Способ очистки триалкилалюминия и триалкилгаллия
Изобретение касается металлорганических соединений, в частности способа очистки триалкилалюминия и триалкилгаллия, используемых в качестве полупродуктов при синтезе полупроводниковых соединений. Цель - повышение степени чистоты продукта и упрощение процесса очистки. Процесс ведут ректификацией исходной смеси. Продукт ректификации в парообразном состоянии при температуре на 3 - 5С выше температуры кипения пропускают через смесь сорбентов. Последняя состоит из активированного угля БАУ, пиролитически обработанного анионита АН-221 и гидролизата триалкилгаллия (или триалкилалюминия) при их массовом соотношении (4 - 6) : (3 - 4) : 1. Способ позволяяет получать продукт содержащий, мас. % : примеси металлов 10-6-10-7; сера, селен, теллур 10-6-10-7 галоиды и кремний 10-5, а также увеличить интенсивность процесса в 3 - 4 раза. 2 табл.
Изобретение относится к улучшенному способу очистки триалкилалюминия и триалкилгаллия, используемых в качестве исходных материалов при синтезе полупроводниковых соединений класса АIIIBV. Целью изобретения является повышение степени чистоты продукта и упрощение процесса очистки целевых продуктов. П р и м е р 1. 150 г триметилалюминия, предварительно очищенного ректификацией, подают в куб сорбционной колонны и испаряют в течение 30 мин. Пары пропускают через сорбционную колонну, заполненную смесью сорбентов, состоящей из 6 г активного угля БАУ, 3 г пиролитически обработанного анионита АН-221 и 1 г гидролизата триметилалюминия, при температуре 130оС (температура кипения триметилалюминия 126оС). Пары конденсируют, головную фракцию и десорбированный триметилалюминий направляют в куб ректификационной колонны. Продукт затаривают. Выход очищенного продукта 95% . Качество продукта представлено в табл. 1 и 2. П р и м е р 2. 100 г триметилгаллия, предварительно очищенного ректификацией, подают в куб сорбционной колонны и испаряют его. Пары пропускают через сорбционную колонну, заполненную сорбентом, состоящим из 5 г активного угля БАУ, 3 г пиролитически обработанного анионита АН-221 и 1 г гидролизата триметилгаллия, при температуре 62оС (температура кипения триметилгаллия 56-67оС). Далее по примеру 1. Выход очищенного продукта 92% . П р и м е р 3. Условия процесса по примеру 1, но сорбционную очистку проводили только на активном угле БАУ (8 г). Качество полученного продукта представлено в табл. 1 и 2. П р и м е р 4. Условия эксперимента по примеру 2, но сорбционную очистку проводили на гидролизате триметилгаллия (10 г). Качество полученного продукта представлено в табл. 1 и 2. П р и м е р 5. Условия процесса по примеру 2, но сорбционную очистку проводили на пиролитически обработанном анионите АН-221 (12 г). Качество полученного продукта представлено в табл. 1 и 2. П р и м е р 6. Условия процесса по примеру 1, но температура в сорбционной колонне составляет 120оС. Наблюдалось резкое повышение давления. Процесс прекращен. П р и м е р 7. Условия процесса по примеру 1, но соотношение сорбентов следующее: активный угол БАУ 5 г, пиролитически обработанный анионит АН-221 3 г, гидролизат триметилалюминия 2 г. Качество полученного продукта представлено в табл. 1 и 2. П р и м е р 8. Условия процесса по примеру 2, но соотношение сорбентов следующее: БАУ 5 г, пиролитически обработанный анионит АН-221 0,5 г, гидролизат триметилгаллия 4 г. Качество продукта см. в табл. 1 и 2. П р и м е р 9. Условия процесса по примеру 2, но соотношение сорбентов следующее, г: БАУ 7, пиролитически обработанный анионит АН-221 3, гидролизат триметилгаллия 1. Качество продуктов см. в табл. 1 и 2. При очистке триметилгаллия и триметилалюминия от примесей, влияющих на электрофизические параметры эпитаксиальных