專利名稱：溶液鎂源的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光電子技術(shù)領(lǐng)域中的溶液鎂源的制備方法二、背景技術(shù)高純二茂鎂、二甲基二茂鎂是金屬有機(jī)物氣相沉積技術(shù)(MOCVD)生長化合物半導(dǎo)體材料的重要源材料，主要作為半導(dǎo)體材料的P型摻雜材料，應(yīng)用于GaN、AlGaN、銦鎵砷氮(InGaAsN)、銦鎵砷(InGaAs)等化合物半導(dǎo)體材料的制備，在高亮度發(fā)光管、太陽能電池、激光器等光電器件的研制中具有重要的應(yīng)用價值。
純粹的二茂鎂和二甲基二茂鎂在室溫下均為固體，二茂鎂的熔點為176℃，二甲基二茂鎂的熔點為29-30℃。作為固體鎂源，在使用過程中存在蒸汽壓不穩(wěn)定的嚴(yán)重缺點，[Y.Qi，C.Musante，K.M.Lau，L.Smith，R.Odedra，R.Kanjolia，J.Electron.Mater.30，11(2001)(電子材料雜志，2001年)]影響生長過程中Mg摻雜的傳輸速率，嚴(yán)重影響化合物半導(dǎo)體薄膜材料生長過程的控制和化合物半導(dǎo)體薄膜材料的質(zhì)量，當(dāng)固體源的表面發(fā)生部分氧化后，二茂鎂和二甲基二茂鎂均易生成紅色的部分氧化物，覆蓋于固體源的表面，將使蒸汽壓穩(wěn)定問題更為突出。這一點上，與固體三甲基銦(TMI)源的情況非常相似。為解決固體源的使用問題，[B.R.Butler and J.P.Stagg，J.Crystal Growth94(1989)481.(晶體生長雜志，1989年)]文獻(xiàn)已經(jīng)報道了一些解決辦法，如在使用三甲基銦方面，文獻(xiàn)報道了多種解決方案，如在封裝容器中加入多孔型惰性支撐物，使固體三甲基銦附著于多孔物體的表面和孔道中，盡量減少固體之間的相互聚集作用，增加氣流與三甲基銦的作用幾率；將兩瓶裝有三甲基銦的鋼瓶串聯(lián)，增加氣流與三甲基銦的作用機(jī)會；這兩種辦法，只能部分解決問題，不能從根本上解決固體源本身的問題。為了解決固體鎂源的使用問題，有文獻(xiàn)[國際氮化物半導(dǎo)體研究雜志，1997年S.Haffouz，B.Beaumont，M.Leroux，M.Laugt，P.Lorenzini，Pierre Gibart，L.G.Hubert-Pfalzgraf，MRS Internet J.Nitride Semicond.Res.2，37(1997).(MRS)]報道，對源瓶進(jìn)行加熱，把源加熱到超過其熔點進(jìn)行使用，但代價是整個生長系統(tǒng)中鎂源傳輸部分均需要進(jìn)行加熱，以防止鎂源在管路中阻塞，對整個生長系統(tǒng)進(jìn)行加熱，不僅操作麻煩，而且很難保證加熱的均勻性，從而對整個生長過程的控制帶來了難以克服的困難。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的，是采用合適的有機(jī)試劑作為溶劑，使二茂鎂或二甲基二茂鎂發(fā)生液化或部分液化，從而使鎂源在使用過程中實現(xiàn)最大程度的與載氣流的接觸，形成穩(wěn)定的蒸汽壓。用溶液化的鎂源代替目前使用的固體二茂鎂及二甲基二茂鎂，解決因使用固體鎂源造成的蒸汽壓不穩(wěn)定對生長過程的控制及生長材料的質(zhì)量的影響。
2、技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的溶液鎂源的制備方法是1)取固體二茂鎂或二甲基二茂鎂，加入沸點在110℃以下的有機(jī)溶劑如苯或己烷等，攪拌使成均相；2)在攪拌下滴加入9個碳以上的烷烴或9個碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮與五個碳以上的伯胺或五碳以上的脂肪醛或酮與伯胺形成的席夫堿；3)繼續(xù)加熱攪拌1-2小時，在減壓下蒸餾除去溶劑，得到溶液鎂源。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是選用9個碳以上的烷烴或9個碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮與五個碳以上的伯胺或五碳以上的脂肪醛或酮與伯胺形成的席夫堿，發(fā)現(xiàn)對固體二茂鎂或二甲基二茂鎂具有良好的液化能力，通常1份的溶劑能使3份以上的二茂鎂或二甲基二茂鎂完全液化。
