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JPH1112282A - 有機インジウム化合物の製造方法 - Google Patents

有機インジウム化合物の製造方法

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Publication number
JPH1112282A
JPH1112282A JP18588797A JP18588797A JPH1112282A JP H1112282 A JPH1112282 A JP H1112282A JP 18588797 A JP18588797 A JP 18588797A JP 18588797 A JP18588797 A JP 18588797A JP H1112282 A JPH1112282 A JP H1112282A
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JP
Japan
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indium
halide
ether
producing
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JP18588797A
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English (en)
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JP3732311B2 (ja
Inventor
Hiromi Osaki
浩美 大崎
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トリメチルインジウム等の結晶性の有機イン
ジウム化合物を容易に安全に効率よく製造できる方法を
提供すること。 【構成】 ハロゲン化インジウムと有機マグネシウムハ
ロゲニドとをエーテル溶媒中で反応させて下記一般式
「化1」で表される有機インジウム化合物を製造する方
法において、有機マグネシウムハロゲニドをエーテル溶
媒に懸濁させたエーテル懸濁液中に、ハロゲン化インジ
ウムを溶解したエーテル溶液を添加して反応させること
を特徴とする有機インジウム化合物の製造方法。 (式中、Rは低級アルキル基、フェニル基、アルキル基
置換フェニル基、シクロペンタジエニル基、アルキル基
置換シクロペンタジエニル基の中から選択される基であ
って、3つのRは同一または異なっていてもよく、M1
はインジウムを表す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体を製
造する為のMOCVD(Meralorganic C
hemical Vapor Deposition)
によるエピタキシャル成長用材料として有用な有機イン
ジウム化合物をグリニャール反応を応用して製造する方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、III−V族及びII−VI族の
化合物半導体が、半導体発光素子、マイクロ波トランジ
スタ等の広い分野に用いられるようになり、それらの優
れた特性を利用して、高速コンピューター用集積回路、
オプトエレクトロニクス用集積回路等にも使用されるよ
うになった。
【0003】これら広範な用途に利用される化合物半導
体は、結晶成長法として、有機金属化合物を用いたMO
CVD法により製造される。MOCVD法は、化合物あ
るいは混晶半導体のエピタキシャル薄膜を形成する上で
多く用いられる結晶成長法のひとつで、例えば、トリメ
チルインジウム、トリメチルガリウム、ジメチル亜鉛の
ような有機金属化合物を原料とし、その熱分解反応を利
用して薄膜の結晶成長を行う方法である。
【0004】これら有機金属化合物は、通常、ハロゲン
化金属とグリニャール試薬とを反応させたり、金属単体
あるいは、合金とハロゲン化炭化水素とを反応させて製
造されるが、特に、有機インジウム化合物を製造する場
合、ハロゲン化インジウムとしては、塩化インジウムが
用いられ、エーテル溶媒中でグリニャール試薬と反応さ
せて製造される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体で
あるハロゲン化インジウムの添加コントロールが困難で
あり、添加量が一定せず、反応温度の急上昇や、副生す
る溶媒に溶けにくく析出しやすいハロゲン化マグネシウ
ムが急激に生成するため、反応溶液の粘性が上昇して反
応自体が進行しなくなるばかりか、前述の副生物や最終
生成物によって固化して、攪拌不能の状態となるという
問題点を有していた。
【0006】本発明者は上記問題点に鑑み鋭意研究した
結果、有機マグネシウムハロゲニドをエーテル溶媒に懸
濁させたエーテル懸濁液中に、ハロゲン化インジウムを
溶解したエーテル溶液を添加して反応させると上記問題
点が解決し、有機インジウム化合物を容易に効率よく製
造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】本発明は、トリメチルインジウム等の結晶
性の有機インジウム化合物を容易に安全に効率よく製造
