大且具對稱性的胺等。但是,僅有上述化合物I的XRn
所示三級胺時,會有環狀鹵矽烷中性錯合物的產率降低之傾向,因而以併用三級胺以外的化合物I為佳。
上述三級胺相對於鹵矽烷1mol,較佳為使用0.5~4mol、更佳為設為相同mol。
另外,本揭示至少一態樣並無限定,但以不要使用碳原子具2個以上、且具3個以上胺基的三級多元胺為佳。若使用上述三級多元胺,則會生成在共軛陽離子含矽的環狀鹵矽烷之鹽,在保管時、還原反應等時產生矽烷氣體,故就安全性的觀點非屬較佳。
上述方法A、方法B中,上述鹵矽烷的環化反應視需要可在有機溶劑中實施。此有機溶劑較佳為不會妨礙環化反應的溶劑,較佳可舉例如:烴系溶劑(例如:己烷、庚烷、苯、甲苯等)、鹵化烴系溶劑(例如:氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等)、醚系溶劑(例如:二乙醚、四氫呋喃、環戊基甲醚、二異丙醚、甲基第三丁醚等)、乙腈等非質子性極性溶劑。這些之中,較佳為氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等氯化烴系溶劑。另外,這些有機溶劑可使用一種、亦可併用二種以上。
上述有機溶劑的使用量並無特別的限制,通常較佳依鹵矽烷濃度成為0.5~10mol/L的方式進行調整,更佳為濃度0.8~8mol/L、更佳為濃度1~5mol/L。
環化反應時的反應溫度可配合反應性再行適當設定,例如0~120℃左右、較佳15~70℃左右。又,環化反應建議在氮等惰性氣體環境下進行。
經環化反應後,最好包括有:利用非鹵溶劑洗淨含環狀鹵矽烷之反應液的步驟。即,結束環化反應,會生成環狀鹵矽烷(環狀鹵矽烷的鹽、自由的環狀鹵矽烷、環狀鹵矽烷中性錯合物等)的溶液(或分散液)。亦可將其施行濃縮或過濾,再將所獲得固體利用例如:氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等鹵溶劑、或乙腈、己烷等非鹵溶劑等施行洗淨而進行精製。藉由包括有使用非鹵溶劑來將環狀鹵矽烷洗淨的步驟,便具有明顯降低氫化矽烷組合物中所含鹵元素等雜質含有量的傾向。
在利用上述非鹵溶劑施行洗淨之前,較好包括有:利用鹵溶劑施行洗淨的步驟。藉由利用鹵溶劑施行洗淨便可除去胺鹽酸鹽,藉由利用非鹵溶劑施行洗淨便可除去鹵溶劑。因為鹵溶劑會與各種還原劑產生反應,因而藉由依此降低環狀鹵矽烷的固體中(或溶液中)所含有的鹵溶劑,則接著在進行還原反應時,便具有提升氫化矽烷產率的傾向。
使用上述鹵溶劑的洗淨及使用上述非鹵溶劑的洗淨,分別可各僅一次、亦可分別達二次以上。
上述環狀鹵矽烷是利用精製便可獲得高純度的固體。但是,視所需,亦可獲得含雜質之環狀鹵矽烷的組合物。含環狀鹵矽烷的組合物中,所含的環狀鹵矽烷較佳為80質量%以上、更佳為90質量%以上、特佳為95質量%以上。上限為例如99.99質量%。上述雜質是例如:溶劑、上述化合物I或上述化合物II的殘渣、環狀鹵矽烷的分解物、鹵矽烷聚合物等。含環狀鹵矽烷的組合物中,上述雜質含有量較佳為20質量%以下、更佳為10質量%以下、特佳為5質量%以下,且下限為例如0.01質量%。
藉由包括有將上述環狀鹵矽烷(環狀鹵矽烷的鹽、自由的環狀鹵矽烷、環狀鹵矽烷中性錯合物等)施行還原的步驟(還原步驟),便可製造含有環狀氫化矽烷的氫化矽烷組合物。上述還原步驟較佳在還原劑存在下進行。
上述還原步驟可使用的還原劑並無特別的限制,較佳使用從鋁系還原劑、硼系還原劑所組成群組中選擇一種以上。鋁系還原劑可舉例如:氫化鋰鋁(LiAlH4
;LAH)、氫化二異丁鋁(DIBAL)、雙(2-甲氧基乙氧基)鋁氫化鈉[「Red-Al」(SIGMA-ALDRICH公司的註冊商標)]等金屬氫化物等。硼系還原劑可舉例如:硼氫化鈉、三乙基硼氫化鋰等金屬氫化物、二硼烷等;較佳為使用金屬氫化物。另外,還原劑可使用一種、亦可併用二種以上。
