用于硅烷的聚合抑制剂制造技术

为了提供用于硅烷的聚合抑制剂，其在加热蒸馏时加入时，能够使得硅烷进行高度提纯，因为即使进行了加热蒸馏也未形成聚合物，且环状硅烷可作为单体存在。为了提供包含通过使用聚合抑制剂来获得高纯度环状硅烷(特别为高纯度环戊硅烷)并聚合环状硅烷而获得的聚硅烷的组合物施加到衬底上作为涂层型聚硅烷组合物并且进行烧结，产生了具有高导电性的良好的硅薄膜。一种用于硅烷的聚合抑制剂，该聚合抑制剂包括仲或叔芳香胺。硅烷为环状硅烷。硅烷为环戊硅烷。芳香胺为仲芳香胺。芳基为苯基或萘基。聚合抑制剂以每摩尔硅烷0.01至10mol％的比例包含。在聚合抑制剂中，芳香胺的沸点为196℃或更高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于硅烷的聚合抑制剂
本专利技术涉及环状硅烷及其生产方法。本专利技术涉及一种硅烷聚合物，其应用于集成电路、薄膜晶体管等中的使用。
技术介绍
硅半导体作为用于薄膜晶体管(TFT)和太阳能电池的材料很久前便经过了考验。应用于集成电路和薄膜晶体管的硅薄膜的图案化通常通过诸如CVD的真空工艺来形成硅膜得以实现。这带来了一些问题：例如，由于这些装置采用真空工艺，它们必须具有较大规模，而且原料为气体，难以进行处理。作为这些问题的解决方案，一种技术是在衬底上施用溶解在有机溶剂中的硅烷聚合物，并且在烧结后通过脱氢形成硅膜。某一专利文献描述了一种方法，其中制备了包含环戊硅烷的溶液组合物，用紫外线对该溶液组合物进行照射，然后加热该涂膜以形成硅膜(请参见专利文献1)。某一专利文献描述了一种硅烷聚合物生产方法，其特征在于，通过用波长为405nm的一束光线照射具有光聚合能力的硅烷化合物来生成具有800至5000重均分子量(通过凝胶渗透色谱法测定、以聚苯乙烯为单位)的硅烷聚合物(请参见专利文献2)。某一专利文献公开了一种用于半导体薄膜成形的硅烷组合物，其特征在于，包含：通过用波长为170至600nm的光照射环戊硅烷而合成的呈固态的聚硅烷化合物、(B)环戊硅烷和(C)选自硼化合物、砷化合物、磷化合物和锑化合物的至少一种化合物；通过溶解呈固态的聚硅烷化合物来形成；且聚硅烷化合物与(B)环戊硅烷的重量比例为0.1至100％(请参见专利文献3)。某一专利文献公开了用作环戊硅烷解环聚合的自由基引发剂的甲硅烷环戊硅烷(请参见专利文献4)。某一专利文献公开了一种组合物，其：由氢和硅和/或锗构成且包含分子量为450至2300的硅烷齐聚物或聚硅烷；如果施用并涂布该化合物，则形成硅烷齐聚物或聚硅烷膜；接着，在固化之后形成碳含量等于或低于0.1原子％的非结晶氢化半导体膜(请参见专利文献5)。描述了由VII-XII族过渡金属元素形成的多相催化剂或其基底材料粘着衍生物用来合成聚硅烷。背景文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开号2001-262058专利文献2：日本专利申请公开号2005-22964专利文献3：日本专利申请公开号2003-124486专利文献4：日本专利申请公开号2001-253706专利文献5：日本专利申请公开号2010-506001(翻译)
技术实现思路
专利技术旨在解决的问题如果要获得高纯度环状硅烷，特别是高纯度环戊硅烷，则在最后阶段进行蒸馏提纯。然而，诸如环戊硅烷等高反应活性环状硅烷在加热提纯之前便开始聚合。本专利技术的目的在于提供一种聚合抑制剂，该聚合抑制剂在加热蒸馏时加入以使得环状硅烷以单体形式存在而不会形成聚合物，即使进行了加热蒸馏。解决问题的方法本专利技术的第一方面提供了一种用于硅烷的聚合抑制剂，该聚合抑制剂包括仲或叔芳香胺。第二方面提供了根据第一方面的聚合抑制剂，其中，硅烷为环状硅烷。第三方面提供了根据第一方面的聚合抑制剂，其中，硅烷为环戊硅烷。第四方面提供了根据第一方面至第三方面中任一方面的聚合抑制剂，其中，芳香胺为仲芳香胺。第五方面提供了根据第一方面至第三方面中任一方面的聚合抑制剂，其中，芳香胺的芳基为苯基或萘基。第六方面提供了根据第一方面至第五方面中任一方面的聚合抑制剂，其包括每摩尔硅烷0.01至10mol％比例的聚合抑制剂。第七方面提供了根据第一方面至第六方面中任一方面的聚合抑制剂，其中，芳香胺的沸点为196℃或更高。第八方面提供了一种使用聚合抑制剂的硅烷提纯方法，该方法包括：过程(A)；过程(B)；和过程(C)，其中，过程(A)为获得包含由化学式(2)表示的环状硅烷的溶液的过程：[化学式2](SiR3R4)n化学式(2)在化学式(2)中，R3和R4分别表示卤原子，且n为4至6的整数，该过程通过使得环状硅烷与卤化氢在环己烷中在卤化铝的存在下进行反应，其中，环状硅烷通过依次呈现Si而形成环，且所述环状硅烷由化学式(1)表示：[化学式1](SiR1R2)n化学式(1)在化学式(1)中，R1和R2分别单独表示氢原子、C1至C6烷基或可选取代苯基(R1和R2并非同时为氢原子)，且n为4至6的整数，过程(B)为获得由化学式(3)表示的环状硅烷的过程：[化学式3](SiH2)n化学式(3)(在化学式(3)中，n为4至6的整数)，该过程通过将由所述化学式(2)表示的环状硅烷溶解在有机溶剂中并利用氢气或氢化铝锂还原由所述化学式(2)表示的环状硅烷：且过程(C)为通过将根据权利要求1至7中任一项所述的聚合抑制剂添加至由化学式(3)表示的环状硅烷并进一步对所得物质进行蒸馏从而生成由化学式(3)表示的环状硅烷的过程。