DE112007001558T5

DE112007001558T5 - Organometallische Verbindungen mit sterisch gehinderten Amiden

Info

Publication number: DE112007001558T5
Application number: DE112007001558T
Authority: DE
Inventors: Scott Meiere
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2009-05-07
Also published as: WO2008005490A1; US20080032062A1; TWI405767B; US7956168B2; KR20090033263A; JP2009542687A; KR101520104B1; TW200813075A; US20110206863A1

Abstract

Organometallische Verbindung, dargestellt durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ Lind R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf organometallische Verbindungen, die sterisch gehinderte Amide enthalten, auf ein Verfahren zur Erzeugung der organometallischen Verbindungen, die sterisch gehinderte Amide enthalten, sowie auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Films oder Überzuges aus organometallischen Vorläuferverbindungen, die sterisch gehinderte Amide enthalten.
Hintergrund der Erfindung
Chemische Dampfabscheidungsverfahren werden zur Ausbildung von Filmen aus Material auf Substraten wie z. B. Wafern oder andere Oberflächen während der Herstellung oder Verarbeitung von Halbleitern verwendet. In der chemischen Dampfabscheidung wird ein Vorläufe der chemischen Dampfabscheidung, der auch als eine Verbindung der chemischen Dampfabscheidung bekannt ist, thermisch, chemisch, photochemisch oder durch Plasmaaktivierung zersetzt, um einen dünnen Film mit einer erwünschten Zusammensetzung auszubilden. Beispielsweise kann ein Dampfphasenvorläufer der chemischen Dampfabscheidung mit einem Substrat in Kontakt gebracht werden, das auf eine Temperatur erwärmt worden ist, die über der Zersetzungstemperatur des Vorläufers liegt, um einen Metall- oder Metalloxidfilm auf dem Substrat auszubilden. Vorzugsweise sind die Vorläufer der chemischen Dampfabscheidung flüchtig, unter Wärme zersetzbar und dazu imstande, unter den Bedingungen der chemischen Dampfabscheidung gleichförmige Filme zu erzeugen.
Die Halbleiterindustrie bedenkt gegenwärtig die Verwendung dünner Filme aus unterschiedlichen Metallen für eine Vielzahl von Anwendungen. Viele organometallische Komplexe sind als mögliche Vorläufer für die Ausbildung dieser drinnen Filme bewertet worden. In der Industrie besteht ein Bedarf nach einer Entwicklung neuer Verbindungen und nach einer Erforschung ihres Potenzials als Vorläufer der chemischen Dampfabscheidung für Filmabscheidungen.
Materialien auf Lanthanidbasis wie z. B. Oxide, Silicate, Aluminate und Silizium/Aluminium-Oxinitriden sind Kandidaten für 'High-k'-Dielektrika in Halbleitervorrichtungen der nächsten Generation. Aufgrund der inhärenten Eigenschaften der Lanthanide wie z. B. den größeren Atomradien (im Vergleich zu Übergangsmetallen), der Mitwirkung der f-Orbitale und der Neigung zu der+3-Oxidationsstufe (Cotton, F.A.; Wilkenson, G.W. Advanced Inorganic Chemistry; Schumann et al., Chem. Rev. 2002, 102, 1851) haben Lanthanidsysteme häufig hohe Koordinationszahlen und bilden Dimere, höhere Oligomere und/oder Addukte mit anderen Molekülen aus. Dieses Szenario trifft für viele Systeme auf Amidbasis zu und beschränkt die Verfügbarkeit stabiler Verbindungen mit einer ausreichenden Flüchtigkeit für Anwendungen der chemischen Dampfabscheidung sowie der Atomlagenabscheidung drastisch.
Die US Patentanmeldungen Nr. US 2002/0 187 644 A1 und US 2002/0 175 393 A1 offenbaren Metalloamid-Vorläuferzusammensetzungen, die berichtetermaßen einen Nutzen zur Ausbildung dielektrischer dünner Filme haben wie z. B. Gatedielektrikumsmetalloxide mit hoher dielektrischer Konstante, und ferroelektrische Metalloxide, sowie ein Niedertemperaturverfahren der chemischen Dampfabscheidung zur Abscheidung derartiger dielektrischer dünner Filme, welche die Zusammensetzungen nutzen.
Bei der Entwicklung von Verfahren zur Ausbildung dünner Filme durch die Verfahren der chemischen Dampfabscheidung oder Atomlagenabscheidung besteht ein anhaltender Bedarf nach Vorläufern, die vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssig sind, einen adäquaten Dampfdruck sowie eine geeignete Wärmebeständigkeit aufweisen (d. h. die Vorläufer zersetzen sich bei der chemischen Dampfabscheidung auf dem erwärmten Substrat, nicht jedoch während der Abgabe, und bei der Atomlagenabscheidung zersetzen sie sich nicht thermisch, sondern reagieren, wenn sie einem Reaktionspartner ausgesetzt werden), die gleichförmige Filme ausbilden können und wenn überhaupt sehr wenig unerwünschte Verunreinigungen hinterlassen (z. B. Halogenide, Kohlenstoff usw.). Somit besteht ein anhaltender Bedarf nach der Entwicklung neuer Verbindungen und nach der Erforschung ihres Potenzials als chemischer Dampf- oder Atomlagenabscheidungsvorläufer für Filmabscheidungen. Beim Stand der Technik wäre daher die Bereitstellung eines Vorläufers erwünscht, der einige oder vorzugsweise sämtliche der obigen Charakteristika aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich zum Teil auf organometallische Verbindungen, dargestellt durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist,; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einer sterischen Masse, die zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist.
Diese Erfindung bezieht sich auch zum Teil auf ein Verfahren für die Herstellung einer organometallischen Verbindung, wobei im Zuge des Verfahrens (i) in einem ersten Kessel eine stickstoffhaltige Verbindung mit einem Alkalimetall oder mit einer Alkalimetall enthaltenden Verbindung oder mit einem Erdalkalimetall oder mit einer Erdalkalimetall enthaltenden Verbindung unter Vorhandensein eines Lösungsmittels und bei Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, die dazu ausreichen, ein erstes Reaktionsgemisch zu erzeugen, das ein Ausgangsmaterial aufweist, (ii) das Ausgangsmaterial einem zweiten Kessel zugefügt wird, der eine Metallquellverbindung und optional eine Aminverbindung enthält, (iii) in dem zweiten Kessel das Ausgangsmaterial mit der Metallquellverbindung und der optionalen Aminverbindung unter Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, die zur Erzeugung eines zweiten Reaktionsgemisches ausreichen, das die organometallische Verbindung enthält, und (iv) die organometallische Verbindung von dem zweiten Reaktionsgemisch getrennt wird; wobei die organometallische Verbindung durch die Formel M(NR₁R₂)_x dargestellt ist, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₁ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einer sterischen Masse, die zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist. Die Ausbeute an organometallischen Verbindungen, die sich aus dem Verfahren dieser Erfindung ergeben, kann 60% oder mehr, vorzugsweise 75% oder mehr, und bevorzugter 90% oder mehr betragen.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin zum Teil auf ein Verfahren zur Herstellung eines Films, Überzuges oder Pulvers mittels Zersetzung einer organometallischen Vorläuferverbindung, die dargestellt ist durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₁)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist; wodurch der Film, der Überzug oder das Pulver erzeugt wird. Typischerweise erfolgt die Zersetzung der organometallischen Vorläuferverbindung thermisch, chemisch, photochemisch oder plasmaaktiviert.
