[發(fā)明專利]一種新型薄膜沉積鋁前驅(qū)體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510067153.2
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104557999B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁玉強(qiáng);楊淑艷;苗紅艷;杜立永
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C07F5/06
• 分類號: C07F5/06;C23C16/12;H01L51/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種新型薄膜沉積鋁前驅(qū)體，其特征在于，具有如下的結(jié)構(gòu)式(I)的分子結(jié)構(gòu)，其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅表示氫原子、C₁～C₆烷基、C₂～C₅鏈烯基、C₃～C₁₀環(huán)烷基、C₆～C₁₀芳基或—Si(R₀)₃、以及上述基團(tuán)的鹵素取代基團(tuán)，其中R₀為C₁～C₆烷基或者其鹵素取代基團(tuán)，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅相同或相異。依照本發(fā)明，研發(fā)了熱穩(wěn)定好、不易分解的薄膜沉積前驅(qū)體，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，高溫?fù)]發(fā)性好，可通過CVD/ALD工藝制備含鋁薄膜如鋁金屬薄膜、含鋁的氧化物薄膜、含鋁的氮化物薄膜、含鋁的合金薄膜，成膜性能優(yōu)良。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型薄膜沉積鋁前驅(qū)體及其制備方法和用途，尤其適用于原子層沉積技術(shù)，涉及半導(dǎo)體及納米技術(shù)領(lǐng)域。具體的說，涉及一種性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，高溫?fù)]發(fā)性優(yōu)良，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)谋∧こ练e鋁前驅(qū)體物質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，器件的制作工藝與技術(shù)也發(fā)生了變革，薄膜越來越多地被應(yīng)用，相應(yīng)薄膜的制作技術(shù)也隨之不斷改進(jìn)，化學(xué)氣相沉積(CVD)與傳統(tǒng)技術(shù)相比有許多優(yōu)勢，而原子層沉積(ALD)技術(shù)在一些領(lǐng)域有著更大的優(yōu)勢。

在CVD/ALD工藝技術(shù)中，前驅(qū)體的性質(zhì)至關(guān)重要。在常溫下，前驅(qū)體應(yīng)當(dāng)有較高的穩(wěn)定性，以便于生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存；同時(shí)還應(yīng)當(dāng)有較高的揮發(fā)性，以便使前驅(qū)體隨載氣進(jìn)入沉積室。除此之外，對于CVD前驅(qū)體而言，在較高的溫度(沉積溫度)下應(yīng)當(dāng)有較好的熱分解性能，以便沉積出合適的膜；對于ALD前驅(qū)體而言，在較高的溫度(沉積溫度)下依然應(yīng)有較高的熱穩(wěn)定性以避免自身的熱分解，同時(shí)與另一種源具有較好的反應(yīng)性以便沉積成膜。由于對前驅(qū)體穩(wěn)定性、揮發(fā)性等性質(zhì)的苛刻要求，真正能夠用于成膜的前驅(qū)體并不多，發(fā)明合適的前驅(qū)體成為CVD/ALD的關(guān)鍵技術(shù)之一。

就鋁及含鋁薄膜的沉積技術(shù)來說，鋁前驅(qū)體的穩(wěn)定性一直是本技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題。在國外，2003年美國專利US20030224152A1公開了一系列烷基鋁、鋁烷與胺的復(fù)合物等CVD前驅(qū)體；2007年專利WO2007/136184A1公開了胺基硼烷基鋁烷復(fù)合物作為CVD前驅(qū)體。而在ALD技術(shù)中，所使用的前驅(qū)體也都是前述的這些在CVD中得以應(yīng)用的有限前驅(qū)體。在國內(nèi)，專利申請?zhí)?01310450417.3公開了一種通過ALD技術(shù)沉積氧化鋁膜的方法，前驅(qū)體也為烷基鋁(三甲基鋁)。上述鋁前驅(qū)體具有良好的揮發(fā)性，廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)有CVD/ALD技術(shù)中，但均存在以下問題：

(1)常溫都易分解，性質(zhì)極不穩(wěn)定，對存儲(chǔ)的設(shè)備要求高，且儲(chǔ)存過程中可分解生成氫氣和金屬鋁，金屬鋁反過來催化分解反應(yīng)，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，不利于儲(chǔ)存、運(yùn)輸及后續(xù)使用。

(2)在通過ALD沉積薄膜過程中，由于前驅(qū)體的熱穩(wěn)定性能不佳而發(fā)生熱分解反應(yīng)，伴隨著發(fā)生了CVD，嚴(yán)重限制了ALD的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)提出的，其所解決的技術(shù)問題是提供一系列常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，而在實(shí)際應(yīng)用過程中揮發(fā)性優(yōu)良、不發(fā)生熱分解，適用于ALD技術(shù)的鋁前驅(qū)體，以及這種前驅(qū)體的制備方法和用途。

本發(fā)明提供了一種新型薄膜沉積鋁前驅(qū)體，其特征在于，具有結(jié)構(gòu)式(I)的分子結(jié)構(gòu)：