鉭、鈮醇鹽的電化學(xué)合成及表征.pdf

1、隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,電子器件尺寸越來越小,受隧穿效應(yīng)的影響,柵極漏電流開始成為一個不容忽視的問題。傳統(tǒng)的SiO2作為柵極氧化物已經(jīng)難以減小尺寸,因此急需研發(fā)出新的高介電柵介質(zhì)。鉭、鈮的氧化物介電常數(shù)較高,有較寬的帶隙,合適的通道勢壘高度,對硅基體良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性,是一種很有前景的高k柵介質(zhì)。金屬醇鹽則是這類氧化物化學(xué)氣相沉積的常用前驅(qū)體。
　　 在三電極體系中,測定了鉭陽極的動電位極化曲線、循環(huán)伏安曲線,并研究了溫度、電

2、解質(zhì)濃度等因素對陽極溶解過程的影響。隨著溫度的升高和電解質(zhì)濃度的增大,點蝕電位Eb降低,鉭板的電化學(xué)溶解速度增大。通過鉭陽極電化學(xué)腐蝕后的形貌和極化曲線的形狀,可以判斷腐蝕過程屬于點蝕。
　　 以金屬鉭、鈮板為陽極,不銹鋼板為陰極,季銨鹽為導(dǎo)電劑,在直流電下直接電化學(xué)合成了丙醇鉭、異丙醇鉭、丁醇鉭和乙醇鈮。在5kPa壓力下減壓蒸餾分離得到高純產(chǎn)物。通過紅外光譜、拉曼光譜和1H核磁共振譜對產(chǎn)物其進(jìn)行表征。通過對鉭、鈮氧化物的雜質(zhì)元

3、素分析表征其純度。ICP-MS分析結(jié)果表明,其純度可達(dá)99.997％。
　　 通過熱重-差熱分析,確定了其揮發(fā)與熱分解性質(zhì)。鉭、鈮醇鹽熱重-差熱分析結(jié)果表明,鉭、鈮醇鹽失重速率較大,失重和熱分解之間有一定的溫度窗口,符合化學(xué)氣相沉積對于金屬醇鹽前驅(qū)體的要求。
　　 通過朗格繆爾方程來計算鉭、鈮醇鹽的蒸汽壓,通過克勞修斯-克拉佩龍方程來計算鉭、鈮醇鹽的蒸發(fā)焓,丙醇鉭的蒸發(fā)焓為95.3kJ·mol-1,溫度-蒸汽壓關(guān)系式可以