[發明專利]一種超聲輔助的合成三[N,N-雙(三甲基硅基)胺]鑭的方法

無效

• 申請號: 201010118746.4
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101792469A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 沈應中;馮猛;王黎君;李月琴;陶弦;徐慧華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C07F19/00
• 分類號: C07F19/00;C07F7/10;B01J19/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域：

本發明涉及金屬有機配合物在超聲促進下的合成方法，具體地說是涉及超聲輔助的合 成三[N，N-雙(三甲基硅基)胺]鑭的方法。

背景技術：

隨著微電子技術的飛速發展，當集成電路特征尺寸發展到45nm技術節點及以下時，傳統 的柵介質材料SiO₂已經不能滿足要求，將被高介電常數(高K)材料所取代。

尋找合適的高K材料，以取代介電常數只有3.9的SiO₂，是一項艱巨而緊迫的工作。近幾 年，被研究最多的三種高K材料是ZrO₂(介電常數k＝25)，HfO₂(k＝25)和Al₂O₃(k＝9)(L， J，J，et?al.phys.stat.sol.(a)，2004，201(7)：1443～1452.)。除此之外，稀土氧 化物由于具有很高的穩定性和優異的電學性能，也是一種非常有前景的高K材料(M， Ritala?M.J.Solid?State?Chem.，2003，171(1-2)：170～174.)。其中，La₂O₃(k＝30)的介電常數比 HfO₂還要高，因此La₂O₃可能是繼HfO₂之后的新一代高k材料。為了制備出高質量的La₂O₃薄膜 材料，尋找合適的前驅體起到至關重要的作用。

三[N，N-雙(三甲基硅基)胺]鑭(La[N(SiMe₃)₂]₃)是一種非常好的制備La₂O₃薄膜的前驅體， 可以采用化學氣相沉積(CVD)或者原子層沉積(ALD)工藝制備La₂O₃薄膜(Inman?R，Schuetz S?A，Silvernail?C?M，et?al.Materials?Chemistry?and?Physics，2007，104：220～224.)。除此之外， La[N(SiMe₃)₂]₃還是一種非常重要的催化劑和反應前體(錢長濤，杜燦屏.稀土金屬有機化學. 北京：化學工業出版社，2004.62～104.)。

總而言之，La[N(SiMe₃)₂]₃具有非常廣闊的應用前景。然而目前所采用的合成方法，其原 料昂貴、路線繁瑣、周期長、收率不高、經濟效益較低。國內外報道的方法可分為以下幾類：

(1)1973年，Donald?C.Bradley首次合成了La[N(SiMe₃)₂]₃(Bradley?D?C，Ghotra?J?S，Hart?F?A. J.Chem.Soc.Dalton.Trans.，1973：1021～1023.)。其方法是在惰性氣體保護下，以THF(四氫呋 喃)為溶劑，在室溫下LaCl₃與雙(三甲基硅基)胺基鋰LiN(SiMe₃)₂反應24h后，抽去溶劑得固體 殘渣。然后用正戊烷萃取固體殘渣，通過重結晶得到La[N(SiMe₃)₂]₃(收率為63％)，最后經 升華進一步純化產品。

然而由于LaCl₃在THF的溶解性很差，收率無法重復。最近Peter?B.Hitchcock等人在研究 Ln[N(SiMe₃)₂]₃(Ln表示鑭系元素)的合成方法時，也對該文獻的收率提出了質疑：以LnCl₃和LiN(SiMe₃)₂為原料在THF中重復該方法，收率只有17％(Peter?B.Hitchcock，Alexander?G. Hulkes，Michael?F.Lappert，Zhengning?Li.Dalton?Trans.，2004，129-136.)。