JP2003064475A - Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same - Google Patents

Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same

Info

Publication number
JP2003064475A
JP2003064475A JP2001255839A JP2001255839A JP2003064475A JP 2003064475 A JP2003064475 A JP 2003064475A JP 2001255839 A JP2001255839 A JP 2001255839A JP 2001255839 A JP2001255839 A JP 2001255839A JP 2003064475 A JP2003064475 A JP 2003064475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
thin film
vapor deposition
chemical vapor
tantalum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001255839A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Onozawa
和久 小野沢
Atsuya Yoshinaka
篤也 芳仲
Senji Wada
仙二 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Denka Kogyo KK filed Critical Asahi Denka Kogyo KK
Priority to JP2001255839A priority Critical patent/JP2003064475A/en
Publication of JP2003064475A publication Critical patent/JP2003064475A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a raw material for CVD which uses an inexpensive metal halide compound and has the excellent supply stability and the excellent composition controllability of a raw material, and to provide a method for manufacturing thin film using the same. SOLUTION: The raw material for chemical vapor deposition is a raw material for forming the thin film of a metallic nitride and/or metallic carbide on a base material by chemical vapor deposition process and contains the metal halide compound expressed by MXm and a compound containing cyano group expressed by R(CN)n (in the formula, M represents titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum, (m) represents 4 when M is titanium, zirconium or hafnium and 5 when M is vanadium, niobium or tantalum. X represents a halogen atom, R represents a 2-18C hydrocarbon group and (n) represents 1 or 2).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相成長(以
下、CVDと記載することもある)用原料及び化学気相
成長法による薄膜の製造方法に関し、詳しくは、ハロゲ
ン化金属化合物と特定のシアノ基を有する化合物を含有
してなる化学気相成長(CVD)用原料、並びにこれを
用いた窒化金属及び/又は炭化金属の薄膜の製造方法に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a raw material for chemical vapor deposition (hereinafter sometimes referred to as CVD) and a method for producing a thin film by the chemical vapor deposition method. More specifically, it is specified as a metal halide compound. To a chemical vapor deposition (CVD) raw material containing the compound having a cyano group, and a method for producing a metal nitride and / or metal carbide thin film using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】チタニ
ウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ
又はタンタルの窒化物及び/又は炭化物は、耐摩耗性等
の強度に優れていることから、切削工具等のセラミック
スコーティング材料に応用されており、また、元素の拡
散防止機能に優れていることから、半導体の分野におい
て、銅配線材料用バリア層と応用されている。
2. Description of the Related Art Titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum nitrides and / or carbides have excellent strength such as wear resistance, and are therefore suitable for cutting tools. It is used as a ceramic coating material and is also used as a barrier layer for copper wiring materials in the field of semiconductors due to its excellent element diffusion preventing function.

【0003】これら窒化金属及び/又は炭化金属の薄膜
の製造方法としては、CVD法、火焔堆積法、スパッタ
リング法、イオンプレーティング法、塗布熱分解法等が
挙げられる。これらの中でも、CVD法は、生産性に優
れ、微細加工が可能である等の利点が多く、特に半導体
のバリア層を製造する場合においては、組成制御性、段
差被覆性、段差埋め込み性に優れること、LSIプロセ
スに適合することから、最適な製造プロセスとして検討
されている。
Examples of methods for producing these metal nitride and / or metal carbide thin films include a CVD method, a flame deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a coating pyrolysis method. Among them, the CVD method has many advantages such as excellent productivity and fine processing, and particularly in the case of manufacturing a semiconductor barrier layer, it has excellent composition controllability, step coverage, and step embedding property. That is, it is considered as an optimum manufacturing process because it is compatible with the LSI process.