上述還原步驟中,還原劑使用量可適當設定,例如相對於環狀鹵矽烷的一個矽-鹵鍵,還原劑中的氫化物當量是以設為至少0.9當量以上為佳。上述還原劑的使用量較佳為1.0~50當量、更佳為1.0~30當量、特佳為1.0~15當量、最佳為1.0~2當量。若還原劑的使用量過多,則後處理較耗時間,會有導致生產性降低的傾向。另一方面,若還原劑的使用量過少,則鹵素不會被還原而殘留,有導致產率降低的傾向。藉由降低還原反應時所使用還原劑的量,便具有降低氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量之傾向,具有可輕易獲得具分支矽烷基之環狀氫化矽烷為適當含有量的氫化矽烷化合物傾向。
上述還原步驟中,亦可以路易士酸觸媒作為還原助劑而與上述還原劑併用。路易士酸觸媒可舉例如:氯化鋁、氯化鈦、氯化鋅、氯化錫、氯化鐵等金屬氯化物;溴化鋁、溴化鈦、溴化鋅、溴化錫、溴化鐵等金屬溴化物;碘化鋁、碘化鈦、碘化鋅、碘化錫、碘化鐵等金屬碘化物;氟化鋁、氟化鈦、氟化鋅、氟化錫、氟化鐵等金屬氟化物等等鹵化金屬化合物。這些可使用一種、亦可併用二種以上。
上述還原步驟的反應,視需要可在有機溶劑存在下進行。上述有機溶劑可舉例如:己烷、甲苯等烴系溶劑;二乙醚、四氫呋喃、環戊基甲醚、二異丙醚、甲基第三丁醚等醚系溶劑等等。這些有機溶劑可使用一種、亦可併用二種以上。又,亦可將製造環狀鹵矽烷時所獲得的有機溶劑溶液,直接使用為還原步驟的有機溶劑溶液,亦可先從含環狀鹵矽烷的有機溶劑溶液中餾除有機溶劑,再添加新的有機溶劑,然後才施行還原步驟。另外,還原步驟的反應所使用的有機溶劑,為了去除其中所含的水、溶存氧,較好在反應前預先施行蒸餾、脱水等精製。
還原反應所使用有機溶劑的使用量,較佳為依環狀鹵矽烷濃度成為0.01~1mol/L的方式調整、更佳為0.02~0.7mol/L、特佳為0.03~0.5mol/L。藉由依上述範圍進行反應,便具有明顯降低氫化矽烷組合物所含鹵元素等雜質含有量的傾向。
還原藉由使環狀鹵矽烷與還原劑進行接觸便可實施。在環狀鹵矽烷與還原劑進行接觸時,較好在溶劑存在下進行接觸。關於在溶劑存在下使環狀鹵矽烷與還原劑進行接觸,只要採取例如:(a)在環狀鹵矽烷的溶液(或分散液)中,直接添加還原劑;(b)在環狀鹵矽烷的溶液(或分散液)中,添加經使還原劑溶解或分散於溶劑中的溶液(或分散液);(c)在溶劑中同時(或依序)添加環狀鹵矽烷與還原劑等混合順序即可。上述之中,較佳為上述(b)的態樣。
再者,環狀鹵矽烷與還原劑進行接觸時,較好在進行還原的反應系統內,滴下環狀鹵矽烷的溶液(或分散液)、與還原劑的溶液(或分散液)中之至少任一者。依此藉由滴下環狀鹵矽烷及還原劑中之一者或雙方,便可利用滴下速度等控制因還原反應所生成的發熱,故可獲得例如可將冷凝器等小型化等等關聯生產性提升的效果。
滴下環狀鹵矽烷與還原劑其中一者或雙方時,較佳態樣有以下三種態樣。即,A)先在反應器內裝入環狀鹵矽烷的溶液(或分散液),再於其中滴下還原劑之溶液(或分散液)的態樣;B)先在反應器內裝入還原劑的溶液(或分散液),再於其中滴下環狀鹵矽烷之溶液(或分散液)的態樣;C)在反應器內,同時(或依序)滴下環狀鹵矽烷之溶液(或分散液)與還原劑之溶液(或分散液)的態樣。這些之中,較佳為上述A)的態樣。
環狀鹵矽烷與還原劑其中一者或雙方依上述A)~C)態樣滴下的情況,環狀鹵矽烷的溶液(或分散液)的濃度以0.01mol/L以上為佳、較佳為0.02mol/L以上、更佳為0.04mol/L以上、特佳為0.05mol/L以上。若環狀鹵矽烷的濃度過低,則在分離目標生成物時必需餾除的溶劑量會增加,因而會有生產性降低的傾向。另一方面,環狀鹵矽烷的溶液(或分散液)濃度上限,較佳為1mol/L以下、更佳為0.8mol/L以下、特佳為0.5mol/L以下。
