使用浓缩法的环状硅烷的制造方法技术

一种制造方法，其为由式(3)表示的环状硅烷的制造方法，该制造方法包括以下工序：(A)工序：使由式(1)表示的环状硅烷化合物在卤化铝的存在下在环己烷中与卤化氢反应，得到含有由式(2)表示的环状硅烷化合物的溶液，接着将该溶液进行蒸馏而得到由式(2)表示的环状硅烷化合物的工序；以及(B)工序：将由式(2)表示的环状硅烷化合物溶解于有机溶剂中，并且用氢或氢化铝锂对该由式(2)表示的环状硅烷化合物进行还原的工序。

Method for producing cyclic silane using concentration method

A manufacturing method for type (3) said the manufacturing method of cyclic silane, the manufacturing method comprises the following steps: (A): the process by formula (1) cyclic silane compound represented in aluminum halide in the presence of cyclohexane and hydrogen halide containing reaction, obtained by formula (2) solution a cyclic silane compound represented, then the solution was distilled by formula (2) cyclic silane compound represented by the process; and (B) process: by type (2) represents a cyclic silane compound is dissolved in an organic solvent, and hydrogen or lithium aluminum hydride on the type (2 the process of cyclic reduction) silane compound represented by the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及环状硅烷及其制造方法。另外，本专利技术涉及应用于集成电路、薄膜晶体管等用途的硅烷聚合物。
技术介绍
硅半导体是作为薄膜晶体管(TFT)或太阳能电池的材料一直以来在进行研究的材料。在应用于集成电路或薄膜晶体管的硅薄膜的图案形成中，通常进行通过CVD法等真空工艺而形成硅膜。这种方法中，由于采用真空工艺，因此需要大型装置，另外，由于使用气体作为原料，因此存在着难以操作等问题。为了解决这些问题，提出有将溶解于有机溶剂的硅烷聚合物涂布于基板并烧成后，通过脱氢而形成硅膜的方法。例如，记载有制备含有环戊硅烷的溶液组合物，将该溶液组合物涂布于基板上，接着实施紫外线照射之后，对得到的涂膜进行加热而形成硅膜的方法(参照专利文献1)。另外，记载有硅烷聚合物的制造方法，其特征在于，对具有光聚合性的硅烷化合物照射波长405nm的光线而生成重均分子量为800～5000的硅烷聚合物，其中，重均分子量是利用凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的(参照专利文献2)另外，公开有半导体薄膜形成用硅烷组合物，其特征在于，含有(A)对环戊硅烷照射170～600nm波长的光而合成的固体状聚硅烷化合物、(B)环戊硅烷、以及(C)选自硼化合物、砷化合物、磷化合物、锑化合物中的至少一种化合物，(A)固体状的聚硅烷化合物溶解而成，(A)聚硅烷化合物相对于(B)环戊硅烷的比例为0.1～100重量％(参照专利文献3)。另外，公开有可用作环戊硅烷开环聚合用的自由基引发剂的甲硅烷基环戊硅烷(参照专利文献4)。还公开有包含氢和硅和/或锗且含有具有450～2300分子量的低聚硅烷或聚硅烷的组合物，将该组合物涂布和/或印刷于基材而形成低聚或聚硅烷膜，接着进行固化之后，形成具有0.1原子％以下碳含量的非晶质的氢化半导体膜(专利文献5)。而且，在该文献中记载有使用包含第7族～第12族过渡金属元素或其基材固定衍生物的非均相催化剂来合成低聚硅烷或聚硅烷。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-262058号公报专利文献2:日本特开2005-22964号公报专利文献3:日本特开2003-124486号公报专利文献4:日本特开2001-253706号公报专利文献5:日本特表2010-506001号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于，得到高纯度的环状硅烷、特别是高纯度的环戊硅烷。对该环状硅烷进行聚合而得到的含聚硅烷的组合物作为涂布型聚硅烷组合物涂布于基板并烧成之后，形成导电性高且良好的硅薄膜。解决问题的技术方案本专利技术作为第一个方面是一种制造方法，其为由式(3)：[化学式1](SiH2)n式(3)(式(3)中、n表示4～6的整数)表示的环状硅烷的制造方法，该制造方法包括以下工序：(A)工序：使由式(1)：[化学式2](SiR1R2)n式(1)(式(1)中，R1和R2分别表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、或任选取代的苯基，n表示4～6的整数)表示的环状硅烷化合物在卤化铝的存在下在环己烷中与卤化氢反应，得到含有由式(2)：[化学式3](SiR3R4)n式(2)(式(2)中，R3和R4分别表示卤原子，n表示4～6的整数)表示的环状硅烷化合物的溶液，接着将该溶液进行蒸馏而得到由式(2)表示的环状硅烷化合物的工序；以及(B)工序：将由式(2)表示的环状硅烷化合物溶解于有机溶剂中，并且用氢或氢化铝锂对该由式(2)表示的环状硅烷化合物进行还原的工序；作为第二个方面是第一个方面所述的制造方法，其中，上述式(1)中的R1和R2均表示苯基；作为第三个方面是第一个方面所述的制造方法，其中，上述式(2)中的R3和R4均表示氯原子；作为第四个方面是第一个方面所述的制造方法，其中，在上述由式(3)表示的环状硅烷中含有环戊硅烷的量为80摩尔％以上；作为第五个方面是第一个方面～第四个方面中任一项所述的制造方法，其中，所述(A)工序中的蒸馏在40～80℃的温度下且在0～30托的减压下进行。