[發(fā)明專利]有機金屬化合物及其方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780010791.8
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN109588049A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設計）人: R·奧德薩;C·董;S·森貝拉
• 申請（專利權）人: 海星化學有限公司
• 主分類號: C07F7/04
• 分類號: C07F7/04;C23C16/40;C23C16/44
• 代理公司: 北京從真律師事務所 11735
• 代理人: 程義貴

本發(fā)明提供了一類有機金屬化合物。所述化合物在結構上對應于式1：(A)_X?M?(OR³)_4?x其中：A選自由?NR¹R²、?N(R⁴)(CH₂)_nN(R⁵R⁶)、?N＝C(NR⁴R⁵)(NR⁶R⁷)、OCOR¹、鹵素和Y組成的組；R¹和R²獨立地選自由H和具有1至8個碳原子的環(huán)狀或無環(huán)烷基組成的組，條件是R¹和R²中的至少一個必須不是H；R⁴，R⁵，R⁶和R⁷獨立地選自由H和具有1至4個碳原子的無環(huán)烷基組成的組；Y選自由含有至少一個氮原子的3?至13?元雜環(huán)自由基組成的組；R³是具有1至6個碳原子的環(huán)狀或無環(huán)烷基；M選自由Si、Ge、Sn、Ti、Zr和Hf組成的組；x是1至3的整數；以及n是1至4的整數。本發(fā)明化合物可用作化學相沉積方法，諸如原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、等離子體輔助ALD和等離子體輔助CVD中的前驅體。本發(fā)明還提供了低溫氣相沉積金屬氧化物薄膜諸如SiO₂薄膜的方法。

技術領域

本發(fā)明涉及有機金屬化合物，其可用作金屬氧化物氣相沉積的前驅體。本發(fā)明的有機金屬化合物包含一種或多種強路易斯堿(Lewis base)配體。本發(fā)明還涉及在氧化劑存在下使用此類化合物作為催化劑的金屬氧化物的低溫氣相沉積。

背景技術

隨著晶體管尺寸的不斷減小，在高溫下使用標準方法的SiO₂和其他金屬氧化物的熱沉積會產生挑戰(zhàn)。高溫的使用導致一些元素的擴散。這種擴散改變了晶體管的基本性能。并因此，設備被損壞。因此，優(yōu)選用于高k應用的優(yōu)質SiO₂和金屬氧化物的低溫熱沉積。然而，通常，SiO₂的熱(即高溫)沉積是優(yōu)選的，因為等離子體輔助的沉積會損壞下面設備的結構。二氧化硅(SiO₂)是硅微電子設備中一種常見的介電材料。通過硅在700～900℃之間的熱氧化形成高質量的SiO₂。還通過化學氣相沉積(CVD)沉積SiO₂；一些此類方法利用了等離子體技術。然而，CVD在高縱橫比結構中不是共形的并且在溝槽和通孔中顯示出空隙形成。

原子層沉積(ALD)方法可用于獲得薄膜生長的共形性和原子層控制。原子層沉積(ALD)是一種基于順序、自限性表面反應的生長方法。使用ALD沉積各種材料，包括氧化物、氮化物和各種金屬。

盡管其重要性，但是SiO₂ALD很難實現(xiàn)。使用SiCl₄和H₂O的SiO₂ALD需要高溫(>325℃)以及大的反應物曝光量(>109L(1L)10^-6Torr)。NH₃或吡啶的使用允許接近室溫的溫度和～103-104L曝光量的使用。然而，這些方法產生的副產物可能導致真空管線的堵塞、膜中胺鹽酸鹽的摻入，并且因此，膜的最終質量非常差。

然而，在這些方法中鹵化物的使用導致在沉積過程中釋放出腐蝕性HCl。此外，釋放的HCl可與胺催化劑反應形成氯化物鹽，導致膜污染，從而導致膜的質量差。

為了避免使用鹵化物，已經嘗試使用各種反應物如烷氧基硅烷、氨基硅烷和異氰酸酯，使用各種不同的催化劑和反應條件進行SiO₂ALD。這些方法具有許多缺點，例如需要大的反應物暴露，長的沉積時間或導致沉積膜的污染。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一類有機金屬化合物。該化合物在結構上對應于式1：