滴下時的溫度(詳言之,滴下用溶液(或分散液)的溫度)下限,較佳為-198℃以上、更佳為-160℃以上、特佳為-100℃以上。又,滴下時的溫度上限以+150℃以下為佳、較佳為+100℃以下、更佳為+80℃以下、特佳為+40℃以下。另外,反應容器的溫度(反應溫度),只要配合環狀鹵矽烷、還原劑等的種類再行適當設定便可,通常下限較佳為-198℃以上、更佳為-160℃以上、特佳為-100℃以上。反應容器(反應溶液)的溫度上限,以+150℃以下為佳、較佳為+100℃以下、更佳為+80℃以下、特佳為+40℃以下。若反應溫度低,便可抑制中間生成物、目標物等的分解、聚合等,故提升產量。反應時間只要配合反應進行程度再行適當決定便可,通常為10分鐘以上且72小時以下、較佳為1小時以上且48小時以下、更佳為2小時以上且24小時以下。
就其中一例,上述方法B中,鹵矽烷是使用三氯矽烷、化合物I是使用三苯膦(PPh3
)、三級胺是使用N,N-二異丙基乙胺(DIPEA)的模式例,如下述。
若將三氯矽烷設為起始原料,且上述化合物I是使用三苯膦(PPh3
),則通常如上述模式,會成為含六元環之十二氯環六矽烷的錯合物[在十二氯環六矽烷上配位三苯膦的中性錯合物([PPh3
]2
[Si6
Cl12
])]。因為此環狀鹵矽烷中性錯合物並未含有形成環構造的矽原子以外之其他矽原子,因而在還原、烷基化、或芳基化時均不會生成矽烷氣體、有機單矽烷等,或者即便有生成但能可抑低其生成量。
依此環化反應所生成環狀鹵矽烷中性錯合物的產量/產率,可利用錯合物進行定量性反應之下述模式所示甲基化反應計算出。
將上述環狀鹵矽烷中性錯合物(例如[PPh3
]2
[Si6
Cl12
])還原,而獲得環狀氫化矽烷(例如環六矽烷)的方法,例如還原劑使用LiAlH4
的情況,便如以下模式所示:
以下,降低氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量手法,包括上述手法在內已提示複數種,建議參考鏈狀氫化矽烷的降低程度,再行適當組合。即,當利用其中一手法並無法將鏈狀氫化矽烷含有量降低至目標量時,只要組合複數手法降低至目標量便可。
還原反應通常較佳是在例如氮氣、氬氣等惰性氣體環境下實施。
含有依上述還原反應所生成環狀氫化矽烷的氫化矽烷組合物,例如從還原後所獲得反應液中,將固體(副產的鹽等雜質)施行固液分離後,再將溶劑施行減壓蒸餾後,將氫化矽烷組合物施行蒸餾等,而進行分離。
上述固液分離的手法,因為過濾較為簡便,故為較好採用,惟並不僅侷限於此,亦可適當採用例如:離心分離、高速離心等公知的固液分離手法。
氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量,如上述,利用例如:將含有依還原反應所獲得環狀氫化矽烷的氫化矽烷組合物,使用非鹵溶劑進行洗淨的方法、上述固液分離等至少施行二次,便具有降低含有量的傾向。根據上述方法,便具有能輕易獲得含有適量具分支矽烷基環狀氫化矽烷的氫化矽烷化合物傾向。 例如將環狀鹵矽烷施行還原後,以包括至少施行二次固液分離的步驟為佳。例如亦可將含氫化矽烷組合物的溶液與固體先施行固液分離後(第一分離),再將含氫化矽烷組合物的溶液,較好為施行濃縮後,再添加烴系溶劑(己烷等)作為稀釋溶劑後,較好將經濃縮而析出的固體再度施行分離(第二分離),視需要重複施行第一分離至第二分離的操作。經第一分離後,溶劑稀釋、濃縮、及固液分離較佳為施行1次以上,亦可重複複數次。依此藉由至少施行二次固液分離,便可抑制副產物鏈狀氫化矽烷,便可降低氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量。若依此降低鏈狀氫化矽烷含有量,便可不需浪費能量來進行環狀氫化矽烷(較佳為環六矽烷)蒸餾。 上述固液分離可施行二次,亦可達三次以上。上述固液分離的次數並無特別的限定,若考慮生產性,上限設在五次程度以下。