Außerdem bezieht sich die Erfindung weiterhin zum Teil auf organometallische Vorläuferverbindungsgemische, die versehen sind mit (a) einer organometallischen Vorläuferverbindung, dargestellt durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder miterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist; und (b) mit einer oder mehreren unterschiedlichen organometallischen Vorläuferverbindungen (z. B. einer Hafnium, Aluminium, Strontium, Barium oder Titan enthaltenden organometallischen Vorläuferverbindung).
Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf Abscheidungen der 'nächsten Generation' einschließlich von Lanthanidvorläufern auf Amidbasis. Diese Vorläufer können gegenüber den anderen bekannten Vorläufern Vorteile aufweisen. Diese Lanthan enthaltenden Materialien können für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, wie z. B. als Dielektrika, Barrieren und Elektroden, und in vielen Fällen weisen sie gegenüber den anderen Metall enthaltenden Filmen verbesserte Eigenschaften auf (Wärmebeständigkeit, erwünschte Morphologie, geringere Diffusion, niedrigere Leckage, geringeres Einfangen von Ladungen, und ähnliches).
Die Erfindung weist verschiedene Vorteile auf. Zum Beispiel sind die Verfahren der Erfindung bei der Erzeugung organometallischer Verbindungen nützlich, die variierende chemische Strukturen und physikalische Eigenschaften haben. Aus den organometallischen Verbindungsvorläufern erzeugte Filme können mit einer kurzen Inkubationszeit abgeschieden werden, und die von den organometallischen Verbindungsvorläufern abgeschiedenen Filme weisen eine gute Glätte auf.
Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf Vorläufer der chemischen Dampfabscheidung und der Atomlagenabscheidung für Vorrichtungen der nächsten Generation, und insbesondere sind organometallische Vorläufer bevorzugt, die bei Raumtemperatur, d. h. bei 20°C, flüssig sind.
Die organometallischen Vorläuferverbindungen dieser Erfindung können erwünschte Eigenschaften eines Atomlagenabscheidungsvorläufers für Anwendungen bereitstellen, die Nanolaminatstrukturen hintereinander mit anderen Materialien, beispielsweise einem Al₂O₃.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Wie oben angegeben bezieht sich diese Erfindung auf organometallische Verbindungen, die durch die Formel M(NR₁R₂)_x dargestellt sind, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist. Die organometallischen Venbindungen dieser Erfindung sind vorzugsweise bei 20°C flüssig.
Eine Aufrechterhaltung der monomeren Natur der organometallischen Moleküle ist für das Erreichen einer ausreichenden Flüchtigkeit wichtig. Die Ausbildung von Dimeren, Oligomeren oder anderen Spezies, die zwei oder mehrere metallische Mittelpunkte aufweisen, kann die Verbindung zu groß ausfallen lassen, weshalb das zusätzliche Molekulargewicht den Einsatz als Vorläufer begrenzen kann.
Der sterische Anspruch des organometallischen Moleküls, der durch die großen Amidliganden vermittelt wird, ist für eine Verhinderung der Ausbildung von Dimeren, Oligomeren oder anderen, zwei oder mehrere Metallmittelpunkte aufweisende Spezies wichtig, welche die Flüchtigkeit begrenzen können. Darüber hinaus verhindert der sterische Anspruch Koordinationszahlen, die größer als die Oxidationsstufe des Zentralelements sind, was zur Verhinderung der Ausbildung von weniger flüchtigen und stärker polaren Spezies beiträgt (z. B. von den auf "at" endenden Verbindungen, die Alkalimetalle (z. B. Li) und Halogene (z. B. Cl) einschließen können, sollten diese bei der Reaktion vorhanden sein). Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Fällen eine Koordinierung eines kleinen neutralen Moleküls (z. B. Diethylether, Trimethylamin), obgleich dies technisch gesehen die Koordinationszahl größer als die Oxidationsstufe des Zentralelements werden lässt, einen Vorläufer mit akzeptablen Eigenschaften erbringen kann, weshalb dies im Rahmen dieser Erfindung liegt.
Die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung haben vorzugsweise einen sterischen Anspruch, der größer als der sterische Anspruch von Tris(diethylamino)lanthan oder Tris(diisopropylamino)lanthan ist.
Das Molekulargewicht der organometallischen Moleküle wird durch die Erfordernis einer ausreichenden Flüchtigkeit begrenzt. Obgleich ein Molekül monomer ausfallen und eine Koordinationszahl haben kann, die äquivalent zu der Oxidationsstufe des Zentralelements ist, kann sich die Verbindung, wenn die Liganden zu groß sind (d. h. ein hohes Molekulargewicht haben), aufgrund der Ermangelung eines Dampfdrucks für einen Vorläufer als nicht nützlich erweisen. Die organometallischen Moleküle dieser Erfindung sind vorzugsweise neutrale Moleküle, die keine Dimere, Oligomere, oder andere Spezies sind, die zwei oder mehrere metallische Mittelpunkte aufweisen.
Typischerweise haben die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung ein Molekulargewicht von weniger als etwa 1000, vorzugsweise von weniger als etwa 750, und bevorzugter von weniger als etwa 500.
Die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung haben einen für die Dampfabscheidung ausreichenden Schmelzpunkt. Typischerweise haben die organometallischen Verbindungen einen Schmelzpunkt von weniger als etwa 200°C, vorzugsweise von weniger als etwa 100°C, und bevorzugter von weniger als etwa 50°C.
Die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung verfügen über eine Flüchtigkeit, die für die Dampfabscheidung geeignet ist. Typischerweise haben die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung eine Flüchtigkeit von mindestens 0,1 torr bei 200°C, vorzugsweise eine Flüchtigkeit von mindestens 0,1 torr bei 150°C, und bevorzugter eine Flüchtigkeit von mindestens 0,1 torr bei 100°C.
Die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung weisen eine Wärmebeständigkeit auf, die für die Dampfabscheidung ausreicht. Typischerweise haben die organometallischen Verbindungen eine Wärmebeständigkeit, bei der sich weniger als etwa 1 Gewichtsprozent der organometallischen Verbindung bei einer Temperatur von 100°C während eines Zeitraums von 1 Tag zersetzt, vorzugsweise eine Wärmebeständigkeit, bei der sich weniger als etwa 1 Gewichtsprozent der organometallischen Verbindung bei einer Temperatur von 100°C während eines Zeitraums von 1 Monat zersetzt, und bevorzugter eine Wärmebeständigkeit, bei der sich weniger als etwa 1 Gewichtsprozent der organometallischen Verbindung bei einer Temperatur von 100°C während eines Zeitraums von 1 Jahr zersetzt.
Typischerweise sind R₁ und R₂ identisch oder unterschiedlich und sind unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, tert-Amyl, Cyclohexadienyl, Adamantyl, Phenyl, Benzyl, Silyl, Dimethylsilyl, Diethylsilyl, Trimethylsilyl, Triethylsilyl, Dimethylethylsilyl, Diethylmethylsilyl und ähnliches.
Im Allgemeinen sind R₁ und R₂ identisch oder unterschiedlich und unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl; ein substituierter oder nicht-substituierter, gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff, aromatischer Kohlenwasserstoff, zykloaliphatischer Kohlenwasserstoff, aromatischer Heterozyklus, zykloaliphatischer Heterozyklus, Alkylhalogenid, mit Silylat versetzter Kohlenwasserstoff, Ether, Polyether, Thioether, Ester, Lacton, Amid, Amin, Polyamin, Nitril; oder Gemische daraus. R₁ und R₂ können auch substituierte oder nicht-substituierte, gesättigte oder ungesättigte zyklische Amido- oder Aminogruppen enthalten, zum Beispiel, Aziridinyl, Azetidinyl, Pyrrolidinyl, Thiazolidinyl, Piperidinyl, Pyrrolyl, Pyridinyl, Pyrimidinyl, Pyrrolinyl, Pyrazolyl, Thiazolyl, Oxazolyl, Imidazolyl, Imidazolidinonyl, Imidazolidinethionyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Carbazolyl, Triazolyl, Indolyl und Purinyl. Vorzugsweise sind R₁ und R₂ jeweils gleich oder unterschiedlich und unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, oder Gemische daraus.