できる方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ハ
ロゲン化インジウムと有機マグネシウムハロゲニドとを
エーテル溶媒中で反応させて下記一般式「化2」で表さ
れる有機インジウム化合物を製造する方法において、有
機マグネシウムハロゲニドをエーテル溶媒に懸濁させた
エーテル懸濁液中に、ハロゲン化インジウムを溶解した
エーテル溶液を添加して反応させることを特徴とする有
機インジウム化合物の製造方法を提供するものである。
【化2】 (式中、Rは低級アルキル基、フェニル基、アルキル基
置換フェニル基、シクロペンタジエニル基、アルキル基
置換シクロペンタジエニル基の中から選択される基であ
って、3つのRは同一または異なっていてもよく、M1
はインジウムを表す。)
【0009】また、本発明は、前記有機インジウム化合
物がトリメチルインジウムであることを特徴とする前記
の有機インジウム化合物の製造方法を提供するものであ
る。
【0010】さらに、本発明は、前記エーテル溶媒及び
ハロゲン化インジウムを溶解したエーテル溶液がジエチ
ルエーテルであることを特徴とする前記の有機インジウ
ム化合物の製造方法を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について詳述
する。
【0012】本発明は、有機インジウムと有機マグネシ
ウムハロゲニドとをグリニャール反応させて有機インジ
ウムを製造する方法の改良発明であり、該製造方法にお
いて有機マグネシウムハロゲニドのエーテル懸濁液中
に、ハロゲン化インジウムをエーテル溶液に溶解させた
状態で添加、反応させることを特徴とするものである。
【0013】エーテル溶媒に懸濁させる有機マグネシウ
ムハロゲニドとしては、例えば、低級アルキルマグネシ
ウムハロゲニド、フェニルマグネシウムハロゲニド、シ
クロペンタジエニルマグネシウムハロゲニドなどが挙げ
られる。これらフェニル基やシクロペンタジエニル基は
さらに低級アルキル基が置換されてもよい。
【0014】上記の有機マグネシウムハロゲニドを構成
する低級アルキル基としては、炭素数1〜4の置換基、
例えばメチル、エチル、n−プロピル、l−プロピル、
n−ブチル、l−ブチル、s−ブチル、t−ブチル基等
が挙げられる。アルキル置換フェニル基としては、トリ
ル、キシリル、エチルフェニル、イソプロピルフェニ
ル、n−ブチルフェニル、l−ブチルフェニル、s−ブ
チルフェニル、t−ブチルフェニル基等が挙げられる。
また、これらのアルキル基置換フェニル基には、上記の
例にさらに1または2以上の低級アルキル基が置換して
アルキル基置換フェニル基を構成してもよい。アルキル
基置換シクロペンタジエニル基としては、メチルペンタ
ジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、及
び炭素数6個以上の同一または、異なるアルキル基で置
換されたシクロペンタジエニル基などが挙げられる。有
機マグネシウムハロゲニドを構成するハロゲンは、塩素
でもよく臭素でもよい。
【0015】有機マグネシウムハロゲニドを懸濁させる
エーテル溶媒としては、炭素数2〜5の鎖状脂肪族エー
テル等が好ましく、特に、ジエチルエーテルが最も好ま
しい。テトラヒドロフランの様に溶解度の高いエーテル
系溶媒を用いることも可能であるが、テトラヒドロフラ
ンを用いると合成されてくる有機インジウム化合物と溶
媒とで錯体が形成され、この錯体の結合を解離させて単
離精製することは困難を伴う。
【0016】次に、本発明においては、マグネシウムハ
ロゲニドのエーテル懸濁液中に、ハロゲン化インジウム
をエーテル溶媒に溶解して添加する。エーテル溶媒とし
ては、上記の有機マグネシウムハロゲニドを懸濁させる
エーテル溶媒と同じものが好ましく、炭素数2〜5の鎖
状脂肪族エーテル、特に、ジエチルエーテルが最も好ま
しい。エーテル溶液中のハロゲン化インジウムの濃度で
あるが、5〜30重量%が好ましい。30%重量%を越
えると、溶解に長時間を要し、5重量%未満では、エー
テル溶媒を多量に使用することとなり不経済である。ま
た、ハロゲン化インジウムのハロゲンは臭素または塩素
が好ましい。
【0017】有機マグネシウムハロゲニドは溶解性が低
く、攪拌を停止すると沈降し、沈降状態では、ハロゲン
化インジウムと反応しにくくなるので、有機マグネシウ
ムハロゲニドのエーテル懸濁液を攪拌しながらハロゲン
化インジウムが添加される。有機マグネシウムハロゲニ
ドは、グリニャール試薬合成反応によって、ハロゲン化
有機物とマグネシウムとが上記エーテル溶媒中で反応し
て合成される。反応温度は30〜50℃が好ましく、3
0℃未満では反応が遅く、また、50℃より高いと不経
済である。
【0018】本発明において製造される有機インジウム
化合物は、例えば、トリメチルインジウム等が挙げられ
る。これら有機インジウム化合物は、化合物半導体の形
成にあたり、エピタキシャル成長用有機インジウム化合
物として好ましく用いられる。
【0019】グリニャール試薬である有機マグネシウム
ハロゲニドとハロゲン化インジウムとを反応させて有機
インジウム化合物を製造する従来の製造方法において
は、グリニャール試薬のエーテル懸濁液中にハロゲン化
インジウムを直接添加すると、固体であるハロゲン化イ
ンジウムの添加コントロールが困難であり、添加量が一
定せず、反応温度の急上昇や、副生する溶媒に溶けにく
