簡(jiǎn)介

近十年來(lái)出現(xiàn)了原子層沉積（ALD）技術(shù)以滿足各種需求，包括半導(dǎo)體器件小型化、多孔結(jié)構(gòu)上的保形沉積和納米顆粒涂層。ALD是基于兩個(gè)連續(xù)的自限表面反應(yīng)。1,2 由于表面化學(xué)反應(yīng)是自限性的，因此ALD可以在高長(zhǎng)寬比的結(jié)構(gòu)上沉積非常共形的超薄膜。3 每個(gè)反應(yīng)周期的ALD生長(zhǎng)控制為~1 ?，而所得ALD膜是連續(xù)且無(wú)針孔的。

分子層沉積（MLD）與ALD密切相關(guān)。10,11 MLD也基于相繼的自限性表面反應(yīng)。然而，如圖1中的示意圖所示，在MLD反應(yīng)期間沉積的是“分子”片段。10 該分子片段是有機(jī)的，并且可以含有無(wú)機(jī)成分。使用逐步縮合反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)純有機(jī)聚合物MLD膜的沉積。這些有機(jī)聚合物MLD薄膜的生長(zhǎng)首先在日本的幾個(gè)小組中得到證實(shí)。11–15 混合有機(jī)無(wú)機(jī)薄膜可以通過(guò)簡(jiǎn)單地混合有機(jī)和無(wú)機(jī)反應(yīng)物而沉積得到。圖 1.基于相繼的自限性表面反應(yīng)的分子層沉積（MLD）方法的示意圖。

有機(jī)聚合物的分子層沉積

有機(jī)聚合物MLD的初步研究集中在了聚酰亞胺11和聚酰胺上。14 MLD這些早期的證明也被稱為交替氣相沉積聚合。14 其基本策略是利用具有兩種化學(xué)功能的同雙官能反應(yīng)物，例如X-A-X和Y-B-Y。“ X”和“ Y”是化學(xué)官能團(tuán)，而“ A”和“ B”是有機(jī)片段。具有兩個(gè)同型雙功能反應(yīng)物的兩步AB循環(huán)如下所示：

(A) SBY* + XAX → SB–AX* + XY (1)

(B) SAX* + YBY → SA–BY* + XY (2)

式中星號(hào)表示表面物質(zhì)。下面的襯底和沉積的薄膜用“S”表示。在反應(yīng)A中，X化學(xué)官能團(tuán)與SBY*物質(zhì)反應(yīng)，結(jié)果沉積SB-AX*物質(zhì)。在反應(yīng)B中，Y化學(xué)官能團(tuán)與SAX*物質(zhì)反應(yīng)，結(jié)果沉積SA-BY*物質(zhì)。