Typischerweise ist M ein Element der Gruppe 2 (z. B. Sr, Ba), der Gruppe 3 (z. B. Sc, Y), der Gruppe 13 (Al, Ga) oder ein Element der Lanthanide (z. B. La, Ce, Pr, Nd, Dy, Er und Yb). M kann auch ein Element der Gruppe 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18 oder ein Element der Actinide sein. M wird vorzugsweise aus einem Element der Gruppe 2, 13, 14, einem Übergangsmetall oder einem Element der Lanthanide ausgewählt. Bevorzugter wird M aus Sr, Ba, Sc, Y, Al, Ga, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ausgewählt.
Illustrative organometallische Verbindungen dieser Erfindung umfassen zum Beispiel Tris(bis(cyclohexyl)amino)lanthan, Tris(tert-butylisopropyl)amino)lanthan, Tris(bis(dimethylsilyl)amino)lanthan, Tris((trimethylsilyl)(dimethylethylsilyl)amino)lanthan, Tris(bis(tert-butyl)amino)lanthan, Tris(bis(tert-amyl)amino)lanthan, Tris(tert-amyl-tert-butylamino)lanthan, Tris(tert-butyltrimethylsilylamino)lanthan, Tris(bis(dimethylethylsilyl)amino)lanthan, und ähnliches. Bevorzugte organometallische Verbindungen umfassen beispielsweise Lanthanamide.
In einer Ausführungsform dieser Erfindung umfassen die organometallischen Verbindungen zum Beispiel Tris(bis(dimethylsilyl)amino)lanthan, Tris((trimethylsilyl)(dimethylethylsilyl)amino)lanthan und Tris(bis(dimethylethylsilyl)amino)lanthan.
In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung schließen die organometallischen Verbindungen beispielsweise Tris(bis(cyclohexyl)amino)lanthan, Tris(tert-butylisopropyl)amino)lanthan, Tris(bis(tert-butyl)amino)lanthan, Tris(bis(tert-amyl)amino)lanthan, Tris(tert-amyl-tert-butylamino)lanthan, und Tris(tert-butyltrimethylsilylamino)lanthan ein.
Illustrative organometallische Verbindungen dieser Erfindung können durch die folgende Formel dargestellt werden:
Die organometallischen Vorläuferverbindungen dieser Erfindung können homoleptisch sein, d. h. alle R-Radikale sind gleich wie z. B. tris(bis(tert-Amyl)amino)lanthan oder sie sind heteroleptisch, d. h. ein oder mehrere der R-Radikale unterscheiden sich voneinander wie z. B. Tris(tert-butyltrimethylsilylamino)lanthan.
Wie oben angegeben bezieht sich diese Erfindung auch auf ein Verfahren für die Herstellung einer organometallischen Verbindung, wobei im Zuge des Verfahrens (i) in einem ersten Kessel eine stickstoffhaltige Verbindung mit einem Alkalimetall oder mit einer Alkalimetall enthaltenden Verbindung oder mit einem Erdalkalimetall oder mit einer Erdalkalimetall enthaltenden Verbindung unter Vorhandensein eines Lösungsmittels und bei Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, die dazu ausreichen, ein erstes Reaktionsgemisch zu erzeugen, das ein Ausgangsmaterial aufweist, (ii) das Ausgangsmaterial einem zweiten Kessel zugefügt wird, der eine Metallquellverbindung und optional eine Aminverbindung enthält, (iii) in dem zweiten Kessel das Ausgangsmaterial mit der Metallquellverbindung und optional der Aminverbindung unter Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, die zur Erzeugung eines zweiten Reaktionsgemisches ausreichen, das die organometallische Verbindung enthält, und (iv) die organometallische Verbindung von denn zweiten Reaktionsgemisch getrennt wird; wobei die organometallische Verbindung durch die Formel M(NR₁R₂)_x dargestellt ist, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; wobei R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder unsubstituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; und wobei x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist. Die Ausbeute an organometallischen Verbindungen, die sich aus dem Verfahren dieser Erfindung ergibt, kann 60% oder mehr, vorzugsweise 75% oder mehr, und bevorzugter 90% oder mehr betragen.
In den hier beschriebenen Verfahren kann das Ausgangsmaterial der Metallquellverbindung, z. B. ein Metallhalogenid, ein Metallpseudohalogenid, und ähnliches, aus einer großen Vielzahl von beim Stand der Technik bekannten Verbindungen ausgewählt werden. Die Erfindung bevorzugt hier am meisten Metalle, die von Sr, Ba, Sc, Y, Al, Lanthaniden und ähnlichem ausgewählt sind. Illustrative Metallguellverbindungen umfassen beispielsweise La(CF₃SO₃)₃, LaCl₃, LaBr₃, LaI₃, SrCl₂, und ähnliches. Andere illustrative Metallquellverbindungen schließen zum Beispiel La(OiPr)₃ und ähnliches ein. Bevorzugte Metallquellverbindungen umfassen beispielsweise Lanthanidhalogenide und Lanthanid-Trifluormethansulfonat. Das Ausgangsmaterial der Metallquellverbindung kann typischerweise jede Verbindung oder reines Metall sein, dass das zentrale Metallatom enthält.
Die Verfahren dieser Erfindung zur Synthetisierung organometallischer Verbindungen mit großen Amidliganden können auch Metallquellverbindungen auf Trifluormethansulfonat-Basis verwenden. Während die meisten Metallamidverbindungen berichtetermaßen aus den Metallhalogeniden (z. B. LaCl₃) synthetisiert werden, können die Reaktionsraten bei großen Amidverbindungen aufgrund des größeren sterischen Profils der Liganden langsam bzw. nicht erfassbar ausfallen. Daher eignen sich die Trifluormethansulfonat-Verbindungen, die bessere austretende Gruppen haben, für diese Anwendung auch besser. Darüber hinaus verbleiben die resultierenden Trifluormethansulfonat-Ionen im Vergleich zu Halogeniden (z. B. Cl) weniger wahrscheinlich in der Koordinationssphäre (z. B. Brückenbildung) und sind daher für die Erzeugung neutraler monomerer Spezies besser geeignet. Zusätzlich kann die gesteigerte Löslichkeit der großen Amide sowie der Trifluormethansulfonate eine Verwendung von Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln erfordern (z. B. Toluen), das in denjenigen Fällen erwünscht sein kann, bei denen sich eine Koordinierung eines heteroatomhaltigen Lösungsmittels (z. B. Tetrahydrofuran oder Ether) mit der erwünschten Verbindung als problematisch erweist.
Die Konzentration des Ausgangsmaterials der Metallquellverbindung kann über einen großen Bereich hinweg variieren und muss lediglich eine minimale Menge aufweisen, die für die Reaktion mit dem Ausgangsmaterial und optional mit der Aminverbindung erforderlich ist, sowie die gegebene Metallkon zentration haben, die erwünschterweise benutzt werden soll und die die Grundlage für mindestens diejenigen Menge an Metall bereitstellt, die für die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung erforderlich ist. Im Allgemeinen sollten in Abhängigkeit von der Größe die Reaktionsgemisch-Ausgangsmaterialkonzentrationen der Metallquellverbindung im Bereich von etwa I Millimol oder weniger bis zu etwa 10.000 Millimol oder darüber für die meisten Verfahren ausreichen.