其次,將經上述固液分離所獲得含有氫化矽烷組合物的溶液,視需要施行濃縮後,以將高濃度化氫化矽烷組合物(較佳為環狀氫化矽烷、更佳為環六矽烷)施行蒸餾為佳。此蒸餾較佳為採減壓蒸餾。減壓蒸餾的方法並無特別的限定,可利用公知的蒸餾塔實施,亦可在遮光條件下進行。若將蒸餾時的加熱溫度設定為較低,而降低塔底餾出物的內溫,則氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量會有減少的傾向,而具有能輕易獲得含有適量具分支矽烷基環狀氫化矽烷的氫化矽烷化合物傾向。上述蒸餾較佳為分開複數餾分進行,所獲得餾分中,亦可考慮鏈狀氫化矽烷含有量而僅選擇適當餾分。例如蒸餾時去除較多初餾成分時,氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量會有減少的傾向,具有能輕易獲得含有適量具分支矽烷基環狀氫化矽烷的氫化矽烷化合物傾向。
特別是作為用於降低氫化矽烷組合物中之鏈狀氫化矽烷含有量的一個手法,可列舉:上述蒸餾(特別是減壓蒸餾)施行二次以上。例如將含氫化矽烷組合物的溶液施行減壓蒸餾,經回收環狀氫化矽烷(特別是環六矽烷)含有量屬適當的餾分後(第一蒸餾),再將此回收餾分再度施行減壓蒸餾,並回收環狀氫化矽烷(特別是環六矽烷)含有量屬適當的餾分(第二蒸餾),亦可視需要更進一步重複施行第二蒸餾的操作。
當減壓蒸餾為施行二次以上的情況,先施行的減壓蒸餾液溫(內溫)較佳為25~80℃、更佳為30~70℃、特佳為30~50℃,而後施行的減壓蒸餾液溫(內溫)較佳為20~75℃、更佳為30~65℃、特佳為35~60℃。先施行的減壓蒸餾液溫與後施行的減壓蒸餾液溫亦可設為相同。
當減壓蒸餾為施行2次以上的情況,先施行的減壓蒸餾在較佳5~400Pa、更佳10~300Pa、特佳15~300Pa下進行,而後施行的減壓蒸餾在較佳5~300Pa、更佳10~200Pa、又更佳20~150Pa、特佳60Pa以上進行。先施行的減壓蒸餾壓力與後施行的減壓蒸餾壓力亦可設為相同。
上述減壓蒸餾為了分離較環狀氫化矽烷更高沸點的雜質、與更低沸點的雜質,且為了降低氫化矽烷組合物中的鏈狀氫化矽烷含有量,亦可採批次式實施。
上述減壓蒸餾時,較佳為去除初餾分。特別是總蒸餾分中,依質量基準,以去除2%以上的初餾分為佳。
本揭示至少一態樣中,環狀氫化矽烷的保存安定性是在具遮光性、耐壓性的容器(例如SUS製容器,較佳為經表面研磨的SUS製容器,更佳為經電解研磨過的SUS製容器)中,於20℃下保持1個月的情況時,依(經20℃保持1個月的試料GC純度(X)/試料GC純度(Y)×100 式(Z))進行評價即可。
式(Z)值就從環狀氫化矽烷長期保存安定性的觀點, 以98.0%以上為佳、較佳為98.5%以上、更佳為99.0%以上、又更佳為99.5%以上。式(Z)的上限可設為例如99.999%、或99.99%程度。
本揭示至少一態樣中,氫化矽烷組合物的Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比降低至0.009以下。所以,可提高環狀氫化矽烷(較佳為環六矽烷)的保存安定性。 [實施例]
以下,舉出實施例針對本揭示進行更具體說明,惟本揭示並不因下述實施例而受任何限制,在可適用於前/後述主旨的範圍內當然可適當追加變更而實施,這些均涵蓋於本揭示的技術範圍內。
(氣相色層分析(GC)分析方法) 測定方法:GC FID法 分析裝置:島津製作所公司製 GC2014 管柱:DB-5MS 0.25μm(Film)×0.25mm(Diam)×30m(Length)(Agilent Technologies) 氣化室溫度:250度 檢測器溫度:280度 升溫條件:在50度下保持5分鐘、依20度/分升溫至250度、依10度/分升溫至280度並保持10分鐘