【0004】CVD法を用いた窒化金属及び/又は炭化
金属の薄膜の製造については、例えば切削工具やコーテ
ィングサーメットのセラミックスコーティングについて
は、特許第2590139号公報、特表平11−510
856号公報、特許第2775955号公報に、金属源
化合物として塩化金属化合物を使用し、窒素源及び/又
は炭素源としてアセトニトリルを用いた方法が報告され
ている。しかし、これらの方法は、塩化金属化合物が固
体である場合は、原料の供給安定性に問題がある。ま
た、得られる薄膜は窒化金属と炭化金属の混合物のみで
ある。
Regarding the production of a metal nitride and / or metal carbide thin film by the CVD method, for example, regarding the ceramic coating of cutting tools and coated cermets, Japanese Patent No. 2590139, Japanese Patent Publication No. 11-510.
Japanese Patent No. 856 and Japanese Patent No. 2775955 report a method in which a metal chloride compound is used as a metal source compound and acetonitrile is used as a nitrogen source and / or a carbon source. However, these methods have a problem in the supply stability of the raw material when the metal chloride compound is a solid. Further, the obtained thin film is only a mixture of metal nitride and metal carbide.

【0005】また、半導体のバリア層については、特開
2000−204095号公報に、アミノタンタル化合
物と有機溶媒とからなる溶液原料を用いて窒化タンタル
薄膜を製造することが報告されており、また特開平20
00−265274号公報には、タンタル化合物と炭化
水素系及び/又はアミン系溶媒とからなる溶液原料を用
いて導電性タンタル薄膜を製造することが報告されてい
る。しかし、これらの方法は、得られる薄膜の組成制御
性には優れるものの、タンタル源の化合物が高価であ
り、化学的に不安定であるので生産性に問題がある。
Regarding the semiconductor barrier layer, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-204095 reports that a tantalum nitride thin film is produced by using a solution raw material composed of an aminotantalum compound and an organic solvent, and is also characterized. Kaihei 20
In Japanese Patent Laid-Open No. 00-265274, it is reported that a conductive tantalum thin film is produced using a solution raw material composed of a tantalum compound and a hydrocarbon-based and / or amine-based solvent. However, although these methods are excellent in composition controllability of the obtained thin film, they have a problem in productivity because the compound of the tantalum source is expensive and chemically unstable.

【0006】従って、本発明の目的は、安価なハロゲン
化金属化合物を用い、原料の供給安定性及び組成制御性
に優れたCVD用原料、並びにこれを用いた薄膜の製造
方法を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a CVD raw material which uses an inexpensive metal halide compound and is excellent in feed stability and composition controllability of the raw material, and a method for producing a thin film using the same. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、検討を重
ねた結果、ハロゲン化金属化合物と特定のシアノ基を有
する化合物との溶液をCVD用原料として用いることに
より上記課題を解決し得ることを知見し、本発明に到達
した。
As a result of repeated studies, the present inventors can solve the above problems by using a solution of a metal halide compound and a compound having a specific cyano group as a raw material for CVD. The inventors have found that and reached the present invention.

【0008】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、基体上に窒化金属及び/又は炭化金属の薄膜
を化学気相成長法により形成する原料であって、下記一
般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物及び下記一
般式(II)で表されるシアノ基を有する化合物を含有し
てなる化学気相成長用原料、並びにこれを用いた化学気
相成長法による窒化金属及び/又は炭化金属の薄膜の製
造方法に関する。
The present invention has been made based on the above findings, and is a raw material for forming a metal nitride and / or metal carbide thin film on a substrate by chemical vapor deposition, and has the following general formula (I): A chemical vapor deposition raw material containing a metal halide compound represented by and a compound having a cyano group represented by the following general formula (II), and a metal nitride by a chemical vapor deposition method using the same, And / or a method for producing a metal carbide thin film.

【0009】[0009]

【化2】 [Chemical 2]

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0011】本発明の化学気相成長用原料とは、上記一
般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物と上記一般
式(II)で表されるシアノ基を有する化合物を含有して
なる溶液原料であり、任意成分として他の化合物成分を
含んでもよい。
The chemical vapor deposition raw material of the present invention comprises a metal halide compound represented by the above general formula (I) and a compound having a cyano group represented by the above general formula (II). It is a solution raw material and may contain other compound components as an optional component.

