[發明專利]有機金屬化合物

無效

• 申請號: 200710141350.X
• 申請日: 2007-07-31
• 公開（公告）號: CN101182339A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: D·V·舍奈－卡特克哈特;Q·M·王
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: C07F19/00
• 分類號: C07F19/00;C07F9/50;C23C16/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 沙永生

技術領域

本發明一般涉及有機金屬化合物領域。具體來說，本發明涉及可用來通過原子層沉積和化學氣相沉積來沉積薄膜的有機金屬化合物領域。

背景技術

在原子層沉積(“ALD”)法中，通過使表面暴露于兩種或更多種化學反應物交替的蒸氣來沉積共形的薄膜。使得來自第一前體(或反應物)的蒸氣到達其上將要沉積所需薄膜的表面。在真空下將任何未反應的蒸氣從該體系中除去。接下來，使來自第二前體的蒸氣到達該表面，使其與所述第一前體反應，除去任何過量的第二前體蒸氣。ALD法中的每一步通常沉積單層所需的膜。重復這些步驟順序，直至得到所需的膜厚度。通常ALD法在相當低的溫度下進行，例如溫度為200-400℃。確切的溫度范圍將取決于具體的待沉積的膜以及具體使用的前體。人們已經使用ALD法沉積純金屬以及金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳氮化物(metal?carbidenitride)和金屬硅氮化物(metal?silicide?nitride)。

ALD前體必須具有足夠的揮發性，以確保在反應器中具有足夠的前體蒸氣濃度，使得能夠在合理的時間內在基板表面上沉積單層。所述前體還必須具有足夠的穩定性，使得在蒸發的時候不會發生過早分解和不希望有的副反應，但是必須具有充分的活性，以在基板上形成所需的膜。由于需要揮發性和穩定性之間的平衡，因此總體上來說缺少合適的前體。

常規的前體是同配體型的(homoleptic)，即它們具有單一(single)的配位基團。同配體型前體提供均勻的化學特性，因此具有能夠使配體的官能團與沉積法相匹配和協調的固有優點。但是，僅使用單一的配位基團對其它的極為重要的前體特性的控制較少，所述其它前體特性例如金屬中心的屏蔽，而這些特性能夠控制表面反應(例如化學吸附)和氣相反應(例如與第二種補充的前體的反應)、調節前體的揮發性、使前體達到所需的熱穩定性。例如，目前人們使用四(二烷氨基)鉿作為HfCl₄的不含氯的替代品。但是這類化合物中的前體容易在儲存過程中和/或到達反應器之前過早地分解。人們曾嘗試使用能提供熱穩定性的另一種有機基團取代一個或多個二烷氨基，但是由于無法使其它基團的官能度匹配和獲得所需的穩定性，因此收效甚微。已知某些金屬亞氨基配位化合物可作為氣相沉積的前體。例如，美國專利申請No.2005/0202171(Shin)披露了一些適合用作ALD的前體的金屬亞氨基配位化合物。這些化合物在某些ALD條件下可能無法提供所需的揮發性與熱穩定性(或其它性質)的平衡。人們仍然需要能夠滿足沉積的要求、制得基本不含碳的膜的合適而穩定的前體。

發明內容

本發明提供了具有以下化學式(EDG-(CR¹R²)_y-N＝)_nM^+mL¹_x’L²_x”L³_p的有機金屬化合物，式中R¹和R²獨立地選自H、(C₁-C₆)烷基和EDG；EDG是給電子基團；M＝金屬；L¹＝陰離子型配體；L²是選自氨基、烷基氨基、二烷基氨基和烷氧基烷基二烷基氨基的配體；L³＝中性配體；y＝0-6；m＝M的價數；n＝1-2；x’≥0；x”≥0；m＝2n+x’+x”；p＝0-3；其中，當m＝2-3時n＝1，當m≥4時n＝1-2；L¹≠L²；條件是當m≥3且EDG＝氨基、烷基氨基、二烷基氨基、吡啶基或烷氧基時，x’≥1。

這些化合物適用于各種氣相沉積法，例如化學氣相沉積(“CVD”)，特別適用于ALD。還提供了一種包含上述有機金屬化合物和有機溶劑的組合物。這種組合物特別適用于ALD和直接液體注射(direct?liquid?injection)法。