[发明专利]生产卤代硅烷化合物的方法

说明书

制备卤代硅烷化合物的方法包括以下步骤：(a)提供第一卤代硅烷化合物；(b)提供含有设置在内部的卤化物源的反应容器；(c)将卤代硅烷化合物进料到所述反应容器中；和(d)从所述反应容器收集产物流，其中所述产物流含有第二卤代硅烷。

技术领域

本申请涉及以高产率生产高纯度卤代硅烷化合物的方法。

背景技术

卤代硅烷化合物在各种工业应用中使用。例如，卤代硅烷化合物(例如，氯代硅烷)用于生产用于光电和电子应用(例如，半导体晶片)的多晶硅。最近，这些工业已经开始使用高级卤代硅烷化合物(例如，碘代硅烷)作为氯代硅烷的替代物。尤其是在光伏和电子工业所要求的纯度水平下，这些高级卤代硅烷化合物通常比低级卤代硅烷化合物(例如，氯代硅烷)更难以制造。例如，通常在有机溶剂中进行用于合成此类高级卤代硅烷的已知方法。这需要在反应进行后从有机溶剂中分离出所需的卤代硅烷化合物。这种分离/隔离过程可能是繁琐的，特别是在当需要将溶剂污染减少到光伏和电子工业所要求的极低水平时。

因此，仍然需要一种制备卤代硅烷化合物，尤其是高级卤代硅烷化合物的方法，该方法在工业规模上是商业可行的并且以工业所需的高纯度来制备卤代硅烷化合物。还需要一种不在有机溶剂中进行的方法，因此避免需要从所生产的卤代硅烷化合物中除去这些溶剂。相信本文所述的方法满足所有这些需要。

发明内容

在第一实施方案中，本发明提供生产卤代硅烷化合物的方法，该方法包括以下步骤：

(a)提供第一卤代硅烷化合物，所述第一卤代硅烷化合物包含共价键合至硅原子的第一卤素；

(b)提供具有入口、出口和内部容积的反应容器，所述反应容器含有设置在内部容积中的卤化物源，所述卤化物源包含原子序数大于所述第一卤素的第二卤素；

(c)将所述第一卤代硅烷化合物进料到所述反应容器的入口中并由反应容器的内部容积中通过，使得其接触所述卤化物源并反应以形成第二卤代硅烷化合物，所述第二卤代硅烷化合物包含共价键合至硅原子的至少一个第二卤素；以及

(d)从所述反应容器的出口收集产物流，所述产物流包含第二卤代硅烷化合物。

具体实施方式

在第一实施方案中，本发明提供一种生产卤代硅烷化合物的方法。该方法通常需要使第一卤代硅烷化合物通过含有卤化物源的反应容器。当将第一卤代硅烷化合物进料至反应容器中时，其优选为流体(即，液体或气体)。第一卤代硅烷化合物与卤化物源反应产生不同于第一化合物的第二卤代硅烷化合物(即，第二卤代硅烷化合物含有至少一种不存在于第一卤代硅烷化合物中的卤素)。然后从反应容器的出口收集第二卤代硅烷化合物。更具体地，该方法包括以下步骤：(a)提供第一卤代硅烷化合物；(b)提供含有设置在内部的卤化物源的反应容器；(c)将卤代硅烷化合物进料到反应容器中；和(d)从反应容器收集产物流，其中所述产物流含有第二卤代硅烷。

第一卤代硅烷化合物优选包含至少一个与该卤代硅烷化合物的硅原子共价键合的第一卤素。第一卤代硅烷化合物可以是任何合适的具有这种卤素的卤代硅烷化合物。在一个优选的实施方案中，第一卤代硅烷化合物选自氯代硅烷、溴代硅烷及其混合物。优选地，第一卤代硅烷化合物为如下所示的式(I)、式(X)、式(XX)或式(XL)的化合物。式(I)的结构为：

Si_aH_bR_cX_d 式(I)。

在式(I)的结构中，变量a为1至3的整数。变量b、c和d的和为2a+2。变量b为0至2a+1的整数，优选为1至2a+1的整数。变量c为0至2a+1的整数，以及变量d为1至2a+2的整数。

式(X)的结构为：