簡介

近十年來出現了原子層沉積（ALD）技術以滿足各種需求，包括半導體器件小型化、多孔結構上的保形沉積和納米顆粒涂層。ALD是基于兩個連續的自限表面反應。1,2 由于表面化學反應是自限性的，因此ALD可以在高長寬比的結構上沉積非常共形的超薄膜。3 每個反應周期的ALD生長控制為~1 ?，而所得ALD膜是連續且無針孔的。

分子層沉積（MLD）與ALD密切相關。10,11 MLD也基于相繼的自限性表面反應。然而，如圖1中的示意圖所示，在MLD反應期間沉積的是“分子”片段。10 該分子片段是有機的，并且可以含有無機成分。使用逐步縮合反應可以實現純有機聚合物MLD膜的沉積。這些有機聚合物MLD薄膜的生長首先在日本的幾個小組中得到證實。11–15 混合有機無機薄膜可以通過簡單地混合有機和無機反應物而沉積得到。圖 1.基于相繼的自限性表面反應的分子層沉積（MLD）方法的示意圖。

有機聚合物的分子層沉積

有機聚合物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功能的同雙官能反應物，例如X-A-X和Y-B-Y。“ X”和“ Y”是化學官能團，而“ A”和“ B”是有機片段。具有兩個同型雙功能反應物的兩步AB循環如下所示：

(A) SBY* + XAX → SB–AX* + XY (1)

(B) SAX* + YBY → SA–BY* + XY (2)

式中星號表示表面物質。下面的襯底和沉積的薄膜用“S”表示。在反應A中，X化學官能團與SBY*物質反應，結果沉積SB-AX*物質。在反應B中，Y化學官能團與SAX*物質反應，結果沉積SA-BY*物質。