路易斯稳定的银(I)前驱体及其制备互连材料的研究
随着制作器件及布线的微细加工技术的不断发展，集成电路的集成度不断提高，从大规模集成电路发展到极大规模集成电路。传统集成电路制造工艺中金属互连材料已经受到很大的限制，而使用较低电阻率的互连材料可以减少引线的宽度和厚度，低K材料作为介质层可以减小分布电容，对降低互连线延迟时间起到重要作用，并能提高集成电路的密度。银具有极低的电阻率和极好的热传导性，它将是一种非常有希望的应用于极大规模集成电路的互连材料。金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术是适合制备极大规模集成电路所需的连续、均匀、具有良好阶梯覆盖率的高质量银薄膜互连材料的技术之一。
本文的主要研究内容是设计并合成一系列路易斯碱稳定的、新颖的银(1)的配合物(前驱体)，通过元素分析、FT-IR、1H，13C{H}，31P{H}NMR以及X-射线单晶衍射对合成的化合物进行了表征，利用TG-DSC对其热稳定性和分解机理进行了初步研究，最后筛选出几种合适的银(Ⅰ)配合物作为前驱体进行MOCVD薄膜生长工艺进行了研究。研究工作主要包括以下几个方面：
(1)有机膦稳定的烷基取代磺酸银(Ⅰ)配合物(前驱体)以及制备银互连材料的研究
分别以亚甲基二磺酸和甲磺酸作为主配体，利用有机膦作为辅助配体，设计、合成了一系列有机膦稳定的亚甲基二磺酸银(Ⅰ)配合物[CH2(SO3)2Ag2·Ln](L=PPh3；n=2，1a；n=3，1b；n=4，1c；n=5，1d；n=6，1e；L=P(OEt)3；n=2，1f；n=4，1g；n=6，1h；L=P(OMe)3；n=2，1i；n=4，1j；n=6，1k)和三甲氧基膦稳定的甲基磺酸银(Ⅰ)配合物[CH3SO3Ag·L’n](L’=P(OMe)3；n=1，11；n=2，1m)。研究了主配体、辅助配体对前驱体的分解机理、热稳定性和成膜性能的影响。
(2)路易斯碱稳定的丁二酰亚胺银(Ⅰ)配合物(前驱体)以及制备银互连材料的研究
以丁二酰亚胺作为主配体，利用路易斯碱作为辅助配体，设计、合成了一系列路易斯碱稳定的丁二酰亚胺银(Ⅰ)配合物[Ln·Rm·AgNC4H4O2](L=P(OMe)3；m=0，n=1，2a；L=P(OMe)3；m=0，n=2，2b；L=P(OEt)3；m=0，n=1，2c；L=TEMEDA；m=0，n=1，2d；L=TEMEDA，R=P(OMe)3；m=1，n=1，2e)。研究了辅助配体对配合物的分解机理、热稳定性和成膜性能的影响。
(3)有机膦稳定的N-乙酰基苯甲酰亚胺银(Ⅰ)配合物(前驱体)以及制备银互连材料的研究
以N-乙酰基苯甲酰胺作为主配体，利用有机膦作为辅助配体，设计、合成了一系列含有Ag-N键的N-乙酰基苯甲酰胺银(Ⅰ)配合物[Ln·AgNC9H8O2](L=PPh3；n=1，3a；n=2，3b；n=3，3c；L=P(OEt)3；n=1，3d；n=2，3e；n=3，3D。研究了辅助配体对配合物的分解机理、热稳定性和成膜性能的影响。
(4)有机膦稳定的N-羟基丁二酰亚胺银(Ⅰ)配合物(前驱体)以及制备银互连材料的研究
以N-羟基丁二酰亚胺作为主配体，利用有机膦作为辅助配体，设计、合成了一系列含有Ag-O-N键的N-羟基丁二酰亚胺银(Ⅰ)配合物[Ln·AgO3C4H4N](L=PPh3；n=1，4a；n=2，4b；L=P(OEt)3；n=1，4c；n=2，4d；L=P(OMe)3；n=1，4e；n=2，4f)。初步研究了有机膦稳定的N-羟基丁二酰亚胺的配合物[Ln·AgO3C4H4N]与溶剂二氯甲烷发生的单取代和双取代反应。
银前驱体;路易斯碱;有机膦;金属有机化学气相沉积;互连材料;集成电路;薄膜生长
南京航空航天大学
博士
材料物理与化学
沈应中
2012
中文
TN405.97;TB383
164
2013-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）