In den hier beschriebenen Verfahren können die Aminverbindungen aus einer großen Vielzahl von beim Stand der Technik bekannten Verbindungen ausgewählt werden. Illustrative Aminverbindungen umfassen zum Beispiel Diisopropylamin, Di-tert-amylamin, tert-Butylisopropylamin, Di-tert-butylamin, Dicyclohexylamin, tert-Butyltrimethylsilylamin, Diethyltetramethyldisilazan und ähnliches. Bevorzugte Aminverbindungsstartmaterialien können durch die Formel NR₃R₄R₅ dargestellt werden, wobei R₃, R₄ und R₅ jeweils identisch oder unterschiedlich und unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl; ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff, aromatischer Kohlenwasserstoff, zykloaliphatischer Kohlenwasserstoff, aromatische- Heterozyklus, Alkylhalogenid, mit Silylat versetzter Kohlenwasserstoff, Ether, Polyether, Thioether, Ester, Lacton, Amid, Amin, Polyamin, Nitril oder Gemische daraus sind. Die Aminverbindingen können zyklische und Chelat bildende Systeme beinhalten. Die Aminverbindungen können mich das HCl-Salz von Aminen wie z. B. Ammoniumchlorid, Dimethylammoniumchlorid und ähnliches enthalten. Vorzugsweise sind R₃, R₄ und R₅ jeweils identisch oder unterschiedlich und unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Gemische daraus. Bevorzugte Aminverbindungen umfassen beispielsweise Di-tert-amylamin, tert-Butylisopropylamin, Di-tert-butylamin, tert-Butyltrimethylsilylamin und Diethyltetramethyldisilazan.
Die Konzentration des Ausgangsmaterials der Aminverbindung kann über einen großen Bereich hinweg variieren und muss lediglich die minimale Menge bereitstellen, die für die Reaktion mit dem Ausgangsstartmaterial und der Metallquellverbindung notwendig ist. Im Allgemeinen sollten in Abhängigkeit von der Größe des Reaktionsgemisches Ausgangsmaterialkonzentrationen der Aminverbindung im Bereich von etwa 1 Millimol oder weniger bis zu etwa 10.000 Millimol oder mehr für die meisten Verfahren ausreichen.
In den hier beschriebenen Verfahren kann das Ausgangsstartmaterial aus einer großen Vielzahl von beim Stand der Technik bekannten Verbindungen ausgewählt werden. Illustrative Startmaterialien beinhalten jede Basis mit einem pKa-Wert von mehr als etwa 10, vorzugsweise mehr als etwa 20, und bevorzugter mehr als etwa 25. Das Ausgangsmaterial ist vorzugsweise Lithium-diisopropylamid, Lithium-di-tert-amylamid, Lithium-tert-butylisopropylamid, Lithium-di-tert-butylamid, Natrium-di-tert-butylamid, Lithium-dicyciohexylamid, Lithium-tert-butyltrimethylsiIylamid, Lithiuin-bis(ethyidimethylsilyl)amid und ähnliches. Lithiumamide sind bevorzugte Ausgangsstartmaterialien.
Die Konzentration des Ausgangsstartmaterials kann über einen großen Bereich hinweg variieren und muss lediglich die minimale Menge bereitstellen, um mit dem Aminverbindungsstartmaterial und der Metallquellverbindung reagieren zu können. Im Allgemeinen sollten in Abhängigkeit von der Größe des ersten Reaktionsgemisches die Ausgangsstartmaterialkonzentrationen in dem Bereich von etwa 1 Millimol oder weniger bis zu etwa 10.000 Millimol oder darüber für die meisten Verfahren ausreichen.
In einer Ausführungsform kann das Ausgangsstartmaterial vor Ort hergestellt werden, zum Beispiel lithiierte Amide und ähnliches. Eine Vor-Ort-Herstellung des Ausgangsstartmaterials in dem Reaktions behälter unmittelbar vor der Reaktion mit der Metallquellverbindung ist vom Blickwinkel der Reinheit her nützlich, da der Bedarf nach der Isolierung und Handhabung jeglicher reaktiver Feststoffe eliminiert wird. Außerdem ist sie weniger kostspielig.
Befindet sich das vor Ort erzeugte Ausgangsstartmaterial an Ort und Stelle, kann die Hinzufügung der Metallquellverbindung, z. B. La(CF₃SO₃)₃, durch eine Flüssigkeits- oder Feststoffzufügung oder in einigen Fällen zweckmäßiger als eine Lösungsmittellösung oder -aufschlämmung durchgeführt werden. Obwohl bestimmte Metallquellverbindungen feuchtigkeitsempfindlich sind und in einer inerten Atmosphäre verwendet werden, wie z. B. Stickstoff, trifft dies allgemein in einem wesentlich niedrigeren Ausmaß als für die Aminverbindungen zu, zum Beispiel für lithiierte Amide, Amine und ähnliches. Weiterhin sind viele Metallquellverbindungen dichter und einfacher zu übertragen.
Das Ausgangsstartmaterial kann aus der Reaktion einer stickstoffhaltigen Verbindung und einem Alkali metall, oder mit einer Alkalimetall enthaltenden Verbindung, oder mit einem Erdalkalimetall oder mit einer Erdalkalimetall enthaltenden Verbindung hergestellt werden. Das Ausgangsstartmaterial kann durch konventionelle, beim Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden.
Die in dem Verfahren dieser Erfindung verwendete Lösungsmittel können alle gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffe, aromatischen Kohlenwasserstoffe, aromatischen Heterozyklen, Alkylhalogenide, mit Silylat versetzte Kohlenwasserstoffe, Ether, Polyether, Thioether, Ester, Thioester, Lacton, Amide, Amine, Polyamine, Nitrile, Siliconöle, andere aprotische Lösungsmittel, oder Gemische aus einem oder mehreren der obigen Stoffe sein, und bevorzugter Pentane, Heptane, Octane, Nonane, Decane, Xylen, Tetramethylbenzen, Dimethoxyethane, Diglyme, fluorierte Kohlenwasserstoffe, und Gemische aus einem oder mehreren dieser Stoffe; und am bevorzugtesten Hexane, Ether, THF, Benzen, Toluol, und Gemische aus einem oder mehreren der obigen Stoffe. Jedes geeignete Lösungsmittel kann verwendet werden, das die beabsichtigte Reaktion nicht übermäßig nachteilig beeinflusst. Auf Wunsch können Gemische aus einem oder mehreren unterschiedlichen Lösungsmitteln benutzt werden. Die verwendete Menge an Lösungsmittel ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch und muss lediglich diejenige Menge betragen, die zur Auflösung der Reaktionskomponenten in dem Reaktionsgemisch ausreicht. Im Allgemeinen kann die Menge an Lösungsmittel von etwa 5 Gewichtsprozent bis zu etwa 99 Gewichtsprozent oder mehr auf der Basis des Gesamtgewichts der Reaktionsgemisch-Startmaterialien reichen.
