[发明专利]一种ALD前驱体钛配合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种ALD前驱体钛配合物的制备方法，包括以下步骤：（1）将2,2,6,6‑四甲基‑3,5‑庚二酮、四氯化钛与有机溶剂混合均匀，滴入有机胺，在搅拌的条件下发生反应；（2）反应结束后，向反应液中滴加异丙醇，搅拌后过滤，去除沉淀物；（3）减压蒸干滤液，即得到所述ALD前驱体钛配合物。本发明的工艺操作条件便利，一锅法得到目标产物；反应过程平和，无需加热，能耗低，安全性高；原料来源广泛便宜，产物收率高，工艺稳定性好；反应过程中没有引入其他金属元素（钛除外），得到的产品金属纯度高，符合ALD技术的要求。

技术领域

本发明涉及有机化学和微电子材料技术领域，具体涉及一种ALD前驱体钛配合物的制备方法。

背景技术

二氧化钛（TiO₂）薄膜具有很多优异的物理性能，如：较高的介电常数、高热导率、抗辐射损伤能力强、抗碱离子渗透能力强以及在很宽的波长范围内透明的特性等。因此，TiO₂薄膜被广泛地应用于微电子器件、电致发光器件以及抗腐蚀涂层等众多领域。尤其是在微电子器件中，TiO₂薄膜由于具有较大的介电常数、与Si接触有大的能带偏移等特点，是常用的作为栅介质的重要材料之一。通常TiO₂薄膜的制备方法有：磁控反应溅射、脉冲等离子沉积、分子束外延（MBE）、溶胶-凝胶（sol-gel）、离子束沉积、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）等。

常用的原子层沉积法制备TiO₂薄膜所用到的前驱体源是四异丙醇钛，而二异丙氧基双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)钛是一种优化产品，其英文名是Di(i-propoxide)bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)titanium(IV)，CAS号为：144665-26-9，结构式如附图1所示。作为四异丙醇钛的替代物，它含有两种配体：异丙氧基和β-二酮配体，这增强了物质的热稳定性，其热分解温度高达390℃。该物质的高纯产品可以作为电子化学品用于原子层沉积或化学气相沉积技术领域中，用于制备TiO₂薄膜。

传统的制备二异丙氧基双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)钛的方法是：先购买或者直接合成原料四异丙醇钛，然后配制四异丙醇钛的四氢呋喃溶液，向其中加入2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮，高温回流16小时以上，蒸干溶剂得到目标产物，得到粗品后通过重结晶的方式纯化产品。此方法存在的问题是：原料较为昂贵且不易保存，成本高；反应需要长时间加热，能耗大；制备过程中部分二氧化硅杂质未去除，造成产物的化学纯度偏低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种ALD前驱体钛配合物的制备方法，本发明的整个工艺操作条件便利，一锅法得到目标产物；反应过程平和，无需加热，能耗低，安全性高；原料来源广泛便宜，产物收率高，工艺稳定性好；反应过程中没有引入其他金属元素（钛除外），得到的产品金属纯度（样品中钛元素的含量占所有金属元素含量的百分比）高，符合ALD技术的要求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种ALD前驱体钛配合物的制备方法，其中，所述ALD前驱体钛配合物即为二异丙氧基双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)钛；所述制备方法包括以下步骤：

（1）将2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮、四氯化钛与有机溶剂混合均匀，滴入有机胺，在搅拌的条件下发生反应；

（2）反应结束后，向步骤（1）的反应液中滴加异丙醇，搅拌后过滤，去除沉淀物；

（3）减压蒸干滤液，即得到所述ALD前驱体钛配合物。

进一步地，步骤（1）中，所述有机溶剂为正己烷、正戊烷、正庚烷或甲苯。