Development of an innovative method at ALD precursors identification for a target material : the case of gallium sulphide
Développement d’une méthode innovante d’identification de précurseurs ALD pour un matériau-cible : cas du sulfure de gallium
Résumé
ALD is an efficient chemical vapour phase process for the deposition of thin films, although some materials are still inaccessible due to a lack of suitable precursors. The numerous criteria they must meet (volatility, thermal stability, reactivity) make it difficult to predict the behaviour of potential candidates. The development of a method for evaluating physicochemical properties would accelerate access to new ALD precursors and improve understanding of surface reactions. This work focuses on the development of precursors for gallium sulphide deposition. Modular syntheses of complexes with nitrogen ligands (guanidinate, amidinate, triazenide) give access to libraries of complexes, characterised structurally (NMR, XRD) and thermally (ATG, DSC) and allow correlations between structures and thermal properties. Reactivity studies in solution and comparison with known ALD reactivites allowed to validate an additional selection step. This methodology allowed to identify a few promising candidates among the thirty or so synthesised.
L’ALD est un procédé chimique efficace de déposition de couches minces en phase vapeur, bien que certains matériaux restent encore inaccessibles notamment par un manque de précurseurs adaptés. Les nombreux critères qu’ils doivent remplir (volatilité, stabilité thermique, réactivité) rendent difficile la prédiction du comportement de potentiels candidats. La mise au point d’une méthode d’évaluation des propriétés physicochimiques permettrait d’accélérer l’accès à de nouveaux précurseurs ALD et de mieux comprendre les réactions en surface. Ce travail s’intéresse au développement de précurseurs pour le dépôt de sulfure de gallium. Des synthèses modulaires de complexes possédant des ligands azotés (guanidinate, amidinate, triazénide) donnent accès à des librairies de complexes, caractérisés structurellement (RMN, DRX) et thermiquement (ATG, DSC) et permettent des corrélations entre structures et propriétés thermiques. Des études de réactivité en solution et la comparaison à des réactivités ALD connues ont permis de valider une étape supplémentaire de sélection. Cette méthodologie a permis d’identifier quelques composés prometteurs parmi la trentaine synthétisée.
Origine : Version validée par le jury (STAR)