第九方面提供了根据第八方面的硅烷提纯方法，其中，在获得包含由化学式(2)表示的环状硅烷的溶液之后，过程(A)包括通过进一步对溶液进行蒸馏从而生成由化学式(2)表示的环状硅烷的过程。第十方面提供了硅烷保存方法，其包括将根据第一方面至第七方面中任一方面的聚合抑制剂添加至包含硅烷的有机溶剂。具体实施方式本专利技术提供一种有用的聚合抑制剂，其在最后阶段进行的蒸馏过程中的加热蒸馏时添加以获得高纯度环状硅烷，特别是高纯度环戊硅烷。即，由于添加了根据本专利技术的聚合抑制剂，可允许环状硅烷作为单体存在而不会形成硅烷聚合物，即使进行了加热蒸馏。在本专利技术中，将包含仲或叔芳香胺的聚合抑制剂用作在高反应活性硅烷蒸馏时使用的聚合抑制剂还可抑制硅烷不必要的聚合，且可获得纯化为稳定单体的硅烷。此外，在本专利技术中，聚合抑制剂还可用作保存时的聚合抑制剂。即，通过将聚合抑制剂添加至有机溶剂中的硅烷单体溶液中，可抑制硅烷单体的聚合，并使其稳定保存。用于实施专利技术的实施例本专利技术涉及一种用于硅烷的聚合抑制剂，该聚合抑制剂包括仲或叔芳香胺。使用的硅烷可为直链硅烷、支化硅烷、环状硅烷或它们的混合物。特别地，优选高反应活性环状硅烷，且环状硅烷数量的示例包括4至6。例如，其示例包括环丁硅烷、环戊硅烷和环己硅烷，并且在它们之中，环戊硅烷适于使用。在仲和叔芳香胺中，优选仲芳香胺，这是因为它们提供更好的聚合抑制效果。仲芳香胺由直接键合到氮原子的两个芳基和一个氢原子形成，且叔芳香胺由直接键合到氮原子的三个芳基形成。芳基具有6至40个碳原子。例如，其示例包括苯基、萘基、蒽基、联苯基等等，特别地，优选使用苯基和萘基。本专利技术使用的聚合抑制剂的一个示例可以表示为：[化学式4]化学式(1-1)中的N,N'-二苯基-1,4-对苯二胺的沸点为220至225℃，化学式(1-2)中的N,N'-二-2-萘基-1,4-对苯二胺的沸点为608℃，化学式(1-3)中的二苯胺的沸点为302℃，且化学式(1-4)中的三苯胺的沸点为365℃。添加的聚合抑制剂可以每摩尔硅烷0.01至10mol％、0.01至5mol％或0.01至1mol％的比例包含。如果硅烷是多种硅烷的混合物，假设硅烷的所有质量由环戊硅烷组成，聚合抑制剂可按照环戊硅烷的摩尔数以上述比例添加。而且，在合成目标环戊硅烷时用作原料由化学式(1)表示的环状硅烷可为商用产品。如果进行合成，可使得硅烷(由化学式(a)表示：[化学式5]R1R2SiX2化学式(a)(其中在化学式(a)中，R1和R2分别表示氢原子、C1至C6烷基或可选取代苯基，且X表示卤素原子))在碱金属的存在下在有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于硅烷的聚合抑制剂，所述聚合抑制剂包括仲或叔芳香胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.04 JP 2014-2245121.一种用于硅烷的聚合抑制剂，所述聚合抑制剂包括仲或叔芳香胺。2.根据权利要求1所述的聚合抑制剂，其中，所述硅烷为环状硅烷。3.根据权利要求1所述的聚合抑制剂，其中，所述硅烷为环戊硅烷。4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合抑制剂，其中，所述芳香胺为仲芳香胺。5.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合抑制剂，其中，所述芳香胺的芳基为苯基或萘基。6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚合抑制剂，其中，所述聚合抑制剂以每摩尔硅烷0.01至10mol％的比例包含。7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚合抑制剂，其中，所述芳香胺的沸点为196℃或更高。8.一种使用聚合抑制剂的硅烷提纯方法，所述方法包括：过程(A)；过程(B)；和过程(C)，其中，过程(A)为获得包含由化学式(2)表示的环状硅烷的溶液的过程：(SiR3R4)n化学式(2)在化学式(2)中，R3和R4分别表示卤原子，且n为4至6的整数，该过程通过使得环状硅烷与卤化氢在环己烷中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤裕一，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