く析出しやすいハロゲン化マグネシウムが急激に生成す
るため、反応溶液の粘性が上昇して反応自体が進行しな
くなるばかりか、前述の副生物や最終生成物によって固
化して、攪拌不能の状態となるという問題点があった。
本発明においては、ハロゲン化インジウムをエーテル溶
媒に溶解させてそのエーテル溶液を添加することによっ
て、上記問題点が回避され、安全に効率よく製造できる
ようになる。
【0020】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定される
のもではない。
【0021】[実施例1]容量5リットルのガラス製反
応器にマグネシウム屑98g(4.1モル)と、ジエチ
ルエーテル1250ミリリットルとを添加し、さらに沃
化メチル1ミリリットルを添加してマグネシウムと沃化
メチルとの反応の開始を確認した。その後反応器内に塩
化メチルを10リットル/時の速度でフィードした。マ
グネシウムと塩化メチルとを反応させながら継続的にそ
の中を攪拌し続け、12時間後に懸濁状態のグリニャー
ル試薬を得た。その後このグリニャール試薬の懸濁液に
ベンゼン750ミリリットルを加え、その後攪拌を続け
た。それとは別に、マグネット回転子を入れた2000
ミリリットルの三角フラスコに微粉末状態の三塩化イン
ジウム250g(1.14モル)を入れ、750gのジ
エチルエーテルに常温で、2日間かけて溶解し準備し
た。三塩化インジウムの溶液を、前述のグリニャール試
薬の入った容器内に4時間かけて少量ずつ添加し、三塩
化インジウムとグリニャール試薬とを反応させ、これに
よってトリメチルインジウムの粗反応液を得た。この時
の反応器内は、急激な反応温度の上昇も見られず、30
〜35℃と安定していた。次いで、そのトリメチルイン
ジウムの粗反応液をガラスビーズを充填した30cm×
1.5cmφのカラムを用いて蒸留し、留分440gを
得た。この留分を1H−NMRにて分析したところトリ
メチルインジウムを示すシグナルが確認され、35重量
%で154g含有されていた。収率は、三塩化インジウ
ム基準で85%であった。この実験から、ジエチルエー
テルに溶解した三塩化インジウムを滴下すると、急激な
反応温度の上昇も緩和され、攪拌状態が良好に保て、反
応が順調に進行することがわかった。
【0022】[比較例1]実施例1と同様にグリニャー
ル試薬を合成した後、実施例1に示すジエチルエーテル
に溶解した塩化インジウムを使用せず、微粉末状態の三
塩化インジウム250gを粉末のまま直接添加したこと
以外は、実施例1に示す方法と同様にトリメチルインジ
ウムの合成反応したところ、粉末状態の三塩化インジウ
ムの添加コントロールが難しく、均一に添加できず、反
応温度が20℃から35℃に急上昇し、塩化マグネシウ
ムの生成も一時的に激しくなり、攪拌困難な状態が確認
された。その後実施例1と同様に得られた粗反応液の蒸
留を行い、留分425gが得られ、このものを分析した
ところ、トリメチルインジウムは、含有量33重量%の
140gであり、三塩化インジウム基準で収率77%と
若干低い値であった。
【0023】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、グリニャー
ル反応で有機インジウム化合物を製造する際に、反応液
の急激な温度上昇がなくなり、攪拌不能の状態になるこ
とがなく、反応の中断が生じることがない。これによ
り、エピタキシャル成長材料として有用な有機インジウ
ム化合物を安全に効率よく製造できるようになり、有機
インジウム化合物の優れた製造方法を提供することが出
来る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハロゲン化インジウムと有機マグネシウ
    ムハロゲニドとをエーテル溶媒中で反応させて下記一般
    式「化1」で表される有機インジウム化合物を製造する
    方法において、有機マグネシウムハロゲニドをエーテル
    溶媒に懸濁させたエーテル懸濁液中に、ハロゲン化イン
    ジウムを溶解したエーテル溶液を添加して反応させるこ
    とを特徴とする有機インジウム化合物の製造方法。 【化1】 (式中、Rは低級アルキル基、フェニル基、アルキル基
    置換フェニル基、シクロペンタジエニル基、アルキル基
    置換シクロペンタジエニル基の中から選択される基であ
    って、3つのRは同一または異なっていてもよく、M1
    はインジウムを表す。)
  2. 【請求項2】 前記有機インジウム化合物がトリメチル
    インジウムであることを特徴とする請求項1記載の有機
    インジウム化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記エーテル溶媒及びハロゲン化インジ
    ウムを溶解したエーテル溶液がジエチルエーテルである
    ことを特徴とする請求項1または2記載の有機インジウ
    ム化合物の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013049672A (ja) * 2011-08-15 2013-03-14 Dow Global Technologies Llc 有機金属化合物製造

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