[发明专利]在羧酸盐存在下的三烷基铟化合物的生产

说明书

本发明涉及用于生产三烷基铟(InR₃)的方法，其中该生产在含有至少一种烷基铟卤化物、三烷基铝(AlR₃)、羧酸盐、以及溶剂的反应混合物中进行，其中R彼此独立地选自C1‑C4烷基，并且X彼此独立地选自Cl、Br和I。

本发明涉及用于生产三烷基铟的方法，其中该生产在含有至少一种烷基铟卤化物、三烷基铝、羧酸盐、以及溶剂的反应混合物中进行，其中铟及铝上的烷基彼此独立地选自C1-C4烷基；具体而言，本发明涉及一种用于生产三烷基铟(InR₃)的方法，其中该生产在含有至少一种烷基铟卤化物、三烷基铝(AlR₃)、羧酸盐、以及溶剂的反应混合物中进行，其中铟及铝上的烷基R彼此独立地选自C1-C4烷基，并且烷基铟卤化物的卤化物彼此独立地选自Cl、Br和I。

三烷基铟化合物(尤其是三甲基铟及三乙基铟)是用于金属有机化学气相沉积(MOCVD)中作为用于生产基于铟的层的前驱物化合物(前驱物)。该方法尤其用于半导体的生产。在该方法中，将气态前驱物化合物导入反应室，在反应室中此类气态前驱物化合物与彼此或与附加物质反应，并且反应产物沉积在基材上。三烷基铟化合物是结晶可升华的、或液体可蒸馏的化合物，其是自燃的，因此在空气存在下会自发地点燃。

随着在MOCVD方法中使用三甲基铟作为前驱物化合物，所存在的问题是甚至轻微极性的污染物(尤其是氧、以及氮或磷)也可能使产物失去活性(“毒害”)。对于半导体应用，甚至ppm范围内的氧污染也是不可接受的。这意味需要提供用于生产三甲基铟的特定方法，其中氧及其他污染物几乎被完全避免。

用于生产三烷基铟的经典方法是铟、镁、以及烷基卤化物的格任亚反应(GrignardReaction)；氯化铟(III)及甲基锂的除盐反应；以及铟及金属烷基化合物的转移金属化(transmetalation)反应。此类方法通常不适合用于MOCVD程序的三烷基铟的生产，因为不能提供必要纯度的三烷基铟。这是因为此类方法需要极性溶剂，诸如醚。它们对铟具有相对高的亲和力，导致错合及产物被氧化合物污染。

为了解决此类污染物的问题，在背景技术中，已提出不需含氧溶剂的各种方法。WO2014/093419因而提出使前驱物化合物R₃M₂X₃与还原剂反应，其中R＝烷基，并且M＝镓、铟、或铊。具体而言，使用烃作为溶剂。因此不利的是，使用元素钠作为反应物。钠具有极强反应性，难以处理，并且经常导致非所要的二次反应。使用元素钠是有危险的，尤其是在与自燃有机金属化合物(诸如烷基金属析出物(educt)及产物)的混合物中，并且较不适用于工业应用。在示例性实施例中仅描述用镓化合物的方法。然而，镓及铟的反应性在此类反应中变化很大，这涉及与卤素及烷基的错合物。如果有任何产率，则产率很低。产率还通过NMR仅以粗反应混合物检验，因此不分离产物。因此不清楚产物是否可完全分离，更不用说其量及纯度。

US2006/0047132 A1公开用于自多个前驱物化合物生产有机金属化合物的各种方法，有机金属化合物尤其是基于镓、铟、铝、以及锌。该方法在三级胺或三级膦的存在下执行，三级胺或三级膦与金属形成加成物，从而支持所欲产物的形成。因此不利的是，所使用的低分子量含氮及含磷化合物污染产品，因此排除通过MOCVD将产物用于半导体制造。经由升华纯化产物是不可能的，或仅可能是程度不足的纯化，此是因为所使用的低分子量三级胺或膦的沸点相对较低。因此，于实施例12(特定生产铟烷基化合物的唯一实施例)中，指出于真空中试图单离产物是不成功的。因此，含有三甲基铟、胺碱加成物、以及溶剂的粗反应产物仅能通过NMR检验。如果需要不含污染物的高纯度产物，此方法显然不能在实务中使用，或仅可在有限程度上使用。此外，公开用于生产三甲基铟的二个理论实施例7及8。据称，预期会取得好结果。这是不可信的，因为没有解决实施例12中描述的三甲基铟自粗反应产物分离的问题。因此，无法预期根据推测实施例7或8会获得良好的产率，更不用说可获得具有必要纯度的产物。而是，可以预期用于生产高纯度三甲基铟的方法不适用于MOCVD程序。