[发明专利]双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)的合成方法

说明书

本发明公开了双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)的合成方法，涉及化工新材料制备技术领域，包括以下步骤：将溶剂a、钨酸钠、叔丁胺、缚酸剂加入到反应容器中，冰水浴下滴加三甲基氯硅烷，控温，滴加完毕后进行反应；将反应产物进行过滤，减压蒸馏，得双(叔丁基胺)二氯化钨粗品；将双(叔丁基胺)二氯化钨粗品加入到溶剂b中，冰水浴下滴加二甲胺基锂的正己烷溶液，滴加完毕后搅拌反应；将反应产物在氩气保护下过滤，减压蒸馏，即得。本发明提出了双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)新的合成方法，反应所需原料便宜易得，实验操作简单，收率可高达86.7％，产品纯度高，具有工业化生产的可操作性。

技术领域

本发明涉及化工新材料制备技术领域，尤其涉及双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)的合成方法。

背景技术

在半导体结构中，铜由于具有良好的导电性而被普遍用作形成电子电路的材料，然而，铜很大的一个缺点就是很容易扩散到SiO₂，从而严重影响到集成电路的性能。因此，为了解决这个问题，需要使用阻挡层来阻止铜扩散到SiO2中。

氮化钨(WN)常被用作阻挡层的材料，其薄膜可以通过磁共溅射法获得，但是薄膜内部均匀性较窄，不足以适应在未来具有狭窄特征的微电子设备。原子层沉积(ALD)是指通过将气相前驱体交替脉冲通入反应室并在沉积基体表面发生气固相化学吸附反应形成薄膜的方法，其制备的薄膜涂层具有高度均匀的厚度，该薄膜的均匀性不仅衍生到平坦的基板表面，而且能够衍生到具有狭窄的沟和洞中。ALD技术制备WN层的原料一般使用的是WF₆和氨气，该方法能够制备出良好的WN涂层，但是反应本身产生的HF气体会侵蚀SiO₂或者Si底物，此外该过程中还可能会导致WN层表面残留有机氟，从而影响沉积的WN涂层在铜表面的附着力，从而影响整个材料的性能。

最新技术表明，双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)可以被用来替代WF₆制备出更加光滑、均匀WN的阻挡层，因此，双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)的合成就变成一个非常重要的工作，其结构式如式(Ⅰ)所示：

现有技术中是采用六氯化钨与N-叔丁基三甲基硅基胺先合成双(叔丁基胺)二氯化钨，再在-50℃下与二甲胺基锂，控温滴料，滴料结束后恢复室温反应3h；反应结束后过滤除去氯化锂，滤液浓缩除溶剂，浓缩残液减压蒸馏得无色透明液体，收率为38％(KR2020/41247,2020)。该合成方法所需原料N-叔丁基三甲基硅基胺极其昂贵，最终收率却只有38％，且反应需要超低温，很难实现工业化。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)的合成方法，反应所需原料便宜易得，工艺简单，所得产品收率高。

本发明提出的双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨(VI)的合成方法，包括以下步骤：

S1、将溶剂a、钨酸钠、叔丁胺、缚酸剂加入到反应容器中，冰水浴下滴加三甲基氯硅烷，控温，滴加完毕后进行反应；

S2、将S1的反应产物进行过滤，减压蒸馏，得双(叔丁基胺)二氯化钨粗品；

S3、将双(叔丁基胺)二氯化钨粗品加入到溶剂b中，冰水浴下滴加二甲胺基锂的正己烷溶液，滴加完毕后搅拌反应；

S4、将S3的反应产物在氩气保护下过滤，减压蒸馏，即得。

优选地，S1中，溶剂a为乙二醇二甲醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、叔丁醇甲醚中的任意。

优选地，S1中，缚酸剂为三乙胺、二乙胺、吡啶中的任意。

优选地，S1中，冰水浴下滴加三甲基氯硅烷，控温0～5℃。

优选地，S1中，滴加三甲基氯硅烷完毕后，先在25～45℃反应0.5～1h，再回流保温反应10～12h。