[发明专利]较高级氢化硅烷的制备方法

说明书

本发明涉及借助于较低级氢化硅烷的脱氢聚合反应制备较高级氢化硅烷的方法；按照该方法制备的较高级的氢化硅烷，以及该较高级的氢化硅烷在制造电子或光电子组件层和制备含硅层上的应用。

在文献中，描述了作为产生硅层的可能的原料，氢化硅烷或其混合物，特别是较高级的氢化硅烷或其混合物。这时，氢化硅烷化合物被理解为基本上只含硅和氢原子。在本发明的意义上，氢化硅烷呈气态、液态或固态，并在固态的情况下基本上可溶于诸如甲苯或环己烷的溶剂或溶于诸如环戊硅烷的液体硅烷。作为示例可列举甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷和环戊硅烷。较高级的氢化硅烷，亦即带有至少2个Si原子的那些可以具有直链的或分支的或带Si-H键的(任选二/多)环结构，并允许用各自的一般式Si_nH_2n+2(直链或分支；n≥2)，Si_nH_2n(环状；n≥3)或Si_nH_2(n-i)(二或多环；n≥4；i＝{环数}-1)描述。

这样例如，EP 1 087 428 A1描述硅膜的制备方法，其中使用带有至少3个硅原子的氢化硅烷。EP 1 284 306 A2特别描述了混合物，其包含带有至少三个硅原子的氢化硅烷化合物和选自环戊硅烷、环己硅烷和甲硅烷基环戊硅烷的至少一种氢化硅烷，所述混合物也可以用来制备硅膜。

例如，较高级的氢化硅烷可以通过卤化硅烷与碱金属的脱卤和缩聚制备(GB2 077 710 A)。然而，这个方法的缺点是，作为污染物产生部分卤化的硅烷，特别是对于确定用于半导体工业的硅，该产品进一步处理是个缺点，因为它们导致特性不利的硅层。

氢化硅烷的其他制备方法基于氢化硅烷的脱氢聚合反应，其中通过1)热学方法(US 6,027,705 A用于不使用催化剂的情况)时和/或2)使用催化剂，如a)元素过渡金属时(多相催化作用；US 6,027,705A用于使用铂族金属，亦即，Ru，  Rh，  Pd， Os， Ir， Pt的情况；US 5,700,400 A用于3B-7B和8族金属，亦即，过渡金属/镧系，没有Cu和Zn族)，b)非金属氧化物(多相催化作用；US 6,027,705 A用于使用Al₂O₃或SiO₂的情况)，c)钪、钇或稀土金属的氢化环戊二烯基络合物(均相催化作用；US 4,965,386A，US 5,252,766 A)，d)过渡金属络合物(均相催化作用；US 5,700,400A用于3B-7B和8族金属，亦即，过渡金属/镧系，没有Cu和Zn族的络合物；JP02-184513A)或者e)固定在载体上的一定的过渡金属(多相催化作用；US 6,027,705A用于使用铂族金属在载体例如，SiO₂的情况；US 5,700,400A用于固定在碳、SiO₂或者Al₂O₃上的钌、铑、钯或铂上)或者过渡金属络合物(多相催化作用，US 6,027,705A用于使用铂族金属络合物在载体例如SiO₂上的情况)，从较低级的氢化硅烷，特别是SiH₄，形成较高级的氢化硅烷，形式上是H₂的脱除。

然而，至今已知的较高级的氢化硅烷的制备方法都有缺点：纯热学方法，亦即，不加催化剂进行的脱氢聚合反应具有热负载高，有利于副反应和分解反应的缺点。虽然采用均相催化剂可以避免要求较高的反应温度，并因此避免所要求高的热负载，然而这个催化剂也有缺点，必须以过高成本才能清除和还出现聚硅类(polysilinartiger)固体，特别是不溶于溶剂和环戊硅烷中的含(SiH)n的聚合物固体，其中n值巨大，这导致加工反应产物的缺点和减少产率。至今已知的应用元素过渡金属、纯非金属氧化物或施加在载体上一定的过渡金属或过渡金属络合物的多相方法还有采用后无法达到足够高的转化率的缺点。

因此，本发明的任务是，避免所描述的现有技术的缺点。

按照本发明，这个任务通过较高级的氢化硅烷的制备方法来完成，其中使

-至少一种较低级的氢化硅烷和

-至少一种多相催化剂发生反应，

其中该至少一种催化剂包括

-施加在载体上的Cu，Ni，Cr和/或Co

-和/或施加在载体上的Cu，Ni，Cr和/或Co的氧化物。