[發(fā)明專利]鑭系元素化合物、含鑭系元素薄膜及使用該鑭系元素化合物形成含鑭系元素薄膜

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980015311.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN111770927A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯蒂安·杜薩拉特;大野剛嗣;關(guān)友弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號(hào): C07F17/00
• 分類號(hào): C07F17/00;H01L29/49;H01L29/786
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

為了提供一種用于形成含鑭系元素薄膜的鑭系元素化合物以及一種成膜方法，該鑭系元素化合物具有高穩(wěn)定性以及比使用溫度更低的熔點(diǎn)，并且因此可以以液態(tài)使用。問題的解決方案：根據(jù)本發(fā)明的鑭系元素化合物是通過以下通式(1)或以下通式(2)表示的化合物。Ln(R¹_xCp)₂(A)_y……(1)Sm(R²_xCp)₂(A)_y……(2)(在通式(1)中，Ln是Nd、Eu、Dy、Tm、或Yb，R¹獨(dú)立地是Me、Et、ⁿPr、ⁱPr、ⁿBt、^sBu、ⁱBu、或^tAm；Cp是環(huán)戊二烯基，A是含有氧、硫、磷、或氮的直鏈或環(huán)狀的烴，x是2至3的整數(shù)，并且y是0至2。在通式(2)中，R²獨(dú)立地是ⁿPr、ⁱPr、ⁿBt、^sBu、ⁱBu、或^tAm。)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑭系元素化合物、一種含鑭系元素薄膜、以及使用該鑭系元素化合物形成含鑭系元素薄膜。

背景技術(shù)

鑭系元素基于與普通元素不同的電子構(gòu)型展現(xiàn)出獨(dú)特的物理特性，并且具有在電子以及發(fā)光和光學(xué)器件中的各種應(yīng)用。這些元素可以取決于器件尺寸以粉末或薄膜形式使用。

例如，含銪薄膜已經(jīng)是已知的，在其中將銪添加到柵極絕緣膜或光學(xué)材料中(例如，專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1已經(jīng)披露了當(dāng)通過化學(xué)氣相沉積(下文中縮寫為CVD)或原子層沉積(下文中縮寫為ALD)形成這種含銪薄膜時(shí)作為前體使用的三價(jià)的基于環(huán)戊二烯基的鑭系元素化合物或二價(jià)的基于環(huán)戊二烯基的鑭系元素化合物。

已經(jīng)將三(環(huán)戊二烯基)銪(下文中縮寫為EuCp₃)作為三價(jià)的基于環(huán)戊二烯基的鑭系元素化合物的實(shí)例進(jìn)行披露。

已經(jīng)將Eu(Me₅Cp)₂作為二價(jià)的基于環(huán)戊二烯基的鑭系元素化合物的實(shí)例進(jìn)行披露。

專利文獻(xiàn)2已經(jīng)披露了Eu(Me₄RCp)₂(R是乙基、正丙基、正丁基、或正戊基)(二價(jià)的基于環(huán)戊二烯基的鑭系元素化合物)，其中包含Eu(Me₅Cp)₂中環(huán)戊二烯基的側(cè)鏈之一的甲基被長(zhǎng)鏈烷基取代。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：美國專利公開號(hào)7759746

專利文獻(xiàn)2：美國專利公開號(hào)8747965

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題

然而，當(dāng)被供應(yīng)時(shí)，專利文獻(xiàn)1所披露的具有環(huán)戊二烯基的三價(jià)鑭系元素化合物多數(shù)是難以處理的固體。具有環(huán)戊二烯基的三價(jià)鑭系元素化合物還具有低的熱穩(wěn)定性。

在該鑭系元素化合物中的環(huán)戊二烯基不被取代或具有一個(gè)取代基的情況下，該化合物傾向于形成聚合物。當(dāng)形成聚合物時(shí)，蒸氣壓通常下降，這使得難以確保形成含鑭系元素薄膜所需的蒸氣量。

然而，在該化合物具有四個(gè)或五個(gè)側(cè)鏈的情況下，蒸氣壓傾向于下降并且熔點(diǎn)傾向于升高。由于與閥門和其他零件的耐熱性相關(guān)的問題，CVD或ALD中使用的成分容器和管道的加熱溫度通常設(shè)定為不高于特定溫度(例如，180℃)。在蒸氣壓下降的情況下，不能在特定溫度下將充足的鑭系元素化合物蒸氣供應(yīng)到基底上，并且成膜速度降低，這導(dǎo)致通過量降低的問題。在熔點(diǎn)高并且鑭系元素化合物在供應(yīng)溫度下是固體的情況下，難以穩(wěn)定地供應(yīng)鑭系元素化合物。