![Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур](/i/b/3321/476576.png "Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур")
![Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур](/i/d/3955/476576/450/1.png "Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур")
![Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур](/i/d/3955/476576/450/2.png "Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур")
![Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур](/i/d/3955/476576/450/3.png "Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур")
![Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур](/i/d/3955/476576/450/4.png "Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур")
![Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур](/i/d/3955/476576/450/5.png "Синтез и очистка GaEt3 и [SiH2]5-прекурсоров для создания полупроводниковых структур")
Введение к работе
Актуальность работы. Бурное развитие техники во второй половине прошлого века в области создания средств автоматизации, управления, информации выдвинуло перед электронной промышленностью требования к надёжности, микроминиатюризации, быстродействию, стабильности параметров и другим свойствам электронных устройств. Это привело к интенсивному развитию технологии производства микроэлектронных приборов на твердотельных подложках. В свою очередь проблемы развития технологии изготовления таких приборов выдвинули совершенно новые, повышенные требования как к используемым материалам, так и к технологии создания электронных приборов. В этом плане перспективным направлением становится использование особо чистых металлоорганических соединений и новых пергидрированных кремниевых интермедиатов.
Применение в промышленных масштабах в процессах MOVPE (металлоорганическая парофазная эпитаксия) триметил- и триэтилгаллия позволяет выращивать двухкомпонентные (GaN, GaAs), трёхкомпонентные (AlGaAs, InGaAs, InGaP) и четырёхкомпонентные (AlGaInP, AlGaInAs) эпитаксиальные структуры. Главным источником галлия в этих системах являются его органические производные GaAlk3, как вещества, служащие средством «доставки» атомов металла в зону роста эпитаксиальных слоёв.
Наряду с возросшими потребностями в алкильных производных галлия также велики потребности в разработке новых путей подхода к получению полупроводникового кремния. Одним из новых интермедиатов на этом пути является циклопентасилан [SiH2]5, применяемый для нанесения особо чистого полупроводникового кремния струйно-принтерным методом, а также для получения эпитаксиальных слоёв полупроводниковых материалов на основе легированного кремния. Интерес к нему возрос в связи с возможностью использования в так называемых ристорных («мокрых») технологиях получения полупроводниковых структур, как альтернативных широко применяемым «сухим» процессам осаждения полупроводниковых материалов из паровой фазы при производстве изделий микроэлектроники «силановой» технологией. Широкое внедрение новых технологий в микроэлектронике может способствовать удешевлению процессов производства и снижению их отходности.
Исходя из вышеизложенного разработка эффективных методов синтеза и глубокой очистки GaEt3 и [SiH2]5 как прекурсоров для создания полупровод-никовых структур представляется весьма актуальной задачей.
Целью настоящей диссертационной работы являлась разработка эффективных методов получения особо чистых, пригодных для последующего применения в технологиях микроэлектроники GaEt3 и [SiH2]5.
Научная новизна диссертационной работы. Впервые установлены оптимальные параметры синтеза технического триэтилгаллия посредством хлорирования металлического галлия и последующего использования реактива Гриньяра.
Проведены систематические исследования по очистке технического триэтилгаллия от недопустимых следовых примесей диэтилового эфира в GaEt3 различными способами: ректификацией при атмосферном давлении, через использование металлического Al и GaCl3, аддуктным методом очистки. Выявлены преимущества и недостатки каждого из методов, на основании чего предложены оптимальные параметры подхода к сверхчистому GaEt3.
Детальное изучение предложенного аддуктного метода очистки впервые позволило выявить закономерности протекания процесса комплексообразования триалкилметаллов 13 группы Периодической системы элементов с фосфорорганическими лигандами.
Впервые синтезированы 14 новых нестабильных на воздухе комплексных соединений Ga, Al и In c моно- и дифосфинами, которые являются последовательной серией, позволяющей проследить изменение свойств данных комплексов в зависимости от свойств составляющих их компонентов. Полученные комплексные соединения изучены с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), рентгено-структурного анализа (РСА), квантово-химических исследований. Для ряда впервые полученных комплексов детально изучена их окислительная и термическая стабильность.
Впервые проведён анализ факторов, влияющих на выход декафенил-циклопентасилана в реакции дифенилдихлорсилана с металлическим литием, что позволило максимально повысить выход целевого продукта.
Установлены оптимальные условия и параметры последующих стадий превращения декафенилциклопентасилана в циклопентасилан [SiH2]5. Сделаны рекомендации по требованиям к аппаратурному оформлению данного процесса.
Практическая значимость работы. По результатам проведенных исследований был масштабирован и успешно внедрен на производственной базе ООО «Алкил» (г. Зеленоград) процесс синтеза и очистки триэтилгаллия.
На основании полученного материала по исследованию синтеза циклопентасилана [SiH2]5 был выполнен Международный контракт на поставку опытной партии циклопентасилана и получен патент РФ на метод синтеза декафенилциклопентасилана.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы отражены в 4 статьях в рецензируемых российских и зарубежных журналах и 1 патенте на изобретение.
Материалы диссертации обсуждались на Десятой международной конференции по химии и физикохимии олигомеров (г. Волгоград, 2009), Всероссийской конференции «Итоги и перспективы химии элементоорганических соединений» (г. Москва, 2009), III Молодёжной научно-технической конференции «Наукоёмкие химические технологии-2009» (г. Москва, 2009).
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 166 страницах машинописного текста, состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы (216 ссылок), содержит таблиц – 26, рисунков – 17.
