[发明专利]有机过渡金属化合物及制备方法、形成含过渡金属薄膜的方法

说明书

本发明公开有机过渡金属化合物及制备方法、形成含过渡金属薄膜的方法。所述有机过渡金属化合物的结构式选自如下所示中的一种：。低价过渡金属与蒎烯进行碳‑碳键氧化加成而得到螯合的有机过渡金属化合物。将有机过渡金属金属配合物用作金属前体，通过研究它的原子沉积过程，证明它很好的遵循了理想的原子层沉积生长，以沉积出纯度高，表面平整的含过渡金属薄膜。并进一步证明在此原子层沉积工艺中，可以将含过渡金属薄膜保形地沉积在深宽的沟槽中，这表明这些方法非常适合于复杂的或多孔三维纳米立体结构基底上，均匀和保形性好地沉积得到含过渡金属薄膜。

技术领域

本发明涉及金属化合物的合成以及薄膜技术领域，尤其涉及有机过渡金属化合物及制备方法、形成含过渡金属薄膜的方法。

背景技术

气相沉积技术包括化学气相沉积技术、物理气相沉积技术、原子层沉积技术等。随者微电子领域等现代科学技术的发展和工业自动化的需要，对于材料的表面改性技术的要求越来越高。气相沉积技术是符合其要求以及是发展最快的技术之一。它适用于制备各种各样的材料，例如超导，超硬，超薄，耐腐蚀，信息储存等材料。其中，化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)都是通过将一种或多种前驱体气化，在基质表面沉积得到薄膜涂层或纳米材料的技术，是半导体等工业领域中应用广泛的薄膜沉积技术。这两种气相沉积技术的核心在于气相沉积前驱体的研发。目前，此类前驱体主要是各类有机金属化合物，需要研发、易于合成、操作方便、适用范围广。在过去的几十年里，金属有机化合物领域中烯烃作为辅助的协同模式是研究最多的模式之一，例如环戊二烯基(Cp)、戊二烯基(Pdl)以及烯丙基(allyl)等。在这种模式里面，η⁵结构的环戊二稀基和戊二烯基是报道最多的，而它们的金属有机化合物在合成化学以及有机催化领域也有非常广泛的用途。相对于烯丙基结构的配体，环戊二稀基与开链式的戊二烯基的η⁵结构的配体在和低氧化态的过渡金属配位时，表现出更强的δ酸性和更高的稳定性。所以，这种结构的配体的金属有机化合物是最常见的。而对于一般烷基这种η¹结构配体的金属有机化合物是报道的非常少的，因为这种结构的化合物在常温常压下容易发生自身的分解，所以稳定性一般都比较低。

过渡金属如钴、镍、铁、锰、铬、铜、钼、钨、铱、铂、钯、钌、铟等，由于它们具有独特的物理化学性质，所以最近越来越吸引到更多的科研工作者加入研究它的队伍。与大部分过渡金属有同样的特点，环戊二稀基和戊二烯基作为配体的金属有机化合物是研究得比较多的，而烯丙基作为配体的也很少有报道，例如CoCp₂，Co(Pdl)₂。对于一般烷基钴的金属有机化合物，只有salen骨架作为协同配体的金属有机化合物被报道，例如n-C₃H₇Co(salen)等。由于高氧化态的过渡金属具有非常强的还原性，而烷基配体具有非常强的δ受体能力，所以此类烷基有机金属化合物非常的容易自身发生还原消除反应得到低氧化态过渡金属化合物。

高氧化态的过渡金属有机化合物有易于操作和安全稳定等优点，但现有的技术难以获得此类过渡金属有机化合物。以及如何使用得到的过渡金属有机化合物通过气相沉积技术来对基板进行改性或者获得特定功能的材料等。因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供稳定性更好、挥发性更高的有机过渡金属化合物及其制备方法与形成含过渡金属薄膜的方法。

本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供有机过渡金属化合物，所述有机过渡金属化合物的结构式选自如下所示中的一种：

其中，