(1)製造例1(環狀鹵矽烷之製造) 將具備溫度計、冷凝器、點滴漏斗及攪拌裝置的3L四口燒瓶內施行氮氣置換後,於這個燒瓶內裝入:配位化合物之三苯膦155g(0.591mol)、鹼性化合物之二異丙基乙胺458g(3.54mol)、及溶劑之1,2-二氯乙烷1789g。接著,一邊攪拌燒瓶內的溶液,一邊在25℃條件下,從點滴漏斗中徐緩滴下鹵矽烷化合物之三氯矽烷481g(3.54mol)。待滴下結束後,原狀攪拌2小時,接著在60℃進行8小時加熱攪拌而進行環化偶合反應,獲得均勻的反應液。將所獲得反應液施行濃縮,添加氯仿7200g,於室溫下進行1小時攪拌並洗淨後,施行過濾,將過濾殘渣在減壓下進行乾燥,便獲得白色固態物(粗製物)。
接著,對於上述所獲得白色固態物,添加5倍量(質量基準)的無水己烷,於室溫下攪拌24小時而洗淨後,施行過濾。對所獲得過濾殘渣,依照上述同樣的順序,再度利用己烷施行洗淨、過濾,再將所獲得過濾殘渣於減壓下施行乾燥,而獲得環狀鹵矽烷化合物(雙(三苯膦)十二氯環六矽烷([Ph3
P]2
[Si6
Cl12
]))的精製物。從洗淨起到乾燥為止的步驟均在氮環境下實施。所獲得精製物經利用氣相色層分析進行測定,結果精製物含有鹵化烴化合物之氯仿1質量%,且含有胺鹽(胺鹽酸鹽)1質量%。
(2)實施例1(含環狀氫化矽烷的氫化矽烷組合物之製造) 在氮環境下,於15L燒瓶內裝入:在上述製造例1所獲得的環狀鹵矽烷精製物1000g與二乙醚4970g,於-40℃下進行攪拌。在其中,從點滴漏斗滴下LiAlH4
的1M二乙醚溶液1917g。待滴下結束後,於-40℃下攪拌3小時,而進行還原反應。然後,將反應液升溫至室溫後,於氮環境下施行固液分離(高速離心),再於減壓下餾除二乙醚溶劑後,添加無水己烷3250g。然後,再度於減壓下餾除二乙醚與己烷並濃縮後,施行固液分離(在0℃條件施行過濾),而去除析出固體。從所獲得濾液中更進一步餾除而逐出溶劑後,經過濾,獲得濾液之環六矽烷粗製物141g。
分開2批次施行上述步驟,再將所獲得環六矽烷粗製物273g,於遮光條件下,使用具備韋氏分餾柱(Vigreux column)的玻璃製蒸餾裝置[具備有:燒瓶、韋氏分餾柱、分餾管、冷凝器(冷卻管)、及承接器],施行減壓蒸餾(條件:內液溫31~45℃、壓力16~26Pa),藉此獲得環六矽烷粗蒸餾物(餾分1~4)181g(GC純度(Area-%):94.1%~98.5%)。接著,將所獲得環六矽烷粗蒸餾物101g在相同遮光條件下,使用具備韋氏分餾柱的玻璃製蒸餾裝置[具備有:燒瓶、韋氏分餾柱、分餾管、冷凝器(冷卻管)、及承接器],施行減壓蒸餾(條件:內液溫39~50℃、壓力63~130Pa),藉此獲得環六矽烷正蒸餾物(餾分1~5)85g(GC純度(Area-%):97.9~99.4%)。各餾分的取得條件如表1。
(3)試驗例1(環狀氫化矽烷與鏈狀氫化矽烷之含有量分析) 針對實施例1所獲得環六矽烷正蒸餾物,使用GC裝置測定各分析樣品中的鏈狀氫化矽烷含有量(面積%)、與環狀氫化矽烷含有量(面積%)。
(分析用樣品之製備) 在氮環境下的套手工作箱中,於GC樣品瓶中裝入十四烷500μl。接著,放入環六矽烷正蒸餾物20μl,而準備分析用樣品。
批次A(餾分4)與批次B(餾分4)中,環狀氫化矽烷與鏈狀氫化矽烷的氣相色層分析測定結果,如下表2~4所示。 表2~4中的數值均表示「面積%」。
如表4所示,含Si原子數5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,在批次A(餾分4)的樣品為0.0014,又在批次B(餾分4)的樣品為0.0088,均在0.009以下。 再者,環狀氫化矽烷,是含有環五矽烷、環六矽烷、矽烷基環五矽烷、矽烷基環六矽烷,其矽烷基環五矽烷與矽烷基環六矽烷的合計含有量比,相對於Si原子數5~7的環狀氫化矽烷,在批次A(餾分4)為0.007,在批次B(餾分4)為0.010,均達10ppb以上。