【0012】本発明に係る上記一般式(I)において、
Xで表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素、アスタチンが挙げられる。該ハロゲン原子
としては、塩素、臭素が安価であるので好ましく、塩素
がより好ましい。
In the above general formula (I) according to the present invention,
Examples of the halogen atom represented by X include fluorine, chlorine, bromine, iodine and astatine. As the halogen atom, chlorine and bromine are preferable because they are inexpensive, and chlorine is more preferable.

【0013】本発明に係る上記一般式(II)で表される
シアノ基を有する化合物は、ハロゲン化金属化合物を任
意の濃度で安定に溶解せしめる溶媒として用いられるも
のであるが、CVD反応条件によって、窒素源及び/又
は炭素源としての反応剤として使用してもよい。該化合
物においてRで表される炭素数2〜18の炭化水素基と
しては、例えば、nが1の場合は、エチル、プロピル、
イソプロピル、ブチル、第二ブチル、第三ブチル、イソ
ブチル、アミル、イソアミル、第三アミル、ヘキシル、
シクロヘキシル、ヘプチル、イソヘプチル、第三ヘプチ
ル、n−オクチル、イソオクチル、第三オクチル、2−
エチルヘキシル、ノニル、イソノニル、デシル、ドデシ
ル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサ
デシル、ペプタデシル、オクタデシル等のアルキル基、
シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シク
ロヘキシル等のシクロアルキル基、フェニル、ナフチ
ル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メ
チルフェニル、4−ビニルフェニル、3−イソプロピル
フェニル、4−イソプロピルフェニル、4−ブチルフェ
ニル、4−イソブチルフェニル、4−第三ブチルフェニ
ル、4−ヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニ
ル、4−オクチルフェニル、4−(2−エチルヘキシ
ル)フェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジ
メチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−
ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5
−ジメチルフェニル、2,4−ジ第三ブチルフェニル、
2,5−ジ第三ブチルフェニル、2,6−ジ第三ブチル
フェニル、2,4−ジ第三ペンチルフェニル、2,5−
ジ第三アミルフェニル、2,4−ジクミルフェニル、シ
クロヘキシルフェニル、ビフェニル、2,4,5−トリ
メチルフェニル等のアリール基、ベンジル、フェネチ
ル、2−フェニルプロパン−2−イル、ジフェニルメチ
ル、スチリル、シンナミル等のアリールアルキル基が挙
げられる。nが2の場合は、エチレン、プロピレン、メ
チルエチレン、ブチレン、1−メチルプロピレン、1,
2−ジメチルプロピレン、1,3−ジメチルプロピレ
ン、1−メチルブチレン、2−メチルブチレン、3−メ
チルブチレン、4−メチルブチレン、2,4−ジメチル
ブチレン、1,3−ジメチルブチレン、ペンチレン、へ
キシレン、ヘプチレン、オクチレン、デシレン、オクタ
デシレン、エタン−1,1−ジイル、プロパン−2,2
−ジイル等のアルキレン基、シクロプロパン−1,1−
ジイル、シクロプロパン−1,2−ジイル、シクロブタ
ン−1,1−ジイル、シクロブタン−1,2−ジイル、
シクロブタン−1,3−ジイル、シクロペンタン−1,
1−ジイル、シクロペンタン−1,2−ジイル、シクロ
ペンタン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,1−
ジイル、シクロヘキサン−1,2−ジイル、シクロヘキ
サン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,4−ジイ
ル等のシクロアルカンジイル基、1,2−フェニレン、
1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、2,5−ジ
メチル−1,4−フェニレン、ジフェニルメタン−4,
4’−ジイル、2,2−ジフェニルプロパン−4,4’
−ジイル、ナフチレン等のアリーレン基が挙げられる。
The compound having a cyano group represented by the above general formula (II) according to the present invention is used as a solvent for stably dissolving a metal halide compound at an arbitrary concentration. , A nitrogen source and / or a carbon source may be used as a reactant. As the hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms represented by R in the compound, for example, when n is 1, ethyl, propyl,
Isopropyl, butyl, secondary butyl, tertiary butyl, isobutyl, amyl, isoamyl, tertiary amyl, hexyl,
Cyclohexyl, heptyl, isoheptyl, tertiary heptyl, n-octyl, isooctyl, tertiary octyl, 2-
Alkyl groups such as ethylhexyl, nonyl, isononyl, decyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, peptadecyl, octadecyl,
Cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, naphthyl, 2-methylphenyl, 3-methylphenyl, 4-methylphenyl, 4-vinylphenyl, 3-isopropylphenyl, 4-isopropylphenyl, 4- Butylphenyl, 4-isobutylphenyl, 4-tert-butylphenyl, 4-hexylphenyl, 4-cyclohexylphenyl, 4-octylphenyl, 4- (2-ethylhexyl) phenyl, 2,3-dimethylphenyl, 2,4- Dimethylphenyl, 2,5-dimethylphenyl, 2,6-
Dimethylphenyl, 3,4-dimethylphenyl, 3,5
-Dimethylphenyl, 2,4-ditert-butylphenyl,
2,5-di-tert-butylphenyl, 2,6-di-tert-butylphenyl, 2,4-di-tert-pentylphenyl, 2,5-
Aryl groups such as ditertiary amylphenyl, 2,4-dicumylphenyl, cyclohexylphenyl, biphenyl, 2,4,5-trimethylphenyl, benzyl, phenethyl, 2-phenylpropan-2-yl, diphenylmethyl, styryl, Examples thereof include arylalkyl groups such as cinnamyl. When n is 2, ethylene, propylene, methylethylene, butylene, 1-methylpropylene, 1,
2-dimethylpropylene, 1,3-dimethylpropylene, 1-methylbutylene, 2-methylbutylene, 3-methylbutylene, 4-methylbutylene, 2,4-dimethylbutylene, 1,3-dimethylbutylene, pentylene, hexylene , Heptylene, octylene, decylene, octadecylene, ethane-1,1-diyl, propane-2,2
-Alkylene groups such as diyl, cyclopropane-1,1-
Diyl, cyclopropane-1,2-diyl, cyclobutane-1,1-diyl, cyclobutane-1,2-diyl,
Cyclobutane-1,3-diyl, cyclopentane-1,
1-diyl, cyclopentane-1,2-diyl, cyclopentane-1,3-diyl, cyclohexane-1,1-
Cycloalkanediyl groups such as diyl, cyclohexane-1,2-diyl, cyclohexane-1,3-diyl, cyclohexane-1,4-diyl, 1,2-phenylene,
1,3-phenylene, 1,4-phenylene, 2,5-dimethyl-1,4-phenylene, diphenylmethane-4,
4'-diyl, 2,2-diphenylpropane-4,4 '
-Arylene groups such as diyl and naphthylene.

【0014】上記のシアノ基を有する化合物としては、
使用するハロゲン化金属化合物の溶解度が大きいことが
好ましく、入手が容易であること、使用するハロゲン化
金属化合物との揮発温度に大きな差がないことがより好
ましい。例えば、五塩化タンタルの場合は、以下に示す
Rが炭素数3〜6の炭化水素基である化合物No.1〜
11が好ましい。
As the above-mentioned compound having a cyano group,
It is preferable that the metal halide compound used has a high solubility, is easily available, and it is more preferable that there is no large difference in the volatilization temperature from the metal halide compound used. For example, in the case of tantalum pentachloride, compound No. in which R shown below is a hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. 1 to
11 is preferred.

【0015】[0015]

【化3】 [Chemical 3]

【0016】また、本発明の化学気相成長用原料は、そ
の濃度によって特に制限を受けず、安定した溶液を提供
できる範囲であればいかなる濃度を用いてもよく、原料
の輸送量、膜製造時の成膜速度等により適宜選択され
る。濃度が0.05mol/リットルより小さいと金属
源供給安定性が低下し、成膜速度が小さくなる場合があ
り、0.5mol/リットルを超えると原料の流動性が
悪くなる、析出等のトラブルが発生しやすくなる場合が
あるので、ハロゲン化金属化合物の濃度が0.05〜
0.5mol/リットルの範囲が好ましい。
The chemical vapor deposition raw material of the present invention is not particularly limited by its concentration, and any concentration may be used as long as it can provide a stable solution. It is appropriately selected depending on the film forming speed at that time. If the concentration is less than 0.05 mol / liter, the metal source supply stability may be reduced and the film forming rate may be reduced, and if it exceeds 0.5 mol / liter, the fluidity of the raw material may be deteriorated, and problems such as precipitation may occur. The concentration of the metal halide compound is 0.05 to
The range of 0.5 mol / liter is preferable.

【0017】本発明の薄膜の製造方法とは、上述したC
VD用原料を用いた化学気相成長(CVD)法によるも
のである。CVD法とは、気化させた原料と必要に応じ
て用いられる反応性ガスを基板上に導入し、次いで、原
料を基板上で分解及び/又は反応させて薄膜を基板上に
成長、堆積させる方法を指す。本発明の薄膜の製造方法
は、原料供給法としては、溶液原料を気化室まで溶液状
態で導入し、気化室で溶液を気化させる液体輸送法が選
択され、堆積方法、製造条件、製造装置等については、
特に制限を受けるものではなく、周知一般の条件、方法
を用いることができる。
The method for producing a thin film of the present invention means the above-mentioned C.
This is based on a chemical vapor deposition (CVD) method using a VD raw material. The CVD method is a method of introducing a vaporized raw material and a reactive gas used as needed onto a substrate, and then decomposing and / or reacting the raw material on the substrate to grow and deposit a thin film on the substrate. Refers to. In the method for producing a thin film of the present invention, as a raw material supply method, a liquid transportation method of introducing a solution raw material in a solution state to a vaporization chamber and vaporizing the solution in the vaporization chamber is selected, and a deposition method, manufacturing conditions, a manufacturing apparatus, etc. about,
There is no particular limitation, and well-known general conditions and methods can be used.

【0018】上記の必要に応じて用いられる反応性ガス
としては、揮発性の窒素源化合物、揮発性の炭素源化合
物が挙げられる。該窒素源化合物としては、窒素、アン
モニア、ヒドラジン、メチルヒドラジン、ジメチルヒド
ラジン、エチルヒドラジン、ジエチルヒドラジン、ブチ
ルヒドラジン、フェニルヒドラジン等のヒドラジン誘導
体類、アジ化エチル、アジ化プロピル、アジ化ブチル、
アジ化フェニル等のアジ化有機化合物、メチルアミン、
ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のモノ〜トリ
アルキルアミン類、フェニルアミン、ジフェニルアミ
ン、トリフェニルアミン等のモノ〜トリアリールアミン
類、エチレンジアミン等のポリアミン類、アセトニトリ
ル等が挙げられる。また、炭素源化合物としては、メタ
ン、エタン、プロパン等のアルカン類、エチレン、プロ
ピレン、ブチレン、イソブチレン、アレン等のアルケン
類、アセチレン等のアルキン類、シクロヘキセン、シク
ロペンタジエン等の不飽和シクロアルカン類やベンゼン
等の芳香族化合物類が挙げられる。
Examples of the reactive gas used according to the above need include a volatile nitrogen source compound and a volatile carbon source compound. As the nitrogen source compound, nitrogen, ammonia, hydrazine, methylhydrazine, dimethylhydrazine, ethylhydrazine, diethylhydrazine, butylhydrazine, hydrazine derivatives such as phenylhydrazine, ethyl azide, propyl azide, butyl azide,
Azide organic compounds such as phenyl azide, methylamine,
Examples thereof include mono-trialkylamines such as dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine and triethylamine, mono-triarylamines such as phenylamine, diphenylamine and triphenylamine, polyamines such as ethylenediamine and acetonitrile. Further, as the carbon source compound, alkanes such as methane, ethane and propane, alkenes such as ethylene, propylene, butylene, isobutylene and allene, alkynes such as acetylene, unsaturated cycloalkanes such as cyclohexene and cyclopentadiene, and the like. Examples thereof include aromatic compounds such as benzene.

【0019】これらは、目的とする膜組成により任意に
選択することができる。例えば、窒化タンタル等の窒化
金属の薄膜を純度良く製造する場合は、窒素、アンモニ
ア、ヒドラジン等の炭素原子を含有しないものが好まし
く、炭化タンタル等の炭化金属の薄膜を純度良く製造す
る場合には、アルカン類、アルケン類、アルキン類が好
ましい。
These can be arbitrarily selected according to the intended film composition. For example, in the case of producing a thin film of a metal nitride such as tantalum nitride with high purity, those containing no carbon atoms such as nitrogen, ammonia and hydrazine are preferable, and in the case of producing a thin film of metal carbide such as tantalum carbide in a high purity. , Alkanes, alkenes and alkynes are preferred.

【0020】また、上記の堆積方法としては、原料ガス
又は原料ガスと反応性ガスを熱のみにより反応させ薄膜
を堆積させる熱CVD、熱とプラズマを使用するプラズ
マCVD、熱と光を使用する光CVD、熱、光及びプラ
ズマを使用する光プラズマCVD、CVDの堆積反応を
素過程に分け、分子レベルで段階的に堆積を行うAL
(atomic layer)−CVDが挙げられる。
As the above-described deposition method, thermal CVD for depositing a thin film by reacting the raw material gas or the raw material gas and the reactive gas only with heat, plasma CVD using heat and plasma, light using heat and light Optical plasma CVD using CVD, heat, light, and plasma. AL that divides the deposition reaction of CVD into elementary processes and performs stepwise deposition at the molecular level.
(Atomic layer) -CVD.

【0021】また、上記の製造条件としては、反応温度
(基板温度)、反応圧力、堆積速度等が挙げられる。反
応温度については、本発明に係るハロゲン化金属化合物
が充分に反応する温度である160℃以上が好ましく、
250〜800℃がより好ましい。また、反応圧力は、
熱CVD、光CVDの場合、大気圧〜10Paが好まし
く、プラズマを使用する場合は、10〜2000Paが
好ましい。また、堆積速度は、原料の供給速度、反応温
度、反応圧力によりコントロールすることができる。堆
積速度については、大きいと得られる薄膜の特性が悪化
する場合があり、小さいと生産性に問題を生じる場合が
あるので、1〜5000nm/分が好ましく、5〜10
00nm/分がより好ましい。
Further, as the above-mentioned manufacturing conditions, a reaction temperature (substrate temperature), a reaction pressure, a deposition rate and the like can be mentioned. The reaction temperature is preferably 160 ° C. or higher at which the metal halide compound according to the present invention sufficiently reacts,
250-800 degreeC is more preferable. Also, the reaction pressure is
In the case of thermal CVD or photo CVD, atmospheric pressure is preferably 10 Pa, and when plasma is used, it is preferably 10 to 2000 Pa. Moreover, the deposition rate can be controlled by the feed rate of the raw material, the reaction temperature, and the reaction pressure. Regarding the deposition rate, if it is large, the characteristics of the obtained thin film may be deteriorated, and if it is small, it may cause a problem in productivity, so 1 to 5000 nm / min is preferable, and 5 to 10 nm is preferable.
00 nm / min is more preferable.

【0022】また、本発明の薄膜の製造方法において
は、薄膜堆積の後に、より良好な電気特性や機械的強度
を得るためにアニール処理を行ってもよい。この場合の
温度は、500〜1200℃であり、600〜1000
℃が好ましい。
Further, in the method of manufacturing a thin film of the present invention, after the thin film is deposited, an annealing treatment may be performed in order to obtain better electric characteristics and mechanical strength. The temperature in this case is 500 to 1200 ° C. and 600 to 1000.
C is preferred.

【0023】[0023]

【実施例】以下、製造例、比較製造例、評価例、実施例
及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。しかし
ながら、本発明は以下の製造例等によって何ら制限を受
けるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Production Examples, Comparative Production Examples, Evaluation Examples, Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the production examples below.

【0024】〔製造例1〜5〕表1に記載のシアノ基を
有する化合物を水素化カルシウムで乾燥した後、水素化
カルシウムを除去し、五酸化リンを加えアルゴン気流下
で、前留分10質量%、釜残分10質量%をカットし、
蒸留精製を行った。得られた溶媒を用いて、アルゴン気
流下でハロゲン化金属化合物を溶解させ、濃度が0.2
mol/リットルのCVD用原料を調製した。
[Production Examples 1 to 5] The compounds having a cyano group shown in Table 1 were dried with calcium hydride, the calcium hydride was removed, phosphorus pentoxide was added, and the previous fraction 10 Cut mass% and residue of 10% by mass,
Distillation purification was performed. Using the solvent obtained, the metal halide compound was dissolved under an argon stream to a concentration of 0.2.
A mol / liter raw material for CVD was prepared.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】〔比較製造例1〜6〕表2に記載の溶媒を
それぞれ溶媒に適合する乾燥剤で乾燥した後、アルゴン
気流下で、前留分10質量%、釜残分10質量%をカッ
トし、蒸留精製を行った。この溶媒を用いて、アルゴン
気流下でハロゲン化金属化合物を溶解させ、濃度が0.
2mol/リットルのCVD用原料を調製した。この際
に、ハロゲン化金属化合物の溶媒への溶解状態を表2に
併せて示す。この結果、比較製造例4〜6は不溶であっ
た。
[Comparative Production Examples 1 to 6] Each of the solvents shown in Table 2 was dried with a desiccant suitable for the solvent, and then 10% by mass of the front distillate and 10% by mass of the residue of the kettle were cut under an argon stream. Then, distillation purification was performed. Using this solvent, the metal halide compound was dissolved under an argon stream to a concentration of 0.
A 2 mol / liter raw material for CVD was prepared. At this time, the dissolution state of the metal halide compound in the solvent is also shown in Table 2. As a result, Comparative Production Examples 4 to 6 were insoluble.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】〔評価例〕上記の製造例1〜5及び比較製
造例1〜3で得たCVD用原料を密閉して放置して、溶
液の状態の変化を観察した。結果を表3に示す。尚、ハ
ロゲン化金属化合物が溶媒に溶解しなかった比較製造例
4〜6については評価を行わなかった。
[Evaluation Example] The CVD raw materials obtained in the above Production Examples 1 to 5 and Comparative Production Examples 1 to 3 were sealed and left to stand, and changes in the state of the solution were observed. The results are shown in Table 3. Incidentally, Comparative Production Examples 4 to 6 in which the metal halide compound was not dissolved in the solvent were not evaluated.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】上記の評価例によって、本発明により、高
濃度で安定なCVD用原料を提供できることが確認でき
た。
From the above evaluation examples, it was confirmed that the present invention can provide a stable raw material for CVD with a high concentration.

【0031】〔実施例1〕 (窒化タンタル薄膜の製造例)図1に示すCVD装置を
用いて、シリコンウエハ上に以下の条件、原料を用いて
窒化タンタルの薄膜を製造した。製造した薄膜について
は、X線回折を用いて膜組成の確認を行った。窒化タン
タルは、2θ;41.60、60.41、72.22の
ピークで確認し、炭化タンタルは、2θ;40.46、
58.56、70.00のピークで確認した。
Example 1 (Production Example of Tantalum Nitride Thin Film) Using the CVD apparatus shown in FIG. 1, a tantalum nitride thin film was produced on a silicon wafer under the following conditions and raw materials. Regarding the manufactured thin film, the film composition was confirmed using X-ray diffraction. For tantalum nitride, the peaks of 2θ; 41.60, 60.41, and 72.22 are confirmed, and for tantalum carbide, 2θ; 40.46,
The peaks of 58.56 and 70.00 were confirmed.

【0032】(原料) 製造例3により得られたCVD用原料 (条件) 気化室温度:145℃、原料流量:0.15ml/分、
反応ガス:アンモニアガス、反応ガス流量:400sc
cm、反応圧力:600〜1000Pa、反応時間:1
5分、基板温度:400℃ (結果) X線回折:窒化タンタルのピーク有り、炭化タンタルの
ピーク無し。
(Raw Material) Raw material for CVD obtained in Production Example 3 (condition) Vaporization chamber temperature: 145 ° C., raw material flow rate: 0.15 ml / min,
Reaction gas: Ammonia gas, Reaction gas flow rate: 400sc
cm, reaction pressure: 600 to 1000 Pa, reaction time: 1
5 minutes, substrate temperature: 400 ° C. (result) X-ray diffraction: peak of tantalum nitride, no peak of tantalum carbide.