покрытий, был испытан ряд сорбентов. Наилучшие результаты по сорбции кремнийсодержащих примесей получены на пиролизованном анионите АН-221. Максимальная адсорбция тетраметилсилана составила 2,5 ммоль/г сухого пиролизованного анионита АН-221. Адсорбция тетраметилсилана другими сорбентами: БАУ, цеолиты NaА, NaX, СаХ, полиамфолиты ПА-1, полисорб-1, включая анионит АН-221, не превышает 0,5-1 ммоль/г, что делает их непригодными для практического использования. Кроме того, преимуществом пиролизованного анионита А-221 является исключение загрязнения сорбатов органическими соединениями за счет собственной растворимости полимерных сорбентов, которая находится на уровне 10-4 мас. % . В отличие от исходного анионита АН-221, содержащего от 5,0 до 7,5 N и имеющего обменную емкость по 0,1 М HCl от 3,0 до 5,0 ммоль/г пиролизованный анионит АН-221 содержит от 4,0 до 6,0% N и имеет обменную емкость по 0,1 М НСl 1,0-1,5 ммоль/г и приобретает обменную емкость по 0,1 М NaOH, которая составляет 1,5-2,0 ммоль/г (исходный анионит обменной емкости по 0,1 М NaОН не имеет). Приведенные данные показывают существенное отличие пиролизованного анионита АН-221 от исходного анионита АН-221, что и обусловливает их различные сорбционные свойства. Комплексный сорбент, состоящий из активного угля БАУ, пиролизованного анионита АН-221 и гидролизата треметилгаллия или триметилалюминия в соотношении 4-6: 3-4: 1 действует следующим образом: очистка триметилгаллия и триметилалюминия от примесей металлов и элементов VII группы происходит на активном угле БАУ, от примесей элементов VI группы - на гидролизате триметилгаллия или триметилалюминия соответственно, от примесей IV группы - на пиролизованном анионите АН-221 (перечислены классы примесей, лимитирующие качество продукта. Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет значительно упростить процесс очистки триалкилгаллия или триалкилалюминия, а также контроль режимных параметров. Сорбционная очистка проходит с высокой интенсивностью (в 3-4 раза быстрее, чем в прототипе), что позволяет увеличить производительность процесса. (Продолжительность процесса очистки 15-20 мин/100 г продукта). В результате очистки получают продукт высокой степени чистоты как по примесям металлов (10-6-10-7 мас. % ), так и по примесям серы, селена, теллура (10-6-10-7 мас. % ), галоидов и кремния (10-5 мас. % ). При использовании смеси активного угля БАУ, пиролитически обработанного анионита АН-221 и гидролизата триалкилгаллия (или триалкилалюминия), в массовом соотношении 4-6: 3-4: 1 наблюдается комплексный эффект очистки триалкилгаллия или триалкилалюминия, в то время как каждый сорбент в отдельности обеспечивает очистку лишь от определенного класса примесей. Способ является практически безотходным, поскольку головная фракция и десорбированный триалкилгаллий или триалкилалюминий могут быть ректифицированы с целью получения чистого продукта. (56) Авторское свидетельство СССР N 546617, кл. С 07 F 5/00, 1977. Авторское свидетельство СССР N 417429, кл. С 07 F 5/00, 1972. Патент Японии N 59-148790, кл. С 07 F 5/00, 1983. Авторское свидетельство СССР N 1420902, кл. С 07 F 5/06, 1986.
Формула изобретения
СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРИАЛКИЛАЛЮМИНИЯ И ТРИАЛКИЛГАЛЛИЯ путем ректификации, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты продукта и упрощения процесса очистки, продукт ректификации в парообразном состоянии при температуре на 3 - 5o выше температуры кипения пропускают через смесь сорбентов, состоящую из активированного угля БАУ, пиролитически обработанного анионита АН-221 и гидролизата триалкилгаллия или триалкилалюминия в массовом соотношении (4 - 6) : (3 - 4) : 1.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
