一種高純烷基鋅化合物的純化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高純烷基鋅化合物的純化方法，涉及金屬有機化合物及其純化方法法。包括配合物的合成、微波輔助產品解離和產品的蒸餾收集；配合物的合成過程：，R1＝CH3，C2H5，i-Pr，n-Pr，n-Bu，R2＝CH3，C2H5，i-Pr，n-Pr，n-Bu，，X1＝O，S；X2＝O，S；X2＝O，S。本發(fā)明就是簡化并改進了配合物提純的方法，更有效的去除各種雜質得到高純烷基鋅化合物。
【專利說明】一種高純烷基鋅化合物的純化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬有機化合物及其純化方法，具體地說是高純烷基鋅化合物的純化方法。
【背景技術】
[0002]對于應用:所純化的烷基鋅化合物是一種已知的化合物，目前分別作為鋅源廣泛地應用于半導體行業(yè)。利用二甲基鋅、二乙基鋅等烷基鋅化合物廣泛作為前驅體，生長具有良好性能的P型ZnO薄膜。ZnO器件的應用涉及諸多領域，主要包括太陽能電池、紫外探測器、表面聲波(SAW)器件、發(fā)光二極管(LED)和半導體激光器(LD)等。這些器件廣泛用于光電轉換、光電探測、傳感器、光通信、光電顯示、光電儲存和光催化等領域。另外，利用二甲基鋅、二乙基鋅等烷基鋅化合物廣泛作為前驅體，鋅也是最廣泛使用的P型摻雜劑。[0003]ZnO是一種I1-VI族具有六角纖礦結構的直接帶隙寬禁帶η型半導體材料，室溫下禁帶寬度約為3.36eV，熔點1975°C，具有很高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，而且具有更高的激子束縛能，以及良好的機電耦合性和較低的電子誘生缺陷。同時，ZnO材料本身具有的電導、光導、壓電、聲光、發(fā)光、氣敏及催化等特性可以在很寬范圍內得到調節(jié)和控制，有可能向著光、電、聲、熱等多功能集成化發(fā)展。ZnO與GaN、SiC—起被稱為第三代半導體材料。所謂第三代半導體材料是指寬禁帶半導體材料，它們的發(fā)光波長短(近紫外)，具有耐高溫、抗輻照、制備方法多、毒性小等特點，可廣泛應用于空間技術、光電技術、軍工和高密度存儲等領域；民用方面，可用于新一代半導體照明、大面積顯示等。其禁帶寬度對應紫外光的波長，并且可以用Mg和Cd摻雜調節(jié)帶隙從3eV到4.5eV,以至于可以制成發(fā)藍光、綠光、紫光等多種發(fā)光器件。
[0004]目前生長ZnO薄膜的方法很多，包括脈沖激光沉積(PLD)，分子束外延(MBE)，金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)，射頻/直流濺射(RF/DC sputtering)，電子束反應蒸發(fā)(EBRE),噴霧熱分解(spraypyrolysis)和溶膠-凝膠法(sol-gel)等。MOCVD工藝的生長過程為無粒子轟擊的熱分解過程，沉積溫度低，并且可以直接生長出絨面結構的ZnO薄膜。另外，它可以實現(xiàn)高速度、大面積、電學特性和厚度均勻的ZnO薄膜生長，符合產業(yè)化的發(fā)展要求。2008年，歐洲0ERIK0N公司研制出了用于薄膜太陽能電池制備的TC01200系列設備，用于在非晶硅玻璃基板上面通過氣相沉積的方式生成氧化鋅透明導電薄膜，以增加太陽能電池的導電率和透光率。應用于半導體行業(yè)的金屬有機化合物(前驅體)的純度需要非常高，所沉積的半導體薄膜層會因為一點點雜質而對其電學性能以及光學性能產生巨大影響。
[0005]對于產品:文獻上已有報導，所純化的是一種已知的烷基鋅化合物。在已知的制備烷基鋅化合物的各種方法中，有鋅的鹵化物和鋁的有機化合物的相互作用，或是金屬鋅和鹵代烷烴或者汞的二烷基化合物的相互作用。反應所生成的烷基鋅化合物都含有原料中的微量雜質，需要進一步提純才能使用。
[0006]對于方法:目前合成這類化合物一般要求在極其苛刻的無水無氧條件下進行，得到的化合物純度也不是很高。在獲得揮發(fā)性源的粗料之后都要作進一步的提純。目前利用金屬烷基物的沸點差作精餾提純仍是獲得高純產品的一個有效途徑。通過精餾提純烷基鋅化合物的方法是人們所熟知的，但它有缺點。例如，需要的分餾塔可能較長，前后餾分要拋棄，而最終產品的純度可能仍需提高。
[0007]而專利[EP 0523525]中提到的方法只針對在常溫下是氣態(tài)的有機金屬化合物除氧，并且在純化過程中，用到了金屬及其化合物作為催化劑。專利[W0 0178869]、[W0 0179586]、[W0 0179587]中，提到的方法只針對氣態(tài)的有機金屬化合物的除氧和除水，在純化過程中用到了鈀催化劑、鐵催化劑、合金催化劑。最先進的方法是使用配合物純化技術(Adduct Purification) (Joneself, A.C.；ffales, G.；Wright, P.J.；01iver,P.E.Chemtronics, 1987,83-8),這種配合物的純化技術的缺點是高沸點的雜質不容易被分離，而且容易在解配過程中由于高溫，高壓而同產品一起被蒸餾出來。上述純化方法中，不但增加了純化過程的難度，增加成本，也同時引入了其他金屬雜質，使得純度仍然無法達到半導體材料的要求。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明提供一種高純烷基鋅化合物的純化方法，本發(fā)明就是簡化并改進了配合物提純的方法，更有效的去除各種雜質得到高純烷基鋅化合物。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種高純烷基鋅化合物的純化方法，包括配合物的合成、微波輔助產品解離和產品的蒸餾收集；
[0010](I)配合物的合成
[0011]
【權利要求】
1.一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于，包括配合物的合成、微波輔助產品解離和產品的蒸餾收集； (1)配合物的合成
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于在配合物的合成過程中，優(yōu)選的含O、S的雙配位或三配位醚類化合物的配體為:
L=or
X1 = O, S ；X2 = O, S ；X3 = 0，S
優(yōu)選:
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于在配合物的合成過程中，所述的反應過程中溫度為:常溫至210°c，反應時間為:1~2小時。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于在配合物合成過程中析出溶劑優(yōu)選為:正己烷、正庚烷、環(huán)己烷、正戊烷。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于所述的配合物合成過程中的析出條件為:溫度降至_20°C以下，維持至少0.5~I小時，過濾惰性溶劑洗滌三次。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于所述的配合物合成過程中配合物的獲得條件為:在真空度0-20mmHg，溫度40_60°C，將產物抽干，此過程維持0.5~2小時后，得到純的配合物。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于所述的配合物解離過程中，超聲場頻率范圍為25~600KHz，輸出功率范圍為10~3000W，施加超聲場時間為:I~3h。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種高純烷基鋅化合物的純化方法，其特征在于所述的產品的蒸餾收集過程中，加熱溫度為T = (t±5)°C，其中t =烷基鋅化合物沸點。
【文檔編號】C07F3/06GK103910753SQ201310002896
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權日:2013年1月6日
【發(fā)明者】沈應中, 陶弦 申請人:江蘇愛姆歐光電材料有限公司