默克生命科學(xué)實驗分享|有機和有機無機雜化聚合物的分子層沉積
更新時間：2024-02-20 瀏覽次數(shù)：350
簡介
近十年來出現(xiàn)了原子層沉積（ALD）技術(shù)以滿足各種需求，包括半導(dǎo)體器件小型化、多孔結(jié)構(gòu)上的保形沉積和納米顆粒涂層。ALD是基于兩個連續(xù)的自限表面反應(yīng)。1,2 由于表面化學(xué)反應(yīng)是自限性的，因此ALD可以在高長寬比的結(jié)構(gòu)上沉積非常共形的超薄膜。3 每個反應(yīng)周期的ALD生長控制為~1 ?，而所得ALD膜是連續(xù)且無針孔的。
分子層沉積（MLD）與ALD密切相關(guān)。10,11 MLD也基于相繼的自限性表面反應(yīng)。然而，如圖1中的示意圖所示，在MLD反應(yīng)期間沉積的是“分子"片段。10 該分子片段是有機的，并且可以含有無機成分。使用逐步縮合反應(yīng)可以實現(xiàn)純有機聚合物MLD膜的沉積。這些有機聚合物MLD薄膜的生長首先在日本的幾個小組中得到證實。11–15 混合有機無機薄膜可以通過簡單地混合有機和無機反應(yīng)物而沉積得到。圖 1.基于相繼的自限性表面反應(yīng)的分子層沉積（MLD）方法的示意圖。
有機聚合物的分子層沉積
有機聚合物MLD的初步研究集中在了聚酰亞胺11和聚酰胺上。14 MLD這些早期的證明也被稱為交替氣相沉積聚合。14 其基本策略是利用具有兩種化學(xué)功能的同雙官能反應(yīng)物，例如X-A-X和Y-B-Y?！?X"和“ Y"是化學(xué)官能團，而“ A"和“ B"是有機片段。具有兩個同型雙功能反應(yīng)物的兩步AB循環(huán)如下所示：
(A) SBY* + XAX → SB–AX* + XY (1)
(B) SAX* + YBY → SA–BY* + XY (2)
式中星號表示表面物質(zhì)。下面的襯底和沉積的薄膜用“S"表示。在反應(yīng)A中，X化學(xué)官能團與SBY*物質(zhì)反應(yīng)，結(jié)果沉積SB-AX*物質(zhì)。在反應(yīng)B中，Y化學(xué)官能團與SAX*物質(zhì)反應(yīng)，結(jié)果沉積SA-BY*物質(zhì)。