三乙基鎵的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三乙基鎵的合成方法，包括如下步驟：在惰性氣氛的反應(yīng)器中加入鎵源與乙基鋁，維持混合體系的溫度在0～150℃，混合過程中或結(jié)束后進(jìn)行蒸餾即可得到三乙基鎵。本發(fā)明在合成三乙基鎵的方法中不使用任何溶劑，具有高效、產(chǎn)率高與選擇性高的優(yōu)點(diǎn)，且簡化反應(yīng)操作，顯著降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】三乙基鎵的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三乙基鎵的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制造業(yè)的不斷發(fā)展，近年來，以氮化鎵為代表的III A族氮化物的發(fā)展非常迅速，成為半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。由其所組成的半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料，其寬禁帶所帶來的電子漂移飽和速度高、介電常數(shù)小及導(dǎo)熱性能好等特點(diǎn)，
[0003]使其在制作短波長、高亮度的發(fā)光器件方面具有良好的前景。MOCVD技術(shù)同其他任何外延技術(shù)相比，其可制得更大面積、更均勻的薄膜，也更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在目前IIIA族氮化物材料的生長中，MOCVD也是最成功的生長技術(shù)之一。在MOCVD生長以GaN為代表的III A族氮化物的技術(shù)中，鎵源的選擇對于III A族氮化物的生長性質(zhì)起著決定性的作用，在對器件性能的影響上，鎵源遠(yuǎn)比鋁源重要，不同的選擇直接影響到生長出的薄膜材料的微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)等一系列的重要性質(zhì)。出于對MO源的來源、純度以及性能的考慮，三甲基鎵和三乙基鎵是目前最常用的鎵源。
[0004]三乙基鎵是生長氮化鎵非常好的前驅(qū)體原材料，而目前還沒有較多的關(guān)于三乙基鎵合成方法的報道，特別是適合工業(yè)化生產(chǎn)的三乙基鎵的方法報道。常用的合成方法有:1、用三氯化鎵和格氏試劑在乙醚溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)不僅產(chǎn)率較低，而且使用大量低沸點(diǎn)的乙醚為溶劑，存在較大的安全隱患；2、鎵一鎂合金和溴乙烷或碘乙烷在乙醚溶劑中反應(yīng)，也存在產(chǎn)率不高和使用乙醚為溶劑的缺點(diǎn)，同時需要使用價格比較貴的碘乙烷為乙基的來源，增加了成本；3、用三氯化鎵和三乙基鋁進(jìn)行烷基交換反應(yīng)，反應(yīng)使用的原料三乙基鋁易燃，反應(yīng)中使用了大量的溶劑，這就對生產(chǎn)設(shè)備等提出了較高的要求，同時也增加了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的三乙基鎵的合成方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種三乙基鎵的合成方法，包括如下步驟:在惰性氣氛的反應(yīng)器中加入鎵源與乙基鋁，維持混合體系的溫度在O~150°C，混合過程中或結(jié)束后進(jìn)行蒸餾即可得到三乙基鎵。
[0008]所述鎵源可選自三氯化鎵、三溴化鎵、三碘化鎵或氯化乙基鎵中的至少一種；
[0009]所述乙基鋁為三乙基鋁或氯化二乙基鋁中的至少一種；
[0010]所述惰性氣氛為氮?dú)?、氬氣或氦氣氣氛中的至少一種；
[0011]鎵源與乙基鋁的摩爾比為1:1.05_9.0，優(yōu)選1:3~6 ;
[0012]反應(yīng)時間為0.5~24小時，優(yōu)選4~8小時；
[0013]以鎵為基準(zhǔn)，三乙基鎵的選擇性大于90%，所述三乙基鎵純度為80—99.995%。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有合成方法相比具有以下的顯著效果:[0015](I)本合成方法不使用任何溶劑，兩種原料直接接觸，效率高。
