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Versum Materials 如何使用计算化学来加速 CVD 或 ALD 化学前驱体开发?

电子器件的进一步收缩为新材料和新型薄膜沉积工艺的快速发展带来了新的挑战。化学前驱体化学和沉积机制的第一原理分析可通过对潜在化学前驱体的初始虚拟筛选显着降低实验成本。同时,这些研究也可以提高对化学前驱体稳定性和表面反应性的基本了解。

Versum Materials 将计算化学应用于先进有机硅烷和有机金属化合物化学前驱体的设计。以下是使用计算化学对有机硅烷和有机金属化合物化学前驱体开发进行建模的示例。

有机硅烷化学前驱体:

Versum Materials 应用密度泛函理论 (DFT) 计算来建模氧化硅上的有机硅烷化学前驱体化学吸收作用。图 1 显示了在氨基硅烷化学前驱体的原子层沉积 (ALD) 工艺中涉及的各种循环。这些循环中的每一个都根据热化学和动力学进行了量化,以了解化学前驱体属性并优化反应器操作条件。

有机金属化合物化学前驱体:

还使用 DFT 计算研究铜、氢氧化硅和氢化硅封端基质上的各种钴化学前驱体的配体解离能、分解机理和表面反应。本研究中考虑的钴化学前驱体包括钴酰胺、钴咪唑和羰基钴与环戊二烯、烯丙基和炔烃配体。该研究提供了关于钴沉积在不同基质上选择性的见解,并允许使用更系统的方法来选择新的 ALD 钴化学前驱体。图 2 显示了如何使用第一原理计算来量化两种不同基质的化学前驱体反应的热力学。

 

作者

Agnes Derecskei 是研究助理,自 2010 年起开始在公司工作。她毕业于德克萨斯大学阿灵顿分校,获得数学科学/化学博士学位,并在匈牙利德布勒森的德布勒森大学获得理论物理学博士学位。

Agnes.Derecskei@nullversummaterials.com

 

 

 

Andrew J. Adamczyk 是资深首席工程师,已在公司工作了五年,为产品和工艺开发提供建模支持。他毕业于西北大学,获得化学工程博士学位,曾在麻省理工学院和南加州大学担任博士后,与诺贝尔奖得主 Arieh Warshel 教授共事。

 

 

 

Sergei Ivanov 是研究助理,已在公司工作了超过 15 年。他毕业于俄罗斯科学院普通和无机化学研究所,获得无机化学博士学位。

Sergei.Ivanov@nullversummaterials.com

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