专利名称：官能化烷氧基稀土金属镧配合物及其合成方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属有机配合物及其合成方法，具体地说是涉及一系列官能化烷氧基类稀土金属镧配合物及其合成方法与其作为ALD前驱体在制备高K材料方面的应用。
背景技术：
随着集成电路的飞速发展，SiO2作为传统的栅介质将不能满足金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)器件高集成度的要求，需要一种新型高K材料来代替传统的SiO2, 这就要综合考虑以下几个方面的问题①具有高介电常数、高的势垒和能隙；②在Si上有良好的热稳定性；③非晶态栅介质更理想；④具有良好的界面质量；⑤与Si基栅兼容；⑥ 处理工艺的兼容性；⑦具有良好的可靠性和稳定性。目前被广泛研究用来替代传统SiO2栅极氧化物的高K材料主要有以下几种 Al2O3> ZrO2, HfO2, (HfO2)x(Al2O3)1 x、Lei203、Pr2O3、&03、Gd2O3 和 Nd2O3 等([1] Lee B. H., Kang, Nieh R., Applied Physics Letters, 2000，76·. 1926. [2] Wilk G. D. , Wallace R. Μ. , Anthony J. Μ. , Journal of Applied Physics, 2001，89·. 5243·)。其中研究最多是&02、HfO2和它们相关的硅化物。稀土氧化物由于具有高势垒和能隙(Pr2O3广3. 9， Gd2O3 广5. 6 eV)、高介电常数(Gd2O3, K= 16，La2O3, K = 30，Pr2O3, K= 26 - 30)，以及在娃底物上优良的热力学稳定三大优点，最近也引起了人们极大的兴趣。原子层沉积(ALD)可以被认为是一种CVD技术的变型，又可称作原子层外延 (Atomic Layer Epitaxy, ALE)。最初是由芬兰科学家在20世纪70年代中期提出用于多晶荧光材料aiS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制。由于工艺设计表面化学过程的复杂性和沉积速度较慢，技术上一直没有突破，直到20世纪90年代中期，微电子和深亚微米芯片的发展要求器件和材料的尺寸不断降低，这样的材料厚度降低到几个纳米数量级，人们对这一技术的兴趣在不断增强。原子层淀积(ALD)是最有可能淀积高质量高K材料的方法之一，主要是因为它有自限制的薄膜生长特性，能精确地控制生长薄膜的厚度和化学组分，而且淀积的薄膜具有很好的均勻性和保形性。ALD稀土类前驱体主要有如下几类
权利要求
1.官能化烷氧基稀土金属镧配合物，其特征在于用式(I)表示
2.官能化烷氧基稀土金属镧配合物的合成方法，其特征在于包括以下的步骤(1)、官能化烷氧基类配体与有机溶剂混合；(2)、在惰性气体保护下，向官能化烷氧基配体的有机溶液缓慢加入正丁基锂正己烷溶液中制备官能化烷氧基锂盐，反应时间2、小时，反应温度-50°C、°C ；其中配体与正丁基锂正己烷的摩尔比为1:1;(3)、将步骤(2)获得的官能化烷氧基锂盐，原位加到三氯化镧的四氢呋喃悬浊液中，反应温度1(T6(TC，反应时间为48 70小时，反应结束后，抽干溶剂，萃取，过滤得到滤液，冷冻浓缩，然后在_35°C、°C结晶，有无色晶体析出，即得到官能化烷氧基稀土金属镧配合物； 其中官能化烷氧基锂盐与三氯化镧的摩尔比3:1。
3.根据权利要求2所述的官能化烷氧基稀土金属镧配合物的合成方法，其特征在于所述的惰性气体为氮气或者氩气。
4.根据权利要求2所述的官能化烷氧基稀土金属镧配合物的合成方法，其特征在于所述的溶解官能化烷氧基配体的有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、正己烷、正戊烷或者环己烷。
5.根据权利要求2所述的官能化烷氧基稀土金属镧配合物的合成方法，其特征在于萃取所用的溶剂为无水有机低极性萃取溶剂。
6.根据权利要求5所述的官能化烷烃氧稀土金属镧配合物的方法，其特征在于所述无水有机低极性萃取溶剂为甲苯，正己烧，正戊烷或者环己烷。
7.根据权利要求2所述的官能化烷烃氧稀土金属镧配合物的方法，其特征在于步骤 (1)中所述的官能化烷氧基类配体为式(II)表达的醇胺化合物
8.官能化烷氧基稀土金属镧配合物作为ALD前驱体制备高K材料前驱体的应用。
全文摘要
本发明公开一系列官能化烷氧基稀土金属镧配合物的合成方法是在惰性气体N2或者Ar保护下，等摩尔量官能化烷氧基的配体与正丁基锂在-50℃-0℃下反应2-4小时，反应得到官能化烷氧基锂盐；三氯化镧和官能化烷氧基锂(物质的量比为1:3)在无水有机溶剂中，反应48-72小时后，将得到的澄清溶液抽干，经有机低极性溶剂萃取，过滤，滤液浓缩，冷冻结晶得到配合物。该类配合物具有挥发性好，活性高，合成简单，产率高，成本低等优点，可以作为ALD前驱体制备得到致密和均匀的高K材料薄膜，薄膜厚度为4.2nm。
文档编号H01L29/51GK102199166SQ20111008970
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者冯猛, 汤清云, 沈克成, 沈应中, 王玉龙, 陶弦 申请人:南京航空航天大学