专利技术效果由于十氯戊硅烷与环己基苯的沸点相差大，因此根据本专利技术，通过对苯基取代硅烷进行氯化而生成氯化硅烷之后进行蒸馏，可以从十氯戊硅烷中容易地除去环己基苯。即，根据本专利技术，可以制造纯度高的环状硅烷。另外，在通过本专利技术的制造方法得到的含有环状硅烷聚合物的聚硅烷组合物中、或在将该聚硅烷组合物涂布于基板并烧成之后的硅膜中几乎不残存杂质，因此认为得到的硅膜的电气特性提高。附图说明图1是在实施例1中得到的环戊硅烷的气相色谱图。图2是在比较例1中得到的环戊硅烷的气相色谱图。具体实施方式在至今为止的环状硅烷的制造中，从作为原料的硅烷单体的溶解性的方面出发，使用环己烷作为溶剂。例如，对作为原料的十苯基戊硅烷等苯基取代硅烷进行氯化而制造十氯戊硅烷作为中间体，随后使用氢或氢化物进行还原，由此制造环戊硅烷等环状硅烷。在得到中间体的氯化戊硅烷的工序中，有时离去的苯基与溶剂的环己烷反应，生成环己基苯。该环己基苯包含于溶剂中，经过之后的氢还原并与最终生成物的环戊硅烷一起共存于溶剂中时，由于环戊硅烷和环己基苯的沸点相差小，因此难以通过蒸馏而将两者进行分离，在生成物的环戊硅烷中环己基苯作为杂质残留。其结果，认为在含有该环戊硅烷的聚合物的聚硅烷组合物中、或在将该聚硅烷组合物涂布于基板并烧成之后的硅膜中也残存环己基苯，从而使得到的硅膜的电气特性变差。与此相对，本专利技术涉及目前没有的环状硅烷的制造方法。在含有通过本专利技术的制造方法而得到的环状硅烷的聚合物的聚硅烷组合物中、或在将该聚硅烷组合物涂布于基板并烧成之后的硅膜中几乎不残存杂质。因此，认为得到的硅膜的电气特性提高。在本专利技术中得到的由式(3)表示的环状硅烷中，n为4～6。特别是本专利技术想要高纯度地得到n为5的环戊硅烷，优选在由式(3)表示的环状硅烷中含有环戊硅烷的比例为80摩尔％以上、例如80～100摩尔％、90～100摩尔％。特别优选纯度高的环戊硅烷(100摩尔％)。由式(3)表示的环状硅烷通过(A)工序和(B)工序而制造。在(A)工序所使用的由式(1)表示的环状硅烷化合物中，作为碳原子数1～6的烷基，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、1-甲基环丙基、2-甲基环丙基和正戊基等。作为任选取代的苯基的取代基，可列举例如上述烷基。n为4～6的整数，作为由式(1)表示的环状硅烷化合物，优选可以使用仅n＝5的环状硅烷化合物，或将n＝5的环状硅烷化合物作为主要成分使用。n＝5、R1和R2为苯基的情况下，环状硅烷化合物为十苯基环戊硅烷，可以将该十苯基环戊硅烷作为原料优选使用。而且，在环状硅烷化合物中也可以含有n＝4、n＝6的环状硅烷化合物。(A)工序中，使由式(1)表示的环状硅烷化合物和卤素或卤化氢反应，可以合成由式(2)表示的环状硅烷化合物。得到含有由式(2)表示的环状硅烷化合物的溶液，接着将该溶液进行蒸馏而得到由式(2)表示的环状硅烷化合物。(A)工序中的蒸馏在40～80℃的温度下且在0～30托(例如1～30托或5～30托)的减压下进行2～24小时。此时，可以在有机溶剂(例如环己烷、己烷、庚烷、甲苯、苯)中将卤化铝(例如氯化铝、溴化铝)作为催化剂进行反应。卤化氢(例如氯化氢)相对于环状硅烷化合物每n摩尔需要为2n摩尔以上，例如可以设为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造方法，其为由式(3)表示的环状硅烷的制造方法，[化学式1](SiH2)n  式(3)(式(3)中，n表示4～6的整数)，所述制造方法包括以下工序：(A)工序：使由式(1)表示的环状硅烷化合物在卤化铝的存在下在环己烷中与卤化氢反应，得到含有由式(2)表示的环状硅烷化合物的溶液，[化学式2](SiR1R2)n   式(1)(式(1)中，R1和R2分别表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、或任选取代的苯基，n表示4～6的整数)，[化学式3](SiR3R4)n  式(2)(式(2)中，R3和R4分别表示卤原子，n表示4～6的整数)，接着，将所述溶液进行蒸馏而得到由式(2)表示的环状硅烷化合物的工序；以及(B)工序：将所述式(2)表示的环状硅烷化合物溶解于有机溶剂中，并且用氢或氢化铝锂对所述由式(2)表示的环状硅烷化合物进行还原的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 JP 2014-1458181.一种制造方法，其为由式(3)表示的环状硅烷的制造方法，[化学式1](SiH2)n式(3)(式(3)中，n表示4～6的整数)，所述制造方法包括以下工序：(A)工序：使由式(1)表示的环状硅烷化合物在卤化铝的存在下在环己烷中与卤化氢反应，得到含有由式(2)表示的环状硅烷化合物的溶液，[化学式2](SiR1R2)n式(1)(式(1)中，R1和R2分别表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、或任选取代的苯基，n表示4～6的整数)，[化学式3](SiR3R4)n式(2)(式(2)中，R3和R4分别表示卤原子，n表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤裕一，永井健太郎，远藤雅久，孙军，
申请(专利权)人：薄膜电子有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO