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专利、报告等 含镧系金属的高k材料:原子层沉积前驱体及薄膜制备
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含镧系金属的高k材料:原子层沉积前驱体及薄膜制备 成果完成人： 奚斌;郭大营;唐有年 第一完成单位： 中山大学 关键词： 原子层沉积; 前驱体; 薄膜; 高k材料 中图分类号： TB383.2 专辑： 工程科技Ⅰ辑;工程科技Ⅱ辑 专题： 材料科学;工业通用技术及设备 学科分类号： 430.99 成果简介： 高介电常数(k)薄膜材料在半导体、信息、显示、催化等领域有广泛应用。本项目研究利用一种先进的薄膜制备技术,即原子层沉积(ALD)技术,在薄膜制备的均匀性、厚度组份精确可控性以及良好的台阶覆盖性等方面的优点,实现高k材料的开发和制备。一个目标是通过设计和合成金属配合物的方法,得到低熔点、易挥发、热稳定、高反应活性、适合ALD稀土金属氧化物薄膜的前驱体;另一个目标是实现低温ALD薄膜制备工艺的开发和优化。具体概括如下：1.1高k材料的原子层沉积前驱体的制备研究：我们在环戊二烯配体的基础上,设计开发了环戊二烯基和吡唑基杂配的稀土金属配合物,在维持反应活性不变的情况下,增加稀土配合物的稳定性和挥发性。同时,杂配前驱体的不对称性,使其具有低熔点,很大可能在室温下为液态,具备更好的挥发性和更稳定连续的蒸汽压。目前这一类液态型含稀土类金属元素的杂配型ALD前驱体M(MeCp)2(3,5-di-methyl-pyrazolate) (M = Sc,Y or La)前驱体相对于目前已有的稀土类ALD前驱体,具有潜在的应用优势。1.2高k材料的原子层沉积工艺研究：我们对高k材料氧化锆(ZrO2)的ALD工艺进行了深入研究,包括各类沉积参数如沉积反应温度、前驱体和共反应物的脉冲长度、沉积循环数等。通过系统的研究,高k氧化锆薄膜的ALD生长速率与沉积温度有关,且在不同的生长温度下,沉积速率可以精确地控制在0.08 - 0.1 nm/cycle左右。我们得到了典型的ALD特征温度窗口和饱和曲线,还发现在200℃沉积的ZrO2薄膜也可能具有在高温下才稳定存在的四方晶相。此沉积工艺探索和优化的过程为后续稀土类金属氧化物的ALD工艺提供了重要的参考。项目已在材料领域权威学术期刊Small上发表1篇论文,申报2项专利,培养博士研究生1名,硕士研究生1名。 成果类别： 基础理论 成果水平： 国内先进 评价形式： 结题 研究起止时间： 2018-04～2020-03 成果入库时间： 2022 |
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