Die Reaktionsbedingungen für die Verfahren für die Reaktion des Ausgangsmaterials, der Metallquellverbindung, und optional der Aminverbindung, wie z. B. Temperatur, Druck und Kontaktzeitraum können ebenfalls in großem Ausmaß variieren und es kann jede geeignete Kombination derartiger Bedingungen verwendet werden. Die Reaktionstemperatur kann die Rückflusstemperatur jedes der oben genannten Lösungsmittel sein. Bevorzugter liegt sie zwischen etwa –80kC bis etwa 150CC, und am bevorzugtesten zwischen etwa 20CC bis etwa 80CC°°°° Normalerweise wird die Reaktion unter Umgebungsdruck durchgeführt und der Kontaktzeitraum kann von einem Zeitraum von Sekunden oder Minuten bis zu einigen Stunden oder länger dauern. Die Recktanten können in jeder Reihenfolge zu dem Reaktionsgemisch hinzugefügt oder mit diesem kombiniert werden. Der verwendete Umrührzeitraum kann von etwa 0,1 bis etwa 400 Stunden, vorzugsweise von etwa 1 bis 75 Stunden, und bevorzugter von etwa 4 bis zu 16 Stunden für alle Schritte reichen. In der Ausführungsform dieser Erfindung, die in einem einzelnen Kessel durchgeführt wird, wird das Ausgangsmaterial nicht von dem ersten Reaktionsgemisch getrennt, bevor es mit der Metallquellverbindung und optional mit der Aminverbindung reagiert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Metallquellverbindung dem ersten Reaktionsgemisch bei Umgebungstemperatur oder bei einer Temperatur zugeführt, die über der Umgebungstemperatur liegt.
Die organometallischen Verbindungen, die aus der Reaktion des Ausgangsmaterials, der Metallquellverbindung und optional der Aminverbindung erzeugt werden, können aus einer großen Vielzahl von Verbindungen ausgewählt werden. Für die Zwecke dieser Erfindung umfassen organometallische Verbindungen solche Verbindungen mit einer Metall-Stickstoff-Bindung. Die illustrativen organometallischen Verbindungen schließen beispielsweise Metallamide, Metallamine und ähnliches ein.
Die organometallischen Verbindungen dieser Erfindung können auch durch ein Verfahren mit einem Kessel erzeugt werden. Das Verfahren mit einem Kessel eignet sich für eine Produktion im großen Maßstab besonders gut, da es unter Verwendung der gleichen Ausrüstung, einigen der gleichen Reagenzien und Verfahrensparameter durchgeführt werden kann, die auf einfache Weise angepasst werden können, um einen großen Bereich von Produkten herzustellen. Das Verfahren stellt die Synthese organometallischer Verbindungen unter Verwendung eines Verfahrens bereit, bei dem alle Manipulationen in einem einzigen Behälter durchgeführt werden können und wobei die Steuerung der organometallischen Verbindungen keine Isolierung eines Zwischenkomplexes beteiligt. Ein Verfahren mit einem Kessel ist in der US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 10/678,074, ausgegeben am 6. Oktober 2003 beschrieben, wobei diese Anmeldung hier als Referenz dient.
Für organometallische Verbindungen, die aus dem Verfahren dieser Erfindung hergestellt worden sind, kann sich eine Reinigung mittels Rekristallisation, bevorzugter mittels Extraktion von Reaktionsrückständen (z. B. Hexan) und Chromatographie, und am bevorzugtesten durch Sublimation und Destillation vollziehen.
Für den Fachmann versteht sich, dass zahlreiche Änderungen in den hier ausführlich beschriebenen Verfahren erfolgen können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der in den beiliegenden Ansprüchen genauer definiert wird.
Beispiele von Techniken die zur Charakterisierung der durch die oben beschriebenen synthetischen Verfahren ausgebildeten organometallischen Verbindungen verwendet werden können, beinhalten, ohne sich darauf zu begrenzen, die analytische Gaschromatographie, Kernspinresonanz, thermogravimetrische Analyse, induktiv gekoppelte Plasmamassenspektrometrie, Differentialrasterkalorimetrie, Dampfdruck- und Viskositätsmessungen.
Die relativen Dampfdrücke oder relative Flüchtigkeit der oben beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufern können durch beim Stand der Technik bekannte thermogravimetrische Analysetechniken gemessen werden. Ebenfalls können Gleichgewichtsdampfdrücke gemessen werden, beispielsweise indem alle Gase aus einem abgedichteten Behälter entleert werden, woraufhin Dämpfe der Verbindungen in den Behälter eingeleitet werden und der Druck auf beim Stand der Technik bekannte Weise gemessen wird.
Die hier beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufer sind vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssig, d. h. bei 20°C, und sie eignen sich gut für die In-situ-Herstellung von Pulvern und Überzögen.
Beispielsweise kann ein flüssiger organometallischer Verbindungsvorläufer dem Substrat zugeführt und anschließend auf eine Temperatur erwärmt werden, die für die Zersetzung des Vorläufers ausreicht, wodurch ein Metall- oder Metalloxidüberzug auf dem Substrat ausgebildet wird. Die Zufülhrung eines flüssigen Vorläufers zu dem Substrat kann mittels Anstreichen, Sprühen, Eintauchen oder durch andere beim Stand der Technik bekannte Techniken erfolgen. Die Erwärmung kann in einem Ofen, mit einer Wärmekanone, durch eine elektrische Erwärmung des Substrats, oder durch andere beim Stand der Technik bekannte Anordnungen erfolgen. Ein geschichteter Überzug kann erhalten werden, indem ein organometallischer Verbindungsvorläufer zugeführt, erwärmt und zersetzt wird, wodurch ein erster Überzug ausgebildet wird, gefolgt von mindestens einem weiteren Überzug aus dem gleichen oder unterschiedlichen Vorläufern, und einem weiteren Erwärmen.
Flüssige organometallische Verbindungsvorläufer wie z. B. die oben beschriebenen Vorläufer können auch zerstäubt und auf ein Substrat gesprüht werden. Zerstäubungs- und Sprühanordnungen wie z. B. Düsen, Vernebler sowie andere benutzbare Vorrichtungen sind beim Stand der Technik bekannt.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird eine organometallische Verbindung wie z. B. die oben beschriebene in Gasphasen-Abscheidungstechniken zur Ausbildung von Pulvern, Filmen oder Überzügen benutzt. Die Verbindung kann als ein einzelner Quellvorläufer oder zusammen mit einem oder mehreren anderen Vorläufern verwendet werden, zum Beispiel mit Dampf, der durch Erwärmung mindestens einer weiteren organometallischen Verbindung bzw. eines Metallkomplexes erzeugt worden ist. Auch kann mehr als ein organometallischer Verbindungsvorläufer wie z. B. derjenige, der oben beschrieben worden ist, in einem gegebenen Verfahren verwendet werden.
Wie oben angegeben bezieht sich diese Erfindung auf organometallische Vorläufergemische, die versehen sind mit (a) einer organometallischen Vorläuferverbindung, dargestellt durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist; und (b) einer oder mehreren unterschiedlichen organometallischen Vorläuferverbindungen (z. B. eine Hafnium, Aluminium, Strontium, Barium, Titan enthaltende organometallische Vorläuferverbindung).
Die Abscheidung kann unter Anwesenheit anderer Gasphasenkomponenten durchgeführt werden. in einer Ausführungsform der Erfindung wird die Filmabscheidung unter Anwesenheit mindestens eines nicht-reaktiven Trägergases ausgeführt. Beispiele von nicht-reaktiven Gasen umfassen inerte Gase, z. B. Stickstoff, Argon, Helium, sowie andere Gase, die nicht mit dem organometallischen Verbindungsvorläufer unter den Verfahrensbedingungen reagieren. In anderen Ausführungsformen wird die Filmabschei dung unter Anwesenheit mindestens eines reaktiven Gases durchgeführt. Einige der verwendbaren reaktiven Gase beinhalten, ohne sich darauf zu begrenzen, Hydrazin, Sauerstoff, Wasserstoff, Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft, Ozon (O₃), Stickstoffoxid (N₂O), Wasserdampf, organische Dämpfe, Ammoniak und anderes. Wie beim Stand der Technik bekannt begünstigt das Vorhandensein eines oxidierenden Gases wie z. B., Luft Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft, O₃, N₂O oder ein Dampf einer oxidierenden organischen Verbindung die Ausbildung eines Metalloxidfilms.
