[发明专利]制备碘硅烷的方法及由其所得的组合物

说明书

本发明提供可用于通过卤离子交换反应将氯‑及溴‑硅烷转化为高度希望的碘硅烷(例如H₂SiI₂及HSiI₃)的络合物。介导此反应的物质是包含铝的碘化物反应物。

技术领域

本发明属于化学领域。本发明涉及使用铝介导的卤离子交换工艺从相应的氯-或溴硅烷制备某些碘硅烷的方法。

背景技术

卤硅烷适合作为前体用于制造微电子装置。具体来说，卤硅烷(例如H₂SiI₂及HSiI₃)适合作为前体化合物用于沉积用于制造微电子装置的含硅膜。当前以溶液为主的合成方法描述从i)芳基硅烷(凯南等人，有机化学杂志，第52卷，第22期，1987，第4846到4851页；克里根等人，第10,106,425号美国专利)或ii)卤硅烷例如SiH₂Cl₂(第10,384,944号美国专利)合成H₂SiI₂及其它选定碘硅烷。

凯南等人描述一种针对SiH₂I₂形成的合成方法，所述方法采用用碘在催化剂(例如乙酸乙酯)的存在下化学计量处理苯基-SiH₃(一种芳基硅烷)。反应副产物是由芳基硅烷产生的芳族官能(以苯的形式释放)，及由乙酸乙酯分解产生的复杂副产物混合物。从所需SiH₂I₂繁琐分离反应副产物使所述工艺复杂化。另外，用于制备卤硅烷的以芳基硅烷为主的方法通常产生受碘及/或碘化氢(它们对所需碘硅烷产物有害)污染的产物，因此通常使用锑、银或铜以稳定碘硅烷产物。

第10,106,425号美国专利教示芳基硅烷(CH₃C₆H₄)SiH₃作为反应物的用途。如本文公开的工艺产生副产物甲苯并因此认为其是从苯基-SiH₃产生苯的凯南方法的危险性较低的替代方法。

第10,384,944号美国专利描述(例如)LiI与SiH₂Cl₂之间的卤离子交换，从而在芬克尔斯坦(Finkelstein)样反应中产生LiCl及SiH₂I₂。

发明内容

总的来说，本发明提供某些适用于氯-及溴硅烷通过卤离子交换反应转化为高度期望的碘硅烷(例如H₂SiI₂及HSiI₃)的络合物。介导这个反应的物质是包含铝的碘化物反应物。在某些实施例中，所述包含铝的碘化物反应物是具有式(A)的化合物：

[M^+q]_z[Al(X)₃I_w]_q (A)，

其中z是0或1，w是0或1，M是选自(i)1族金属阳离子，选自Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺及Cs⁺；(ii)2族金属阳离子，选自Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺；及(iii)铵或C₁-C₆烷基或苯甲基铵阳离子；q是M的价数且是1或2，及X是氯、溴或碘，条件为当z及w是零时，X是碘。