“牺牲”阳极法直接电化学合成5-二乙基胺钽

陈胜龙，杨建广，高亮，刘小文，吴玉山，杨济豪

(中南大学 冶金科学与工程学院，湖南 长沙，410083)

TaN在Cu扩散阻挡层材料、超大规模集成电路、动态随机存储器(DRAM)等的介电材料中有着重要的应用[1]。其在医学生物学方面，可以作为抗凝血性功能材料，而在氧化腐蚀领域，还可作为 Cu氧化钝化层，传感器的保护膜等[2−4]。目前制备 TaN薄膜工艺包括PVD法(物理气相沉积)、MOCVD法(金属有机物气相沉积)与 ALD 法(原子层沉积)[5−6]。PDEAT 就是MOCVD法制备TaN薄膜中一种关键的前驱体材料。分别以TaCl5与LiNEt2为主要原料，同时加入大量的稀释剂，如甲苯、戊烷-THF和己烷等，得到粗有机胺钽化合物，然后蒸馏出多余的稀释剂后，再减压蒸馏得到高纯有机胺钽化合物[7]。该工艺尚存在如下缺点：以有机胺锂和卤化钽等为原料，价格昂贵，对设备材质要求高，操作条件差；钽的回收率较低；操作过程中有机胺钽容易吸收空气中的水蒸气发生水解，需要有气体保护装置；工艺流程长、成本高、不易产业化。直接电化学合成金属有机化合物法是一项有前景的方法，早在1882年Gerdes通过电化学合成的方法直接合成了6氨铂；此后，Chugaev采用直接电化学合成法合成了一系列的微纳复合物[8]；最近几十年，电化学合成金属有机化合物方面的研究取得了很大进步。很多金属，比如铁、钴、镍和铜的金属有机化合物都用电化学方法合成制得[9]。与传统方法相比，电化学方法具有产能大、设备投资省和原材料便宜的优点，还是一种绿色合成方法，对环境污染小[10−11]。……