Wie oben angegeben bezieht sich diese Erfindung auch zum Teil auf ein Verfahren zur Herstellung eines Films, Überzuges oder Pulvers. Das Verfahren umfasst den Schritt der Zersetzung mindestens eines organometallischen Verbindungsvorläufers, wodurch der Film, der Überzug oder das Pulver erzeugt wird, was nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird. Genauer bezieht sich diese Erfindung zum Teil auf ein Verfahren zur Herstellung eines Films, Überzuges oder Pulvers mittels Zersetzung einer organometallischen Vorläuferverbindung, die dargestellt ist durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nichtsubstituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist; wodurch der Film, der Überzug oder das Pulver erzeugt wird. Typischerweise erfolgt die Zersetzung der organometallischen Vorläuferverbindung thermisch, chemisch, photochemisch oder plasmaaktiviert.
Die hier beschriebenen Abscheidungsverfahren können zur Ausbildung eines Films, Pulvers oder Überzuges durchgeführt werden, der/das ein einzelnes Metall enthält, oder zur Ausbildung eines Films, Pulvers oder Überzuges, der/das ein einzelnes Metalloxid enthält. Mischfilme, -pulver oder -überzüge können ebenfalls abgeschieden werden, zum Beispiel Mischmetalloxidfilme. Ein Mischmetalloxidfilm kann beispielsweise dadurch ausgebildet werden, dass mehrere organometallische Vorläufer verwendet werden, wobei mindestens einer dieser Vorläufer aus den oben beschriebenen organometallischen Verbindungen ausgewählt wird.
Es kann eine Gasphasen-Filmabscheidung durchgeführt werden, um Filmüberzüge mit einer erwünschten Dicke auszubilden, beispielsweise in dem Bereich von etwa 1 nm bis zu mehr als 1 mm. Die hier beschriebenen Vorläufer eignen sich besonders zur Erzeugung dünner Filme, z. B. von Filmen mit einer Dicke in dem Bereich von etwa 10 nm bis zu etwa 100 nm. Die Filme dieser Erfindung können beispielsweise zur Herstellung von Metallelektroden, insbesondere als N-Kanal-Metallelektroden in Logikschaltungen, als Kondensatorelektroden für DRAM-Anwendungen, und als dielektrische Materialien berücksichtigt werden.
Das Verfahren eignet sich ebenfalls zur Herstellung von geschichteten Filmen, wobei sich mindestens zwei der Schichten in ihrer Phase oder Zusammensetzung unterscheiden. Beispiele von geschichteten Filmen umfassen Metall-Isolator-Halbleiter, und Metall-Isolator-Metall.
In einer Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, das den Schritt der Zersetzung von Dampf eines oben beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufers auf thermische, chemische, photochemische Weise oder durch Plasmaaktivierung umfasst, wodurch ein Film auf einem Substrat ausgebildet wird. Beispielsweise wird durch die Verbindung erzeugter Dampf mit einem Substrat in Kontakt gebracht, Glas eine Temperatur aufweist, die zur Zersetzung der organometallischen Verbindung und zur Ausbildung eines Films auf dem Substrat ausreicht.
Die organometallischen Verbindungsvorläufer können in Verfahren der chemischen Dampfabscheidung, oder genauer in beim Stand der Technik bekannten metallorganischen Verfahren der chemischen Dampfabscheidung verwendet werden. Beispielsweise können die oben beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufer in atmosphärischen sowie in Niederdruckverfahren der chemischen Dampfabscheidung benutzt werden. Die Verbindungen können in einer chemischen Heißwand-Dampfabscheidung verwendet werden, d. h. in einem Verfahren, bei dem die gesamte Reaktionskammer erwärmt wird, sowie in einer chemischen Dampfabscheidung vom Kaltwand- oder Warmwandtyp, d. h. einer Technik, bei der nur das Substrat erwärmt wird.
Die oben beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufer können ebenfalls in plasma- oder photogestützten Verfahren der chemischen Dampfabscheidung verwendet werden, bei der die Energie von einem Plasma bzw. elektromagnetische Energie für die Aktivierung des Vorläufers der chemischen Dampfabscheidung benutzt wird. Ebenfalls können die Verbindungen in ionenstrahl- und elektronenstrahlgestützten Verfahren der chemischen Dampfabscheidung verwendet werden, bei denen ein Ionen- bzw. ein Elektronenstrahl auf das Substrat gerichtet wird, um ihm zwecks Zersetzung eines Vorläufers der chemischen Dampfabscheidung Energie zuzuführen. Es können auch lasergestützte Verfahren der chemischen Dampfabscheidung benutzt werden, bei denen Laserlicht auf das Substrat gerichtet wird, um photolytische Reaktionen des Vorläufers der chemischen Dampfabscheidung auszulösen.
Das Verfahren der Erfindung kann in unterschiedlichen Reaktoren der chemischen Dampfabscheidung wie z. B. in Heißwand- oder Kaltwandreaktoren und in plasma-, strahlen- oder lasergestützten Reaktoren durchgeführt werden, die beim Stand der Technik bekannt sind.
Beispiele von Substraten, die unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung beschichtet werden können, umfassen feste Substrate wie z. B. Metallsubstrate, z. B. Al, Ni, Ti, Co, Pt, Ta; Metallaluminate; Metallsilicide, z. B. TiSi₂, CoSi₂, NiSi₂; Halbleitermaterialien, z. B. Si, SiGe, GaAs, InP, Diamant, GaN, SiC; Isolatoren, z. B. SiO₂, Si₃N₄, HfO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, Barium-Strontium-Titanat (BST); Barrierematerialien, z. B. TiN, TaN; oder Substrate, welche Kombinationen von Materialien einschließen. Weiterhin können Filme oder Überzüge auf Glas, Keramik, Kunststoff, wärmehärtenden Polymermaterialien und auf anderen Überzugs- oder Filmlagen abgeschieden werden. In bevorzugten Ausführungsformen findet die Filmabscheidung auf einem Substrat statt, das bei der Herstellung oder Verarbeitung elektronischer Komponenten verwendet wird. In anderen Ausführungsformen wird ein Substrat zur Abstützung einer Leiterabscheidung mit geringem Widerstand benutzt, die unter Anwesenheit eines Oxidationsmittels bei hoher Temperatur oder einem optischen Übertragungsfilm stabil ist.
Das Verfahren dieser Erfindung kann zur Abscheidung eines Films auf einem Substrat verwendet werden, das eine glatte flache Oberfläche hat. In einer Ausführungsform wird das Verfahren zur Abscheidung eines Films auf einem Substrat durchgeführt, das bei der Waferherstellung oder -verarbeitung benutzt wird. Beispielsweise kann das Verfahren zur Abscheidung eines Films auf gemusterten Substraten durchgeführt werden, die Merkmale wie z. B. Furchen, Öffnungen oder Durchgangslöcher aufweisen. Darüber hinaus kann das Verfahren der Erfindung auch in andere Schritte bei der Waferherstellung oder -verarbeitung integriert werden, z. B. der Maskierung, Ätzung und anderem.
Chemische Dampfabscheidungsfilme können in einer erwünschten Dicke abgeschieden werden. Zum Beispiel können Filme mit einer Dicke von weniger als 1 Mikrometer, vorzugsweise von weniger als 500 Nanometer und bevorzugter von weniger als 200 Nanometer abgeschieden werden. Ebenfalls können Filme hergestellt werden, die weniger als 50 Nanometer dick sind und die beispielsweise eine Dicke zwischen etwa 1 und etwa 20 Nanometer aufweisen.