具體實施例方式
1)三頸瓶置于冰水浴中，加入約190ml甲酸水溶液，接著加入185g十二胺，加入178g37％甲醛水溶液，加熱至70℃，無氣泡，回流7小時，放置過夜。向反應(yīng)混合物中加入150ml濃鹽酸(變熱)。在減壓下蒸發(fā)至干，把殘渣溶于200ml水中，在冰冷下加入60gNaOH，游離出來的胺用水蒸汽蒸餾法分離出來。加入40g碳酸鉀，在減壓下蒸去溶劑，減壓分餾殘留物，得160gN，N’-二甲基十二烷基胺。
2)在惰性氣氛下，將45.6g二甲基二茂鎂加到250毫升三頸瓶中，加入約100毫升己烷，攪拌使其均相，攪拌下加入53.4gN，N’-二甲基十二烷基胺，在50℃左右加熱攪拌1-2小時，在減壓下徹底除去己烷溶劑。得到二甲基二茂鎂與N，N’-二甲基十二烷基胺的混合物。經(jīng)測試混合物熔點小于-4℃。
3)在惰性氣氛下，將91.2g二甲基二茂鎂加到1000毫升三頸瓶中，加入約200毫升己烷，攪拌使其均相，攪拌下加入53.4gN，N’-二甲基十二烷基胺，在50℃左右加熱攪拌1-2小時，在減壓下徹底除去己烷溶劑。得到二甲基二茂鎂與N，N’-二甲基十二烷基胺的混合物，混合物熔點小于-1℃。
權(quán)利要求
1.一種溶液鎂源的制備方法，其特征在于該方法是1)將固體二茂鎂或二甲基二茂鎂加入沸點在110℃以下的有機(jī)溶劑中，攪拌成均相；2)在攪拌下滴加9個碳以上的烷烴或9個碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮與5個碳以上的伯胺或5個碳以上的脂肪醛或酮與伯胺形成的席夫堿；3)繼續(xù)加熱攪拌，在減壓下蒸餾除去溶劑，得到溶液鎂源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液鎂源的制備方法，其特征在于在1)中所述的有機(jī)溶劑為苯、己烷、環(huán)己烷等烴類溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液鎂源的制備方法，其特征在于在2)中所述的9個碳以上的烷烴或9個碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮與5個碳以上的伯胺或5個碳以上的脂肪醛或酮與伯胺形成的席夫堿在室溫下為液體的化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液鎂源的制備方法，其特征在于在3)中攪拌的時間為1-2小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溶液鎂源的制備方法，該方法是將固體二茂鎂或二甲基二茂鎂加入沸點在110℃以下的有機(jī)溶劑中，攪拌成均相；在攪拌下滴加9個碳以上的烷烴成9個碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮與5個碳以上的伯胺或5個碳以上的脂肪碳或酮與伯胺形成的席夫堿；繼續(xù)加熱攪拌，在減壓下蒸餾除去溶劑，得到溶液鎂源。本發(fā)明的優(yōu)點是選用9個碳以上的烷烴或9個碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮與五個碳以上的伯胺或五碳以上的脂肪醛或酮與伯胺形成的席夫堿，發(fā)現(xiàn)對固體二茂鎂或二甲基二茂鎂具有良好的液化能力，通常1份的溶劑能使3份以上的二茂鎂或二甲基二茂鎂完全液化。
文檔編號C23C16/448GK1399006SQ02138168
公開日2003年2月26日 申請日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
發(fā)明者潘毅, 李翔, 陳化冰, 虞磊, 朱春生, 孫祥禎 申請人:南京大學(xué)