ZrO2在Si(100)-2×1表面原子层淀积反应机理的密度泛函理论研究

• 作者: 任杰 卢红亮 张卫 徐敏 陈玮
• 来源期刊: 化学学报
• 学科: 化学
• 关键词: 原子层淀积 密度泛函理论 高介电常数栅介质 氧化锆
• 年，卷（期）: 2006,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1133-1139
• 页数: 7页
• 分类号: O6
• 字数: 5657字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0567-7351.2006.11.007

摘要

用密度泛函方法研究了ZrO2在羟基预处理的Si(100)-2×1表面原子层淀积(ALD)初始反应过程的反应机理,ZrO2的ALD过程包括两个前体反应物ZrCl4和H2O交替的半反应.两个半反应都经历一个相似的吸附中间体反应路径.比较单羟基Si表面反应的反应焓变,可以发现双羟基Si表面反应,由于相邻羟基的存在,对ZrCl4的半反应影响较大,尤其是化学吸附能增加明显.而对于H2O的半反应,单、双羟基Si表面反应的能量变化不是很明显.使用内禀反应坐标(IRC)方法,验证了两个半反应存在相似的过渡态结构和反应机理.另外,发现随着温度的升高,吸附络合物的稳定性降低,其向反应物方向的解吸附变得容易,而向产物方向的解离难度增加.