Die oben beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufer können auch in dem Verfahren der Erfindung zur Ausbildung von Filmen mittels Techniken der Atomlagenabscheidung (ALD) oder der Atomlagenkeimbildung (ALN) verwendet werden, wobei ein Substrat alternierende Impulsen von Vorläufer-, Oxidationsmittel- und Inertgasströmen ausgesetzt wird. Sequentielle Lagenabscheidungstechniken sind beispielsweise in den US-Patenten Nr. 6 287 965 und 6 342 277 beschrieben. Die Offenbarungen beider Patenten dienen hier in ihrer Gesamtheit als Referenz.
Zum Beispiel wird in einem ALD-Zyklus ein Substrat schrittweise a) einem Inertgas; b) einem Inertgas führenden Vorläuferdampf; c) Inertgas, und d) Oxidationsmittel, alleine oder zusammen mit Inertgas ausgesetzt; Generell kann jeder Schritt so kurz ausfallen, wie dies die Ausrüstung erlaubt (z. B. Millisekunden) und so lange, wie dies das Verfahren erfordert (z. B. mehrere Sekunden oder Minuten). Die Dauer eines Zyklus kann von Millisekunden bis hin zu Minuten reichen. Der Zyklus wird über einen Zeitraum hinweg wiederholt, der von einigen Minuten bis hin ZU Stunden reichen kann. Die erzeugten Filme können wenige Nanometer dünn oder dicker sein, z. B. 1 Millimeter (mm).
Das Verfahren der Erfindung kann auch unter Verwendung überkritischer Fluide durchgeführt werden. Beispiele von Filmabscheidungsverfahren, die überkritische Fluide verwenden, welche beim derzeitigen Stand der Technik bekannt sind, umfassen die chemische Fluidabscheidung, die chemische Abscheidung mit Transport von überkritischem Fluid, die chemische Abscheidung von überkritischem Fluid, und die überkritische Eintauchabscheidung.
Chemische Fluidabscheidungsverfahren sind beispielsweise gut geeignet für die Herstellung hochreiner Filme und für das Abdecken komplexer Oberflächen und Auffüllen von Merkmalen großer Längenverhältnisse. Die chemische Fluidabscheidung ist beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5 789 027 beschrieben. Die Verwendung überkritischer Fluide zur Ausbildung von Filmen ist ebenfalls in dem US-Patent Nr. 6 541 278 B2 beschrieben. Die Offenbarungen dieser beiden Patentschriften dienen hier in ihrer Gesamtheit als Referenz.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein erwärmtes gemustertes Substrat einem oder mehreren organometallischen Verbindungsvorläufern in der Anwesenheit eines Lösungsmittels ausgesetzt wie z. B. einem nahezu kritischen oder überkritischen Fluid, z. B. nahezu kritischem oder überkritischem CO₂. In dem Fall von CO₂ wird das Lösungsmittelfluid bei einem Druck von über etwa 1000 psig und einer Temperatur von mindestens etwa 30°C bereitgestellt.
Der Vorläufer wird zur Ausbildung eines Metallfilms auf dem Substrat zersetzt. Ebenfalls erzeugt die Reaktion organisches Material von dem Vorläufer. Das organische Material wird durch das Lösungsmittelfluid aufgelöst und von dem Substrat einfach entfernt. Es können auch Metalloxidfilme ausgebildet werden, beispielsweise durch die Verwendung eines oxidierenden Gases.
In einem Beispiel wird das Abscheidungsverfahren in einer Reaktionskammer durchgeführt, die ein oder mehrere Substrate beherbergt. Die Substrate werden auf die erwünschte Temperatur erwärmt, indem die gesamte Kammer erhitzt wird, z. B. mittels eines Ofens. Es kann ein Dampf der organometallischen Verbindung erzeugt werden, indem zum Beispiel ein Vakuum an die Kammer angelegt wird. Für niedrigsiedende Verbindungen kann die Kammer heiß genug sein, um eine Verdampfung der Verbindung zu bewirken. Wenn der Dampf mit der erwärmten Substratoberfläche in Kontakt kommt, zersetzt er sich und bildet einen Metall- oder Metalloxidfilm aus. Wie oben beschrieben kann ein organometallischer Verbindungsvorläufer alleine oder in Kombination mit einer oder mehreren Komponenten wie z. B. anderen organometallischen Vorläufern, inerten Trägergasen oder reaktiven Gasen verwendet werden.
In einem System, das bei der Herstellung von Filmen durch das Verfahren der Erfindung benutzt werden kann, können Rohmaterialien zu einem Gasmischverteiler geleitet werden, um ein Verfahrensgas herzustellen, das zu einem Abscheidungsreaktor geleitet wird, wo das Filmwachstum ausgeführt wird. Die Rohmaterialien beinhalten, ohne sich darauf zu begrenzen, Trägergase, reaktive Gase, Spülgase, Vorläufer, Ätz/Reingase und anderes. Die präzise Steuerung der Verfahrensgaszusammensetzung wird durch die Verwendung von Mengendurchfluss-Steuergeräten, Ventilen, Drucksensoren und anderen Anordnungen bewerkstelligt, wie dies beim Stand der Technik bekannt ist. Ein Abgassammler kann aus dem Abscheidungsreaktor austretendes Gas sowie einen Umgehungsstrom zu einer Vakuumpumpe leiten. Ein stromab von der Vakuumpumpe angeordnetes Entsorgungssystem kann zum Abführen jeglicher gefährlicher Materialien von dem Abgas benutzt werden. Das Abscheidungssystem kann mit einem Vorort-Analysesystem einschließlich eines Gasrückstandsanalysators ausgerüstet sein, das eine Messung der Verfahrensgaszusammensetzung ermöglicht. Ein Steuer- und Datenerfassungssystem kann die verschiedenen Verfahrensparameter überwachen (z. B. Temperatur, Druck, Durchflussrate usw.).
Die oben beschriebenen organometallischen Verbindungsvorläufer können zur Herstellung von Filmen verwendet werden, die entweder ein einzelnes Metall oder ein einzelnes Metalloxid beinhalten. Es können auch Mischfilme abgeschieden werden, zum Beispiel Mischmetalloxidfilme. Derartige Filme werden durch die Verwendung verschiedener organometallischer Vorläufer hergestellt. Es können auch Metallfilme ausgebildet werden, indem zum Beispiel kein Trägergas, Dampf oder andere Sauerstoffquellen verwendet werden.
Die durch die hier beschriebenen Verfahren ausgebildeten Filme können durch beim Stand der Technik bekannte Techniken charakterisiert werden, beispielsweise durch Röntgenbeugung, Augerspektroskopie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie, Atomkraftmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, und andere beim Stand der Technik bekannte Techniken. Der Widerstand und die Wärmebeständigkeit der Filme können ebenfalls durch beim Stand der Technik bekannte Verfahren gemessen werden.
Die Atomlagenabscheidung und die chemische Dampfabscheidung von Silikaten und Aluminaten können für viele Materialien der nächsten Generation nützlich sein (z. B. Lanthanaluminate für Dielektrika).
Für den Fachmann ergeben sich verschiedene Modifikationen und Variationen dieser Erfindung, wobei sich versteht, dass derartige Modifikationen und Variationen in den Bereich dieser Anwendung und in den Rahmen der Ansprüche fallen.
