有机硅中间体·甲硅烷基化剂
六甲基二硅氮烷 (HMDS)
(双(三甲基甲硅烷基)胺/无水HMDS)
| 化学文摘社编号 | 999-97-3 |
| 国际纯粹和应用化学联合会名称 | 1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷 |
| 同义词 | HMDS,六甲基二硅氮烷,1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷,双(三甲基硅基)胺,六甲基硅氮烷,N-(三甲基硅基)三甲基硅胺 |
| 分子式 | C₆H₁₉NSi2 [(CH₃)₃Si–NH–Si(CH₃)₃] |
| 分子量 | 161.39克/摩尔 |
| 海关编码 | 2931900090 |
| 可用等级 | 工业的 制药 电子式(5N/6N) |
什么是六甲基二硅氮烷 (HMDS)?概述
六甲基二硅氮烷 (HMDS),也写为六甲基二硅氮烷或者1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷(CAS 999-97-3) 是一种无色、高挥发性有机硅化合物,具有特有的类似氨的气味。HMDS 完整形式:六甲基二硅氮烷 - 的名称反映了其由氮原子桥接的两个三甲基甲硅烷基的结构:(CH₃)₃Si–NH–Si(CH₃)₃。这种独特的二硅氮烷结构能够实现质子官能团(羟基、氨基、羧基)的高效硅烷化和出色的表面疏水化,使 HMDS 成为半导体光刻、药物合成、先进材料和表面处理行业中不可替代的化学试剂。
与三甲基氯硅烷 (TMCS) 等传统硅烷化剂不同,HMDS 具有更温和的反应条件、更高的硅烷化产率以及显着降低副-产物生成-的关键优势,这对于需要严格纯度和工艺清洁度的高端制造-而言至关重要。 HMDS 与水分快速反应,释放出氨,因此所有等级的产品都必须在氮气保护下进行处理和储存。
我们与领先的中国制造商-合作,包括获得中芯国际和长江存储-认证的工厂,以具有竞争力的价格供应工业、医药和电子级HMDS,提供从克-级试剂桶到工业IBC手提袋的软包装,为欧洲、北美、东南亚和中东的买家提供服务。
HMDS的理化性质
HMDS 规格 - 所有等级
| 规格 | 工业级 表面处理/填料 |
医药级 药物合成(GMP) |
电子级 半导体光刻 |
|---|---|---|---|
| 纯度(气相色谱) | 大于或等于98.0% | 大于或等于99.5% | 大于或等于99.999%(5N) 高级节点高达 6N |
| 含水量 | 小于或等于0.1% | 小于或等于0.02% | 小于或等于0.005%(小于或等于50 ppm) |
| 颜色(铂-钴) | 小于或等于30 | 小于或等于10 | 小于或等于5 |
| 沸点 | 125–127 度 | 126.0–126.5 度 | 126.2±0.2度 |
| 闪点 | 17度(闭杯) | 17度(闭杯) | 17度(闭杯) |
| 金属杂质 | 未指定 | 单离子小于或等于10 ppm | 单个离子小于或等于1 ppb (14nm节点的ppt级别) |
| 保质期 | 6个月(N2-密封) | 12个月(N2-密封,避光) | 18 个月(超-洁净氮气-密封) |
| 包装 | 180公斤钢桶 1000公斤IBC吨袋 |
20L HDPE桶 200L N2-密封钢桶 |
10L石英-内衬桶 200L超-洁净钢桶 |
符合 GB/T 30301-2013、REACH 和 TSCA。可根据要求提供 COA、SDS/MSDS 和第三方测试报告。
HMDS 用途和应用领域
1. 半导体光刻-光刻胶粘合促进剂
HMDS 是行业-标准附着力促进剂、底漆、疏水涂层剂在硅晶圆光刻技术中,占比超过HMDS 总消耗量的 40%。在光刻胶涂覆之前,HMDS 作为气相底漆 (VPP) 使用,与晶圆上的表面羟基 (Si-OH) 发生反应,形成致密的疏水性三甲基甲硅烷基层。这极大地提高了光刻胶的附着力,防止显影过程中光刻胶剥落,并消除边缘珠的形成-,确保精确的精细电路图案形成28nm及以下节点.
