本發(fā)明涉及一種磁性隨機(jī)存儲(chǔ)材料用前驅(qū)體β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物，屬于微電子材料。

背景技術(shù)：

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)的發(fā)展，信息存儲(chǔ)技術(shù)也在不斷面臨新的要求和挑戰(zhàn)。信息存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的核心在于信息存儲(chǔ)材料，全球各大國(guó)家和公司均對(duì)此投入了巨大研發(fā)力量。其中，磁性隨機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)是利用一種具有大的磁阻效應(yīng)的設(shè)備在一種穩(wěn)定的磁性狀態(tài)下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的讀出通過(guò)測(cè)定設(shè)備的阻力實(shí)現(xiàn)，與其他隨機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)相比具有高集成度、高速讀取寫(xiě)入能力、重復(fù)可讀寫(xiě)次數(shù)近乎無(wú)窮大、低功耗和高抗輻射能力以及最為突出的非易失性等明顯優(yōu)勢(shì)。磁性隨機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵在于磁性隨機(jī)存儲(chǔ)材料的發(fā)展，目前的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)材料主要由適當(dāng)?shù)蔫F磁性材料以及它們的合金構(gòu)成，其中主要包括以fe為基礎(chǔ)的金屬fe、cofe、nife、cofeb、feox等金屬或金屬合金薄膜材料。

2、磁性隨機(jī)存儲(chǔ)材料的傳統(tǒng)制備方法主要包括磁控濺射、分子束外延、脈沖激光沉積等方法，然而隨著微電子器件特征尺寸的不斷減小以及器件結(jié)構(gòu)縱寬比不斷加大使得材料填充面臨巨大的困難，傳統(tǒng)沉積方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求(該方法在溝槽開(kāi)口處沉積材料較快，而溝槽底部較慢，會(huì)導(dǎo)致溝槽底部的階梯覆蓋率不佳而造成器件失效)，化學(xué)氣相沉積(cvd)和原子層沉積(ald)技術(shù)由于自身所具有的保形性好、均勻性好等方面的優(yōu)勢(shì)成為了新的器件制作技術(shù)。在cvd/ald工藝技術(shù)中，前驅(qū)體的性質(zhì)至關(guān)重要，要求前驅(qū)體具有優(yōu)良的揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性以及反應(yīng)活性，此外還需要具有高的純度、易于儲(chǔ)存、無(wú)毒害、易于合成、價(jià)格低廉以及盡可能高的耐水氧穩(wěn)定性，以便于操作使用和儲(chǔ)存運(yùn)輸，因此是否具有合適的前驅(qū)體影響著整個(gè)cvd/ald過(guò)程的成敗。

3、目前所報(bào)道的絕大多數(shù)fe前驅(qū)體耐水氧穩(wěn)定性較低，不便于制備合成和操作使用。同時(shí)，不同前驅(qū)體因自身結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)等原因還會(huì)直接影響最終制備的薄膜材料的成分與性能，且目前所開(kāi)發(fā)出fe前驅(qū)體的種類(lèi)及數(shù)量相對(duì)較少還不足以滿(mǎn)足人們針對(duì)不同種類(lèi)、性能材料的制備所產(chǎn)生的巨大需求。因此，在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域不斷更新?lián)Q代的大背景下，探索合成更多類(lèi)型的cvd/ald?fe前驅(qū)體，以滿(mǎn)足日益增進(jìn)/提高的需求，變得十分緊要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述至少一個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供新型的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)材料用鐵前驅(qū)體β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物，合成方法簡(jiǎn)單、合成條件溫和，在正己烷、甲苯、乙醚、二氯甲烷、四氫呋喃等有機(jī)溶劑中有較好的溶解性，有良好的揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性和耐空氣水分穩(wěn)定性，具有良好的成膜性能。

2、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供具有通式(i)所示結(jié)構(gòu)的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物：

3、

4、其中，r為氫原子、c1-c6烷基、c2-c5鏈烯基、c2-c5環(huán)烷基、c6-c10芳基或-si(r1)3，r1為c1-c6烷基。

5、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物的結(jié)構(gòu)具體包括：

6、

7、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供制備上述β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物的方法，所述方法具體包括以下步驟：

8、(1)將β-酮亞胺類(lèi)化合物溶解在乙醚中，在-78～0℃保持?jǐn)嚢璧臈l件下加入氫化鈉，然后恢復(fù)到室溫后繼續(xù)攪拌反應(yīng)24～48h，得到反應(yīng)混合液；

9、(2)另按照β-酮亞胺或其衍生物與二氯化鐵、乙二醇二甲醚摩爾比2:(0.9～1.1):

