[发明专利]高纯三乙基镓的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于元素周期表第Ⅲ族金属化合物制备的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种高纯三乙基镓的制备方法。

背景技术

高纯三乙基镓广泛应用于生长铟镓磷、铟镓砷氮、铟镓砷等化合物半导体薄膜材料，是金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)、化学束外延(CBE)过程中生长光电子材料的最重要、也是目前用量最大的原料。为了满足光电子材料高纯度、高精度的质量要求(纯度不够的三乙基镓会对芯片的性能产生很大的影响，对MOCVD设备也会有很大的损害)，要求高纯三乙基镓的纯度达到99.9999％，否则就需要进一步提纯。

公开号为CN 102020670A的中国发明专利申请公开说明书公开了一种工业化制备三乙基镓的方法，在充满惰性气体的反应釜中，投入镓镁合金原料，在醚类溶剂(乙醚、四氢呋喃或甲基四氢呋喃)存在下，在搅拌条件下逐步加入卤代烷(溴乙烷或碘乙烷)，通过控制卤代烷的滴加速度控制溶剂回流速度，反应完成后，将溶剂蒸出，再在减压条件下得到三甲基镓与醚的配合物，最后解配得到三甲基镓；其中，所述镓镁合金为GaxMgy，其中，x＝0.3～0.7，y＝0.7～0.3，x+y＝1，x、y为摩尔比。所述卤代烷与镓镁合金中镓含量的摩尔比为3～8：1。所述减压的压力为1～50mmgH。所述解配的温度为90～180℃。

三乙基镓由于制备工艺的限制，使得其与反应溶剂很难分离，现有方式是选用醚类等配位剂进行配位，然后在升温及真空条件下除去低沸点溶剂，然后再高温真空条件下解配得到粗品，然后经过精馏再得到高纯产品。大部分配位剂都属于大分子高沸点液态，且粘度较高，小分子低沸点杂质容易被包裹在大分子高沸点配位剂里面，不容易被除尽，纯度一般仅能达到95.0～99.0％。另一方面现有技术为保证三乙基镓的纯度，会选择放弃一部分三乙基镓，让其随低沸点杂质一并被带出，但是由于三乙基镓本身特性，导致这一部工作的危险性较大，不易操作，难度较高。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高纯三乙基镓的制备方法及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高纯三乙基镓的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以乙醚为溶剂，制备三乙基镓粗品；(2)对步骤(1)得到的三乙基镓粗品进行纯化，所述纯化方法包括采用第一层析柱对所述三乙基镓粗品进行提纯的步骤；并且所述第一层析柱采用的固定相为接枝二氧化硅，所述接枝二氧化硅为表面接枝有三正辛胺的二氧化硅。

其中，所述三乙基镓的纯度为95.0～99.0％。

其中，所述三乙基镓粗品通过以下反应(1)～(4)的任何一种得到：

CH₃CH₂MgX+GaX₃→Ga(CH₃CH₂)₃+MgX₂，X为I或Br  (1)

CH₃CH₂X+Ga+Mg→Ga(CH₃CH₂)₃+MgX₂+CH₃CH₂MgX，X为I或Br (2)

CH₃CH₂X+Ga+Li→Ga(CH₃CH₂)₃+Li X，X为I或Br  (3)

CH₃CH₂Li+GaX₃→Ga(CH₃CH₂)₃+Li X，X为I或Br  (4)

其中，所述接枝二氧化硅通过以下方法制备得到：首先利用氨基硅烷对二氧化硅进行表面处理，然后再接枝三正辛胺。

其中，所述接枝二氧化硅通过以下方法制备得到：将硅胶粉分散于酸性溶液中，在60～70℃搅拌10～20h，冷却至40～60℃，加入氨基硅烷继续搅拌10～20h，然后加入三正辛胺，搅拌4～8h，过滤即可得到接枝二氧化硅。

其中，所述硅胶粉、氨基硅烷以及三正辛胺的质量比为：100：3～6：8～12。