随着先进半导体节点发展到 14 纳米、7 纳米及以上,纯度要求已升级为5N (99.999%) 和 6N 等级,金属杂质控制在ppb-ppt水平。我们的电子-级HMDS产品采用先进的微量金属去除技术,满足中芯国际、长江存储、长鑫存储和联华电子等领先晶圆厂的资质标准。
2.医药工业-药物合成用甲硅烷基化剂
在药物合成中,HMDS被广泛用作甲硅烷基化剂保护药物中间体中的反应性质子官能团(–OH、–NH2、–COOH),防止不必要的副反应,并显着提高反应选择性和目标产物产率。它是合成抗-肿瘤、抗病毒和抗过敏活性药物成分 (API) 的关键试剂。
我们的医药-级HMDS(纯度大于或等于99.5%,符合GMP-)已通过领先医药CDMO企业的验证,可为药物研发和大规模生产提供稳定的批次质量。-
参考:美国药典 (USP) ↗
3. 材料及表面处理-疏水剂
HMDS 是一种高效疏水剂用于无机填料,例如气相二氧化硅和二氧化钛。使用 HMDS 进行表面改性可显着改善硅橡胶和环氧树脂复合材料中填料与基体的相容性,从而提高机械性能(韧性、拉伸强度)和耐候性。广泛应用于OLED封装材料和光伏组件玻璃处理,HMDS-改性表面显着提高防潮性能,延长户外恶劣环境下的使用寿命。
为了玻璃、陶瓷、金属表面处理,HMDS形成致密的、共价键合的疏水膜,可防止吸湿和腐蚀。
4. 分析化学与精细化学品
在分析化学中,HMDS 被用作衍生化试剂用于质子化合物(醇、酚、羧酸)的 GC 分析。硅烷化衍生物具有更高的挥发性和改进的色谱分离能力,能够对复杂基质中的痕量物质进行精确定量分析。
在精细化学品领域,HMDS 是用于日用化学品和纺织印花的高端有机硅表面活性剂和有机硅树脂的中间体。-在半导体国产化加速和制药 CDMO 产能扩张的推动下,电子-级 HMDS 市场预计到 2026 年将以 18.3% 的复合年增长率增长。
5. HMDS 作为基础 - LiHMDS、NaHMDS 和 KHMDS
除了作为甲硅烷基化剂的作用外,HMDS 还是广泛使用的金属酰胺碱的关键前体:锂HMDS(六甲基二硅氮化锂、双(三甲基甲硅烷基)氨基锂)、钠盐(六甲基二硅氮化钠),和KHMDS(六甲基二硅氮化钾)。这些强受阻碱是药物和精细化学合成中必不可少的试剂,用于选择性烯醇化、定向去质子化和不对称反应,其中空间体积和化学选择性至关重要。
锂HMDS(CAS 4039-32-1) 是应用最广泛的,因其高碱度(THF 中的 pKa ~30)和在醚类溶剂中的优异溶解度而备受赞誉。钠盐和KHMDS提供增加的反应性,用于 LiHMDS 反应性不足的情况。这三种产品均以 HMDS 作为关键原材料制造,因此高-纯度 HMDS 供应对其生产至关重要。
我们提供高-纯度的 HMDS,适合作为 LiHMDS、NaHMDS 和 KHMDS 生产的原料。如需批量规格,请联系我们。
HMDS 是如何制造的?制造流程
HMDS 通过两条主要途径进行商业化生产。传统的氯硅烷氨解工艺三甲基氯硅烷 (TMCS) 与过量氨反应:2 (CH₃)₃SiCl + NH₃ → (CH₃)₃Si–NH–Si(CH₃)₃ + 2 HCl。中和副产物HCl,并通过多级精馏纯化粗产物。-另一种选择绿色转氨技术在催化条件下使用六甲基二硅氧烷 (HMDSO) 和氨,减少氯化物副-产品和环境影响。
我们的合作伙伴制造商运营配备多级精馏和分子筛吸附纯化系统的连续氨解生产线,可在所有级别的批次之间提供一致的纯度。
HMDS 存储、稳定性和安全处理
存储要求
存放在阴凉(0–25 度)、干燥、通风良好的地方-防爆-仓库远离热源、明火和阳光直射。所有包装必须采用氮气-密封以隔离湿气和空气- HMDS 在与环境湿度接触时会迅速水解。工业级:氮气-密封钢桶。制药和电子级:超-洁净氮气-密封HDPE或石英-内衬桶(电子级ISO 14644洁净包装)。与氧化剂和强酸隔离,并保持至少 20- 英尺的间隔或 30- 分钟防火-屏障。最大堆叠:180公斤钢桶2层。为仓库配备防爆照明和干粉或二氧化碳灭火器。
稳定性说明
HMDS 在干燥和氮气下储存时化学稳定。接触湿气会引起水解;接触强酸或氧化剂可能会引起剧烈反应。避免长时间暴露在30度以上的温度下,以免加速挥发。
安全与处理(SDS / MSDS 摘要)
所需个人防护装备:防-静电服、丁腈橡胶手套(三层-手套,用于高-风险操作)、化学安全护目镜、面罩和有机蒸气呼吸器(密闭空间 SCBA)。手术期间禁止进食、饮水或吸烟。
泄漏反应:立即切断火源,逆风疏散。隔离泄漏区域。用干沙或苏打灰吸收-不要用水。将吸收的材料转移至密封容器中进行处置。请勿排放至下水道或土壤。
急救:皮肤-脱去污染的衣物,用肥皂和水清洗大于或等于15分钟。眼睛-用水冲洗大于或等于15分钟,就医。吸入-立即移至空气新鲜处。摄入-不会引起呕吐;寻求紧急医疗护理。我们的销售团队可提供完整的 SDS/MSDS PDF。
HMDS 价格 - 2025 市场参考
这HMDS 价格(六甲基二硅氮烷价格)因纯度等级、包装规格和订单量而异。以下是中国-原产产品的 2025 年指示性参考价格(出厂价为-):
大于或等于98.0%
大于或等于99.5%
大于或等于99.999%(5N)
关于 HMDS 的常见问题
问:HMDS 代表什么?什么是 HMDS 完整形式?