(4)試驗例2(環狀氫化矽烷之保存安定性) 依上述實施例1所獲得環六矽烷的正蒸餾物中,將批次A的餾分4[GC純度(Area-%)99.4%],在氮環境下的套手工作箱內,裝入於不銹鋼製(SUS製)耐壓容器中,於室溫(20℃)下保管。在經過1個月的時間點,使用氣相色層分析裝置,測定環六矽烷的GC純度,結果為99.2%。 由上述結果得知,Si原子數5~7之環狀氫化矽烷與Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷的含有量比為0.009以下的氫化矽烷組合物,是具有良好的保存安定性。
主要的縮寫: CPS:環五矽烷 CHS:環六矽烷 SiCPS:矽烷基環五矽烷 SiCHS:矽烷基環六矽烷
(5)比較例1 使用依與實施例1相同條件獲得的環六矽烷粗製物2000g,施行減壓蒸餾(條件:33~37℃、壓力:15~50Pa),而獲得環六矽烷蒸餾物(餾分1~6)1320g。各餾分的取得條件如表5。
氣相色層分析測定結果(數值為面積%),所獲得蒸餾物內的餾分6,如表6所示,含Si原子數5以下之鏈狀氫化矽烷相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比,分別在批次C(餾分6)為0.042、且在批次D(餾分6)為0.056,均超過0.009。 這些批次C(餾分6)與批次D(餾分6)的樣品,在氮環境下,裝入不銹鋼製(SUS製)耐壓容器中,於室溫(20℃)下保管。在經過1個月的時間點,使用氣相色層分析裝置,測定環六矽烷的純度,結果GC純度(Area-%)均降低5.4%,無法確認到良好的保存安定性。
無。
無。
無。
Claims (9)
- 一種氫化矽烷組合物,其Si原子數在5以下之鏈狀氫化矽烷,相對於Si原子數5~7之環狀氫化矽烷的含有量比在0.009以下;上述環狀氫化矽烷至少含有環六矽烷;上述環狀氫化矽烷更進一步含有從矽烷基環五矽烷、及矽烷基環六矽烷中所選擇的具分支矽烷基的環狀氫化矽烷的至少一種以上;相對於Si原子數5~7的環狀氫化矽烷,上述矽烷基環五矽烷與矽烷基環六矽烷的合計含有量比,依質量基準計為10ppb以上。
- 如申請專利範圍第1項之氫化矽烷組合物,其中,上述環狀氫化矽烷含有:環五矽烷、環六矽烷、矽烷基環五矽烷及矽烷基環六矽烷。
- 如申請專利範圍第1或2項之氫化矽烷組合物,其中,上述鏈狀氫化矽烷含有單矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷及五矽烷。
- 如申請專利範圍第1或2項之氫化矽烷組合物,其中,上述環六矽烷的含有量,在環狀氫化矽烷100質量%中佔95質量%以上。
- 如申請專利範圍第3項之氫化矽烷組合物,其中,上述環六矽烷的含有量,在環狀氫化矽烷100質量%中佔95質量%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之氫化矽烷組合物,其中,上述環六矽烷的含有量,在環狀與鏈狀氫化矽烷100質量%中佔97質量%以上。
- 如申請專利範圍第3項之氫化矽烷組合物,其中,上述環六矽烷的含有量,在環狀與鏈狀氫化矽烷100質量%中佔97質量%以上。
- 如申請專利範圍第4項之氫化矽烷組合物,其中,上述環六矽烷的含有量,在環狀與鏈狀氫化矽烷100質量%中佔97質量%以上。
- 如申請專利範圍第5項之氫化矽烷組合物,其中,上述環六矽烷的含有量,在環狀與鏈狀氫化矽烷100質量%中佔97質量%以上。
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