[0016](2)混合的過程中或結(jié)束后直接分離，三乙基鎵的選擇性與收率高。
[0017](3)本合成方法采用一步合成，簡化工藝路線，提高效率。
[0018](4)采用本方法可以直接合成純度在95.0%以上的三乙基鎵。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]在氮?dú)鈿夥障?，在反?yīng)釜中加入880克三氯化鎵與1710克三乙基鋁，維持混合體系的溫度在80-90°C，混合1.0小時后直接進(jìn)行蒸餾，得到三乙基鎵706克，以鎵為計算基準(zhǔn)，摩爾產(chǎn)率90.1%0
[0021]實(shí)施例2
[0022]在氦氣氣氛下，在反應(yīng)釜中加入1547克三溴化鎵與3420克三乙基鋁，維持混合體系的溫度在30-40°C，混合15.0小時后直接進(jìn)行蒸餾，得到三乙基鎵721克，以鎵為計算基準(zhǔn)，摩爾產(chǎn)率92.0%。
[0023]實(shí)施例3
[0024]在氬氣氣氛下，在反應(yīng)釜中加入880克三氯化鎵與723克氯化二乙基鋁，維持混合體系的溫度在120-130°C，混合9.0小時后直接進(jìn)行蒸餾，得到三乙基鎵635克，以鎵為計算基準(zhǔn)，摩爾產(chǎn)率81.0%。
[0025]實(shí)施例4
[0026]在氬氣氣氛下，在反應(yīng)釜中加入2252克三碘化鎵與1710克三乙基鋁，維持混合體系的溫度在60-70°C，混合3.0小時后直接進(jìn)行蒸餾，得到三乙基鎵604克，以鎵為計算基準(zhǔn)，摩爾產(chǎn)率77.0%。
[0027]實(shí)施例5
[0028]在氮?dú)鈿夥障?，在反?yīng)釜中加入1547克三溴化鎵與2412克氯化二乙基鋁，維持混合體系的溫度在10-20°C，混合24.0小時后直接進(jìn)行蒸餾，得到三乙基鎵651克，以鎵為計算基準(zhǔn)，摩爾產(chǎn)率83%。
[0029]對比例
[0030]在氬氣氣氛下，在反應(yīng)釜中加入880克三氯化鎵，并加入溶劑無水甲苯，在攪拌條件下，向反應(yīng)釜中滴加三乙基鋁2850克，控制滴加的速率使得反應(yīng)體系溫度保持在100°C，滴加結(jié)束后，繼續(xù)反應(yīng)4小時。先常壓蒸出甲苯，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得到三乙基鎵567克，以三氯化鎵為計算基準(zhǔn)，產(chǎn)率72.3%。
【權(quán)利要求】
1.一種三乙基鎵的合成方法，其特征在于，包括如下步驟:在惰性氣氛的反應(yīng)器中加入鎵源與乙基鋁，維持混合體系的溫度在O~150°C，混合過程中或結(jié)束后進(jìn)行蒸餾即可得到三乙基鎵。
2.如權(quán)利要求1所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，所述鎵源選自三氯化鎵、三溴化鎵、三碘化鎵或氯化乙基鎵中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，所述乙基鋁為三乙基鋁或氯化二乙基鋁中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，所述惰性氣氛為氮?dú)狻鍤饣蚝鈿夥罩械闹辽僖环N。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，所述鎵源與乙基招的摩爾比為1:1.05 9.0。
6.如權(quán)利要求1所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，反應(yīng)時間為0.5~24小時。
7.如權(quán)利要求1所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，所述三乙基鎵純度為80-99.995%。
8.如權(quán)利要求1所述的三乙基鎵的合成方法，其特征在于，以鎵為基準(zhǔn)，三乙基鎵的選擇性大于90%。
【文檔編號】C07F5/00GK103965226SQ201310036444
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】高川, 劉春輝, 馮汝明, 李大亮, 馮波 申請人:上海宏銳新材料科技有限公司