HMDS 代表六甲基二硅氮烷-化学全名是1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷,也写作六甲基二硅氮烷。在化学中,HMDS特指这种结构为(CH₃)₃Si–NH–Si(CH₃)₃的有机硅化合物(CAS 999-97-3)。注:“HMDS”在不相关领域(例如医疗、军事或农业环境)中也用作缩写,但在化学和半导体制造环境中,HMDS 始终表示六甲基二硅氮烷。
问:HMDS 在半导体制造中有何用途?
HMDS 用作气相-附着力促进剂(底漆),在光刻胶涂覆之前应用于硅片表面。它与表面Si-OH基团反应形成疏水性三甲基硅基单分子层,可显着提高光刻胶附着力,防止湿法显影过程中分层,并确保精细电路图案的尺寸精度。它是全球几乎所有硅晶圆厂的标准工艺材料,从传统的 200mm 到领先的 300mm EUV 光刻生产线。-
问:工业级和电子级HMDS有什么区别?
工业级(大于或等于 98.0%)适用于填料(气相二氧化硅、TiO2)、涂料和痕量金属含量不重要的一般硅烷化应用的表面处理。电子级(大于或等于 99.999%,5N)要求半导体光刻中的单个金属杂质必须低于 1 ppb -,其中低于 -ppb 的金属污染会导致器件故障。电子级在超-洁净 ISO 14644 条件下包装在石英-内衬或经过认证的超-超洁净钢桶中,每批均附有完整的 ICP-MS 痕量金属报告。
问:HMDS 为什么会与水发生反应?应该如何储存?
HMDS 含有一个非常容易水解的 Si–N–Si 键:(CH₃)₃Si–NH–Si(CH₃)₃ + H2O → 2 (CH₃)₃SiOH + NH₃。释放的氨会在密封容器中产生压力积聚,产生的六甲基二硅氧烷 (HMDSO) 会污染产品。因此,所有等级的产品都必须在干燥氮气下储存在密封容器中,温度为 0-25 度,远离任何湿气源。每次使用后,打开的容器应立即重新密封并用氮气覆盖。-
问:什么是 HMDS?它与 HMDSO 有何不同?
HMDS(六甲基二硅氮烷,CAS 999-97-3)含有 Si-N-Si 键,是活性硅烷化试剂。 HMDSO(六甲基二硅氧烷,CAS 107-46-0)含有 Si-O-Si 键,是 HMDS 的水解副产物 - 它的反应性要低得多。 HMDS用作化学表面改性剂和甲硅烷基化试剂; HMDSO主要用作非反应性硅油和HMDS合成原料。在指定用于光刻或制药工艺的材料时,不应混淆两者。
问:我应该要求 HMDS 供应商提供哪些认证?
对于工业应用:ISO 9001(质量管理)和 ISO 14001(环境)。对于药品级:GMP 合规性、能够提供 USP/EP- 参考 COA 和第三方-质量控制报告。对于电子级:确认下游半导体工厂资质(例如,SMIC、UMC 认证)、SEMI F47 或同等材料标准合规性、每批次完整的 ICP-MS 痕量金属报告以及 ISO 14644 认证的清洁包装。所有等级均应具有当前的 REACH 和 TSCA 国际出口注册。
问:HMDS 与水反应时会发生什么?
HMDS 通过水解与水快速反应:(CH₃)₃Si–NH–Si(CH₃)₃ + H2O → 2 (CH₃)₃SiOH → (CH₃)₃Si–O–Si(CH₃)₃ + NH₃。产品是六甲基二硅氧烷(HMDSO)和氨。该反应是放热反应并产生氨气,从而在密封容器中产生压力并降低产品纯度。这就是为什么所有 HMDS 等级 - 包括工业 - 必须始终在干燥氮气下储存和处理。即使环境湿度在长期储存期间也会引发缓慢的水解。
问:HMDS 的主要替代品有哪些?何时首选 HMDS?
常见的甲硅烷基化剂替代品包括三甲基氯硅烷 (TMCS)、N-甲基-N-三甲基甲硅烷基乙酰胺 (MSA) 和 N,O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺 (BSA)。当需要温和的反应条件(无 HCl 副-产物)、当高硅烷化产率至关重要时,或者当工艺要求将酸性或腐蚀性副-产物-污染降至最低时,HMDS 是首选,使其成为半导体晶片处理和药物合成的标准选择。对于成本是主要驱动因素的批量工业疏水化,TMCS 可以作为成本较低的替代方案。-
行业参考和标准
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