六價鉻錯合成之合成及其化學氣相沉積反應

Abstract

本實驗以(NH4)Cr2O7或CrO3為反應起始物可合成出許多六價鉻錯合物，其中包括雙亞 胺基Cr(NtBu)2(OSiMe3)、Cr(NtBu)2Cl2 及雙氧基CrO2(N(SiMe3)2)2、CrO2(OSiMe3)2 、CrO2(OtBu)2 等錯合物和第一個六價鉻氮三鍵錯合物N≡Cr(OtBu)3，並以X 光繞射 獲得Cr(NtBu)2Cl2之單晶結構。 接著使用Cr(NtBu)2Cl2為前驅物經低壓有機金屬化學氣相沉積法來成長薄膜。本實驗 利用冷壁式反應器，在前驅物氣化溫度328K及沉積溫度773∼973K 條件下進行沉積反 應。結果發現，以H2為載流氣體時，基材無法沉積薄膜；以Ar為載流氣體時，沉積溫 度873∼973K 基材可沉積多晶薄膜，經WDS 分析結果為CrCxNy(X＝0.6∼2.3,Y＝0.2 ∼0.7)，從ESCA光譜分析中得知薄膜中Cr、C、N三種元素是以均勻混合的鍵結形式存 在；以Ar和NH3 為載流氣體時，沉積溫度773∼973K 基材可沉積多晶薄膜，經WDS 分 析結果為CrNx(X＝0.5∼1.1) ，從ESCA光譜分析中得知薄膜中之Cr及N 主要以Cr–N 鍵結形式存在。隨著溫度的變化，各元素含量而有不同。由Auger 光譜分析知道薄膜 內部元素分布均勻。此外，以殘餘氣體分析儀反應副產物的偵測，並以此結果推測反 應的途徑。 使用CrO2(N(SiMe3)2)2及CrO2(OSiMe3)2 為前驅物，沉積溫度873K，以未通載流氣體 、通H2 10sccm、通Ar 10sccm不同條件下沉積薄膜。結果發現，薄膜均為非晶型。薄 膜經FT-IR 光譜顯示主要吸收為540cm-1、1035cm-1 及3450cm-1，ESCA偵測得Cr2P3/2 和Cr2p5/2、Si2p 及Ois 分別在576.9eV、103.0eV、103.0eV 及532.2eV 。