Zusammenfassung
Diese Erfindung bezieht sich auf organometallische Verbindungen, die durch die Formel M(NR₁R₂), dargestellt sind, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ und R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist; sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der organometallischen Verbindungen und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Films oder Überzuges aus organometallischen Vorläuferverbindungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6287965 [0068]
- US 6342277 [0068]
- US 5789027 [0071]
- US 6541278 B2 [0071]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Cotton, F.A.; Wilkenson, G.W. Advanced Inorganic Chemistry; Schumann et al., Chem. Rev. 2002, 102, 1851 [0004]

Claims

Organometallische Verbindung, dargestellt durch die Formel M(NR₁R₂)_x, worin M ein Metall oder Metalloid ist, R₁ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist, R₂ gleich oder unterschiedlich und eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine heteroatomhaltige Gruppe ist; R₁ Lind R₂ zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden können; R₁ oder R₂ einer (NR₁R₂)-Gruppe mit R₁ oder R₂ einer anderen (NR₁R₂)-Gruppe zur Ausbildung einer substituierten oder nicht-substituierten, gesättigten oder ungesättigten zyklischen Gruppe kombiniert werden kann; x gleich der Oxidationsstufe von M ist; und wobei die organometallische Verbindung versehen ist mit (i) einem sterischen Anspruch, der zur Aufrechterhaltung einer Monomerstruktur und einer Koordinationszahl ausreicht, die gleich der Oxidationsstufe von M mit Bezug auf anionische Liganden ist, und (ii) einem Molekulargewicht, das dazu ausreicht eine Flüchtigkeit aufzuweisen, die für die Dampfabscheidung geeignet ist.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, die eine Wärmebeständigkeit sowie einen Schmelzpunkt aufweist, die/der für die Dampfabscheidung ausreicht.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, die einen sterischen Anspruch hat, der größer als der sterische Anspruch von Tris(diethylamino)lanthan oder Tris(diisopropylamino)lanthan ist.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, die ein Molekulargewicht von weniger als etwa 1000 und einen Schmelzpunkt von weniger als etwa 200°C aufweist.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, die eine Flüchtigkeit von mindestens 0,1 torr bei 200°C und eine Wärmebeständigkeit aufweist, bei der sich weniger als etwa 1 Gewichtsprozent der organometallischen Verbindung bei einer Temperatur von 100°C während eines Zeitraums von 1 Tag zersetzt.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, die bei 20°C eine Flüssigkeit ist.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, wobei M aus einem Element der Gruppe 2, 13, 14, einem Übergangsmetall oder einem Element der Lanthanide ausgewählt ist nun wobei R₁ und R₂ jeweils identisch oder unterschiedlich und unabhängig voneinander Alkyl, ein substituierter oder nicht-substituierter, gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff, aromatischer Kohlenwasserstoff, zykloaliphatischer Kohlenwasserstoff, aromatischer Heterozyklus, zykloaliphatischer Heterozyklus, Alkylhalogenid, mit Silylat versetzter Kohlenwasserstoff, Ether, Polyether, Thioether, Ester, Lacton, Amid, Amin, Polyamin, Nitrile oder Gemische daraus sind.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, wobei M ausgewählt ist aus Sr, Ba, Sc, Y, Al, Ga, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu, und wobei R₁ und R₂ jeweils identisch oder unterschiedlich und unabhängig voneinander substituiertes oder nicht-substituiertes Alkyl, zykloaliphatischer Kohlenwasserstoff, mit Silylat versetzter Kohlenwasserstoff oder Gemische daraus sind.
Organometallische Verbindung nach Anspruch 1, ausgewählt aus Tris(bis(cyclohexyl)amino)lanthan, Tris(tert-butylisopropyl)amino)lanthan, Tris(bis(dimethylsilyl)amino)lanthan, Tris((trimethylsilyl)(dimethylethylsilyl)amino)lanthan, Tris(bis(tert-butyl)amino)lanthan, Tris(bis(tert-amyl)amino)lanthan, Tris(tert-amyl-tert-butylamino)lanthan, Tris(tert-butyltrimethylsilylamino)lanthan, und Tris(bis(dimethylethylsilyl)amino)lanthan.
Verfahren für die Herstellung einer organometallischen Verbindung nach Anspruch 1 wobei im Zuge des Verfahrens (i) in einem ersten Kessel eine stickstoffhaltige Verbindung mit einem Alkalimetall oder mit einer Alkalimetall enthaltenden Verbindung oder mit einem Erdalkalimetall oder mit einer Erdalkalimetall enthaltenden Verbindung unter Vorhandensein eines Lösungsmittels und bei Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, die dazu ausreichen, ein erstes Reaktionsgemisch zu erzeugen, das ein Ausgangsmaterial aufweist, (ii) das Ausgangsmaterial einem zweiten Kessel zugefügt wird, der eine Metallquellverbindung und optional eine Aminverbindung enthält, (iii) in dem zweiten Kessel das Ausgangsmaterial mit der Metallquellverbindung und der optionalen Aminverbindung unter Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, die zur Erzeugung eines zweiten Reaktionsgemisches ausreichen, das die organometallische Verbindung enthält, und (iv) die organometallische Verbindung von dem zweiten Reaktionsgemisch getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Metallquellverbindung ein reines Metall, ein Metallhalogenid oder ein Metallpseudohalogenid aufweist, das Ausgangsmaterial einen pKa-Wert von mehr als etwa 10 hat und die Aminverbindung Diisopropylamin, Di-tert-amylamin, tert-Butylisopropylamin, Di-tert-butylamin, Dicyclohexylamin, tert-Butyltrimethylsilylamin oder Diethyltetramethyldisilazan aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Metallquellverbindung La(CF₃SO₃)₃, LaCl₃, LaBr₃, LaI₃, oder SrCl₂ aufweist, das Ausgangsmaterial Lithium-diisopropylamid, Lithium-di-tert-amylamic, Lithium-tert-butylisopropylamid, Lithium-di-tert-butylamid, Natrium-di-tert-butylamid, Lithiumdicyclohexylamid, Lithium-tert-butyltrimethylsilylamid, oder Lithium-bis(ethyldimethylsilyl)amid aufweist, und die Aminverbindung Diisopropylamin, Di-tert-amylamin, tert-Butylisopropylamin, Di-tert-butylamin, Dicyclohexylamin, tert-Butyltrimethylsilylamin oder Diethyltetramethyldisilazan aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Ausbeute der organometallischen Verbindung 60% oder größer ist.
Verfahren zur Herstellung eines Films, Überzuges oder Pulvers mittels Zersetzung einer organometallischen Vorläuferverbindung nach Anspruch 1, wodurch der Film, der Überzug oder das Pulver erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Zersetzung der organometallischen Vorkläuferverbindung thermisch, chemisch, photochemisch oder plasmaaktiviert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die organometallische Vorläuferverbindung verdampft wird und der Dampf in einen Abscheidungsreaktor eingeleitet wird, der ein Substrat beherbergt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Substrat aus einem Material besteht, das aus der aus einem Metall, einem Metallsilicid, einem Metallaluminat, Halbleiter-, einem Isolations- und einem Barrierematerial bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Substrat ein gemusterter Wafer ist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Film, der Überzug oder das Pulver durch eine Gasphasenabscheidung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Film, der Überzug oder das Pulver durch eine chemische Dampfabscheidung oder Atomlagenabscheidung erzeugt wird.
Gemisch, versehen mit (a) einer organometallischen Vorläuferverbindung nach Anspruch 1, und (b) einer oder mehreren unterschiedlichen organometallischen Vorläuferverbindungen.
Gemisch nach Anspruch 21, wobei die eine bzw. die mehreren anderen organometallische Vorläuferverbindungen aus einer organometallischen Vorläuferverbindung ausgewählt sind, die Hafnium, Aluminium, Strontium, Barium oder Titan enthalten.