[發(fā)明專利]金屬有機配合物的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111121253.0
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113563207B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳鵬宇;周健
• 申請（專利權）人: 蘇州源展材料科技有限公司
• 主分類號: C07C211/65
• 分類號: C07C211/65;C07F7/28
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發(fā)明公開了一種金屬有機配合物的制備方法，包括以下步驟：(1)將金屬單質、碘單質及配體化合物與有機溶劑混合，得到混懸液；(2)在保護氣氛下，向混懸液中加入堿性試劑，在攪拌或加熱回流的條件下進行反應；(3)反應結束后，抽濾、濃縮、精餾，得到目標產物；其中，金屬單質為鈦、鋯、鉿、鈮或鉭，配體化合物為有機胺或醇；當配體化合物為有機胺時，目標產物為氨基金屬配合物；當配體化合物為醇時，目標產物為烷氧基金屬配合物。本發(fā)明通過一鍋法制備得到金屬有機配合物，制備方法簡單，反應物性質穩(wěn)定、易存取，整體反應速率可控，減少了副反應的發(fā)生，提升了工藝的安全性和產品的產率。

技術領域

本發(fā)明涉及化學合成領域以及微電子材料技術領域，具體涉及一種金屬有機配合物的制備方法。

背景技術

芯片制造工藝中會涉及到原子層沉積工藝(ALD)，目的是給基底沉積一層或多層金屬氮化物薄膜或者金屬氧化物薄膜，而這道工藝需要金屬配合物作為前驅體。其中一些常用的前驅體有：以金屬元素鈦、鋯、鉿、鉭等為核心元素的有機氨基配合物以及烷氧基配合物，這些配合物氣化后通入沉積腔內，配合交替通入的水蒸氣、氧氣、氨氣或臭氧等高純氣體，可以在硅基底上沉積相對應的金屬氧化物薄膜或者氮化物薄膜。

目前，上述氨基或烷氧基金屬配合物主要以金屬氯化物為反應原料，通過與配體、溶劑及其他試劑反應得到，反應大多伴隨劇烈的放熱現象，需嚴格控制加料速度，加料過快會導致局部迅速升溫，帶來安全隱患的同時加重副反應的發(fā)生。此外，大多數金屬氯化物具有高活性，極易與空氣中的水蒸氣和氧氣反應，不利于存取。因此，目前氨基或烷氧基金屬配合物的制備方法存在操作繁瑣、反應條件及過程控制嚴苛且安全隱患較大等問題。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種新的金屬有機配合物的制備方法，使用低活性、易存取的原料，一鍋法、兩步反應制備得到這類金屬配合物，整體的反應速率可通過溫度控制第一步反應的速率來控制，整個工藝操作簡單、反應速率可控，工藝的安全性得到較大的提升。

本發(fā)明提供了如下所述的技術方案：

本發(fā)明提供了一種金屬有機配合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)將金屬單質、碘單質及配體化合物與有機溶劑混合，得到混懸液；

(2)在保護氣氛下，向所述混懸液中加入堿性試劑，在攪拌或加熱回流的條件下進行反應；

(3)反應結束后，抽濾、濃縮、精餾得到目標產物；

其中，所述金屬單質為鈦、鋯、鉿、鈮或鉭，所述配體化合物為有機胺或醇；當配體化合物為有機胺時，所述目標產物為氨基金屬配合物；當配體化合物為醇時，所述目標產物為烷氧基金屬配合物。

上述制備方法的反應方程式如下所示：

其中，M為金屬單質，MI_n為金屬碘化物，R₁-NH-R₂為有機胺，HOR₃為醇，M(NR₁R₂)_n為氨基金屬配合物，M(OR₃)_n為烷氧基金屬配合物。

第一步反應是金屬單質與碘反應生成金屬碘化物，反應速率可通過溫度進行控制；

第二步反應是第一步反應生成的金屬碘化物與配體化合物反應生成金屬配合物，反應速率受限于第一步；

因此，整體的反應速率可以通過溫度控制金屬碘化物的生成速率來控制。

通常金屬單質與碘的反應速率慢，部分金屬在高溫下仍需反應數天。而上述制備方法中，第一步反應生成的金屬碘化物作為反應物立即參與第二步反應，這大大加快了第一步的反應速率，整體的反應速率得以提高。