[發(fā)明專利]有機(jī)金屬化合物

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710141350.X
• 申請(qǐng)日: 2007-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN101182339A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·V·舍奈－卡特克哈特;Q·M·王
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號(hào): C07F19/00
• 分類號(hào): C07F19/00;C07F9/50;C23C16/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 沙永生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及有機(jī)金屬化合物領(lǐng)域。具體來說，本發(fā)明涉及可用來通過原子層沉積和化學(xué)氣相沉積來沉積薄膜的有機(jī)金屬化合物領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(xué)反應(yīng)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(yīng)物)的蒸氣到達(dá)其上將要沉積所需薄膜的表面。在真空下將任何未反應(yīng)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(dá)該表面，使其與所述第一前體反應(yīng)，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(fù)這些步驟順序，直至得到所需的膜厚度。通常ALD法在相當(dāng)?shù)偷臏囟认逻M(jìn)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(jīng)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(fā)性，以確保在反應(yīng)器中具有足夠的前體蒸氣濃度，使得能夠在合理的時(shí)間內(nèi)在基板表面上沉積單層。所述前體還必須具有足夠的穩(wěn)定性，使得在蒸發(fā)的時(shí)候不會(huì)發(fā)生過早分解和不希望有的副反應(yīng)，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(fā)性和穩(wěn)定性之間的平衡，因此總體上來說缺少合適的前體。

常規(guī)的前體是同配體型的(homoleptic)，即它們具有單一(single)的配位基團(tuán)。同配體型前體提供均勻的化學(xué)特性，因此具有能夠使配體的官能團(tuán)與沉積法相匹配和協(xié)調(diào)的固有優(yōu)點(diǎn)。但是，僅使用單一的配位基團(tuán)對(duì)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(yīng)(例如化學(xué)吸附)和氣相反應(yīng)(例如與第二種補(bǔ)充的前體的反應(yīng))、調(diào)節(jié)前體的揮發(fā)性、使前體達(dá)到所需的熱穩(wěn)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(chǔ)存過程中和/或到達(dá)反應(yīng)器之前過早地分解。人們曾嘗試使用能提供熱穩(wěn)定性的另一種有機(jī)基團(tuán)取代一個(gè)或多個(gè)二烷氨基，但是由于無法使其它基團(tuán)的官能度匹配和獲得所需的穩(wěn)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(qǐng)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(fā)性與熱穩(wěn)定性(或其它性質(zhì))的平衡。人們?nèi)匀恍枰軌驖M足沉積的要求、制得基本不含碳的膜的合適而穩(wěn)定的前體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了具有以下化學(xué)式(EDG-(CR¹R²)_y-N＝)_nM^+mL¹_x’L²_x”L³_p的有機(jī)金屬化合物，式中R¹和R²獨(dú)立地選自H、(C₁-C₆)烷基和EDG；EDG是給電子基團(tuán)；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(jià)數(shù)；n＝1-2；x’≥0；x”≥0；m＝2n+x’+x”；p＝0-3；其中，當(dāng)m＝2-3時(shí)n＝1，當(dāng)m≥4時(shí)n＝1-2；L¹≠L²；條件是當(dāng)m≥3且EDG＝氨基、烷基氨基、二烷基氨基、吡啶基或烷氧基時(shí)，x’≥1。

這些化合物適用于各種氣相沉積法，例如化學(xué)氣相沉積(“CVD”)，特別適用于ALD。還提供了一種包含上述有機(jī)金屬化合物和有機(jī)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。