专利名称：溶液镁源的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光电子技术领域中的溶液镁源的制备方法二、背景技术高纯二茂镁、二甲基二茂镁是金属有机物气相沉积技术(MOCVD)生长化合物半导体材料的重要源材料，主要作为半导体材料的P型掺杂材料，应用于GaN、AlGaN、铟镓砷氮(InGaAsN)、铟镓砷(InGaAs)等化合物半导体材料的制备，在高亮度发光管、太阳能电池、激光器等光电器件的研制中具有重要的应用价值。
纯粹的二茂镁和二甲基二茂镁在室温下均为固体，二茂镁的熔点为176℃，二甲基二茂镁的熔点为29-30℃。作为固体镁源，在使用过程中存在蒸汽压不稳定的严重缺点，[Y.Qi，C.Musante，K.M.Lau，L.Smith，R.Odedra，R.Kanjolia，J.Electron.Mater.30，11(2001)(电子材料杂志，2001年)]影响生长过程中Mg掺杂的传输速率，严重影响化合物半导体薄膜材料生长过程的控制和化合物半导体薄膜材料的质量，当固体源的表面发生部分氧化后，二茂镁和二甲基二茂镁均易生成红色的部分氧化物，覆盖于固体源的表面，将使蒸汽压稳定问题更为突出。这一点上，与固体三甲基铟(TMI)源的情况非常相似。为解决固体源的使用问题，[B.R.Butler and J.P.Stagg，J.Crystal Growth94(1989)481.(晶体生长杂志，1989年)]文献已经报道了一些解决办法，如在使用三甲基铟方面，文献报道了多种解决方案，如在封装容器中加入多孔型惰性支撑物，使固体三甲基铟附着于多孔物体的表面和孔道中，尽量减少固体之间的相互聚集作用，增加气流与三甲基铟的作用几率；将两瓶装有三甲基铟的钢瓶串联，增加气流与三甲基铟的作用机会；这两种办法，只能部分解决问题，不能从根本上解决固体源本身的问题。为了解决固体镁源的使用问题，有文献[国际氮化物半导体研究杂志，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)]报道，对源瓶进行加热，把源加热到超过其熔点进行使用，但代价是整个生长系统中镁源传输部分均需要进行加热，以防止镁源在管路中阻塞，对整个生长系统进行加热，不仅操作麻烦，而且很难保证加热的均匀性，从而对整个生长过程的控制带来了难以克服的困难。
发明内容
1、发明目的本发明的目的，是采用合适的有机试剂作为溶剂，使二茂镁或二甲基二茂镁发生液化或部分液化，从而使镁源在使用过程中实现最大程度的与载气流的接触，形成稳定的蒸汽压。用溶液化的镁源代替目前使用的固体二茂镁及二甲基二茂镁，解决因使用固体镁源造成的蒸汽压不稳定对生长过程的控制及生长材料的质量的影响。
2、技术方案为实现上述目的，本发明所述的溶液镁源的制备方法是1)取固体二茂镁或二甲基二茂镁，加入沸点在110℃以下的有机溶剂如苯或己烷等，搅拌使成均相；2)在搅拌下滴加入9个碳以上的烷烃或9个碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮与五个碳以上的伯胺或五碳以上的脂肪醛或酮与伯胺形成的席夫碱；3)继续加热搅拌1-2小时，在减压下蒸馏除去溶剂，得到溶液镁源。
3、有益效果本发明与现有技术相比，其显著优点是选用9个碳以上的烷烃或9个碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮与五个碳以上的伯胺或五碳以上的脂肪醛或酮与伯胺形成的席夫碱，发现对固体二茂镁或二甲基二茂镁具有良好的液化能力，通常1份的溶剂能使3份以上的二茂镁或二甲基二茂镁完全液化。
具体实施例方式
1)三颈瓶置于冰水浴中，加入约190ml甲酸水溶液，接着加入185g十二胺，加入178g37％甲醛水溶液，加热至70℃，无气泡，回流7小时，放置过夜。向反应混合物中加入150ml浓盐酸(变热)。在减压下蒸发至干，把残渣溶于200ml水中，在冰冷下加入60gNaOH，游离出来的胺用水蒸汽蒸馏法分离出来。加入40g碳酸钾，在减压下蒸去溶剂，减压分馏残留物，得160gN，N’-二甲基十二烷基胺。
2)在惰性气氛下，将45.6g二甲基二茂镁加到250毫升三颈瓶中，加入约100毫升己烷，搅拌使其均相，搅拌下加入53.4gN，N’-二甲基十二烷基胺，在50℃左右加热搅拌1-2小时，在减压下彻底除去己烷溶剂。得到二甲基二茂镁与N，N’-二甲基十二烷基胺的混合物。经测试混合物熔点小于-4℃。
3)在惰性气氛下，将91.2g二甲基二茂镁加到1000毫升三颈瓶中，加入约200毫升己烷，搅拌使其均相，搅拌下加入53.4gN，N’-二甲基十二烷基胺，在50℃左右加热搅拌1-2小时，在减压下彻底除去己烷溶剂。得到二甲基二茂镁与N，N’-二甲基十二烷基胺的混合物，混合物熔点小于-1℃。
权利要求
1.一种溶液镁源的制备方法，其特征在于该方法是1)将固体二茂镁或二甲基二茂镁加入沸点在110℃以下的有机溶剂中，搅拌成均相；2)在搅拌下滴加9个碳以上的烷烃或9个碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮与5个碳以上的伯胺或5个碳以上的脂肪醛或酮与伯胺形成的席夫碱；3)继续加热搅拌，在减压下蒸馏除去溶剂，得到溶液镁源。
2.根据权利要求1所述的溶液镁源的制备方法，其特征在于在1)中所述的有机溶剂为苯、己烷、环己烷等烃类溶剂。
3.根据权利要求1所述的溶液镁源的制备方法，其特征在于在2)中所述的9个碳以上的烷烃或9个碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮与5个碳以上的伯胺或5个碳以上的脂肪醛或酮与伯胺形成的席夫碱在室温下为液体的化合物。
4.根据权利要求1所述的溶液镁源的制备方法，其特征在于在3)中搅拌的时间为1-2小时。
全文摘要
本发明公开了一种溶液镁源的制备方法，该方法是将固体二茂镁或二甲基二茂镁加入沸点在110℃以下的有机溶剂中，搅拌成均相；在搅拌下滴加9个碳以上的烷烃成9个碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮与5个碳以上的伯胺或5个碳以上的脂肪碳或酮与伯胺形成的席夫碱；继续加热搅拌，在减压下蒸馏除去溶剂，得到溶液镁源。本发明的优点是选用9个碳以上的烷烃或9个碳以上的第三胺或芳香醛或芳香酮与五个碳以上的伯胺或五碳以上的脂肪醛或酮与伯胺形成的席夫碱，发现对固体二茂镁或二甲基二茂镁具有良好的液化能力，通常1份的溶剂能使3份以上的二茂镁或二甲基二茂镁完全液化。
文档编号C23C16/448GK1399006SQ02138168
公开日2003年2月26日 申请日期2002年8月26日 优先权日2002年8月26日
发明者潘毅, 李翔, 陈化冰, 虞磊, 朱春生, 孙祥祯 申请人:南京大学