10、(0.9～1.1)的比例，稱(chēng)取一定量的二氯化鐵和乙二醇二甲醚，溶解在乙醚中，獲得二氯化鐵-乙二醇二甲醚乙醚溶液；

11、(3)在-78℃下將步驟(1)獲得的反應(yīng)混合液一次性加入到步驟(2)獲得的二氯化鐵-乙二醇二甲醚乙醚溶液中，緩慢升溫至室溫，升溫速度為0.5～1℃/min，在室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)10～24小時(shí)；

12、(4)步驟(3)中反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行減壓除去易揮發(fā)物，然后加入己烷或甲苯溶液溶解，過(guò)濾提取，收集濾液，并在-30℃反復(fù)重結(jié)晶后得到β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物。

13、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(1)中β-酮亞胺類(lèi)化合物與乙醚的質(zhì)量比為1:10～1:20。

14、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(1)中β-酮亞胺或其衍生物與氫化鈉的摩爾比為1:1～1:1.2。

15、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(1)中攪拌的速度為100～1000轉(zhuǎn)/min。

16、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(2)中二氯化鐵與乙醚的質(zhì)量比1:10～1:20。

17、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供上述β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物在微電子材料制備領(lǐng)域中的應(yīng)用。

18、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述的應(yīng)用是用于制備磁性隨機(jī)信息存儲(chǔ)材料。

19、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述的應(yīng)用是以上述的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物作為前驅(qū)體，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝或者原子層沉積工藝制備金屬或金屬合金薄膜。

20、本發(fā)明的有益效果：

21、本發(fā)明所得到的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物可以用作cvd/ald的前驅(qū)體，通過(guò)化學(xué)氣相沉積(cvd)或原子層沉積(ald)工藝，制備fe基薄膜如feox。本發(fā)明所述的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)合成方法簡(jiǎn)便，條件溫和，大大降低了前驅(qū)體材料的合成成本；(2)在正己烷、甲苯、乙醚、二氯甲烷、四氫呋喃等有機(jī)溶劑中有較好的溶解性，使得前驅(qū)體運(yùn)輸、輸送以及加工過(guò)程變得簡(jiǎn)單易操作；(3)有良好的耐空氣水分穩(wěn)定性，使得前驅(qū)體操作性、運(yùn)輸、輸送以及加工過(guò)程變得簡(jiǎn)單易操作；(4)有良好的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性，如經(jīng)過(guò)熱重(tg)法對(duì)前驅(qū)體熱學(xué)性質(zhì)的測(cè)試，常壓下雙甲基β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)前驅(qū)體的t50為231.9℃，最小殘余質(zhì)量為2.6％；(5)具有良好的成膜性能，以雙甲基β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)前驅(qū)體為例，以n2為載氣，以o2為反應(yīng)氣，500℃條件下，可形成良好的cvd?feox膜，成膜均勻連續(xù)，具有高純度。

技術(shù)特征：

1.具有通式(i)所示結(jié)構(gòu)的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括：

3.權(quán)利要求1所述的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)中β-酮亞胺類(lèi)化合物與乙醚的質(zhì)量比為1:10～1:20。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)中β-酮亞胺或其衍生物與氫化鈉的摩爾比為1:1～1:1.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)中二氯化鐵與乙醚的質(zhì)量比1:10～1:20。

7.權(quán)利要求1或2所述的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物在磁性隨機(jī)存儲(chǔ)材料制備領(lǐng)域中的應(yīng)用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的應(yīng)用是以上述權(quán)利要求1或2所述的β-酮亞胺基乙二醇二甲醚fe(ii)化合物作為前驅(qū)體，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝或者原子層沉積工藝制備金屬或金屬合金薄膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁性隨機(jī)信息存儲(chǔ)材料用前驅(qū)體β?酮亞胺基乙二醇二甲醚Fe(II)化合物，屬于微電子材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種如式(I)所示的β?酮亞胺基乙二醇二甲醚Fe(II)化合物，有良好的耐空氣水分穩(wěn)定性，較好的溶解性，良好的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性，以及良好的成膜性能，可用作化學(xué)氣相沉積(CVD)/原子層沉積(ALD)的前驅(qū)體，通過(guò)CVD/ALD工藝制備出良好的Fe基薄膜。同時(shí)本發(fā)明合成方法簡(jiǎn)便，條件溫和，降低了前驅(qū)體材料的合成成本。

技術(shù)研發(fā)人員：張羽翔,張艷鴿,孫紅,孫國(guó)富,徐靜莉,劉玲煜,姚川,胡夢(mèng)瑤,崔云鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：許昌學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10