【0033】〔比較例1〕 (窒化タンタル薄膜の製造例)図1に示すCVD装置を
用いて、シリコンウエハ上に以下の条件、原料を用いて
窒化タンタルの薄膜を製造した。製造した薄膜について
は、実施例1と同様にX線回折を用いて膜組成の確認を
行った。
Comparative Example 1 (Production Example of Tantalum Nitride Thin Film) Using the CVD apparatus shown in FIG. 1, a tantalum nitride thin film was produced on a silicon wafer under the following conditions and raw materials. Regarding the manufactured thin film, the film composition was confirmed using X-ray diffraction in the same manner as in Example 1.

【0034】(原料) 比較製造例1により得られたCVD用原料 (条件) 気化室温度:135℃、原料流量:0.15ml/分、
反応ガス:アンモニアガス、反応ガス流量:400sc
cm、反応圧力:600〜1000Pa、反応時間:1
5分、基板温度:400℃ (結果) X線回折:窒化タンタルのピーク有り、炭化タンタルの
ピーク有り。
(Raw material) Raw material for CVD obtained in Comparative Production Example 1 (condition) Vaporization chamber temperature: 135 ° C., raw material flow rate: 0.15 ml / min,
Reaction gas: Ammonia gas, Reaction gas flow rate: 400sc
cm, reaction pressure: 600 to 1000 Pa, reaction time: 1
5 minutes, substrate temperature: 400 ° C. (result) X-ray diffraction: tantalum nitride peak, tantalum carbide peak.

【0035】尚、比較例1においては、薄膜製造中、原
料流量は減少していき、一定に保つことができなかっ
た。また、製造後、気化器配管部及び反応成膜室等に著
しい固体の付着が観察された。これは、アセトニトリル
と五塩化タンタルの揮発温度の差が大きいために五塩化
タンタルが析出し、生じた現象である。また、炭化タン
タルのピークが観察されたのは、アセトニトリルがアン
モニアと共に五塩化タンタルと反応し、炭化タンタルを
生成したからである。
In Comparative Example 1, the raw material flow rate decreased during the thin film production and could not be kept constant. Further, after the production, remarkable solid adhesion was observed on the vaporizer piping and the reaction film forming chamber. This is a phenomenon caused by the precipitation of tantalum pentachloride due to the large difference in volatilization temperature between acetonitrile and tantalum pentachloride. Further, the peak of tantalum carbide was observed because acetonitrile reacted with tantalum pentachloride together with ammonia to produce tantalum carbide.

【0036】上記の実施例1及び比較例1の対比から、
本発明により、原料供給安定性及び組成制御性に優れた
CVD法による薄膜の製造方法を提供できることが確認
できた。
From the comparison of Example 1 and Comparative Example 1 described above,
It was confirmed that the present invention can provide a method for producing a thin film by the CVD method, which is excellent in stability of raw material supply and composition controllability.

【0037】〔実施例2〕 (炭化−窒化タンタル薄膜の製造例)図1に示すCVD
装置を用いて、超硬合金板上に以下の条件、原料を用い
て炭化−窒化タンタルの薄膜を製造した。製造した薄膜
については、実施例1と同様にX線回折を用いて膜組成
の確認を行った。
Example 2 (Production Example of Carbon-Tantalum Nitride Thin Film) CVD shown in FIG.
Using the apparatus, a tantalum carbonitride thin film was produced on a cemented carbide plate under the following conditions and raw materials. Regarding the manufactured thin film, the film composition was confirmed using X-ray diffraction in the same manner as in Example 1.

【0038】(原料) 製造例1により得られたCVD用原料 (条件) 気化室温度:140℃、原料流量:0.15ml/分、
反応ガス:無し、反応圧力:600〜1000Pa、反
応時間:15分、基板温度:720℃ (結果) X線回折:窒化タンタルのピーク有り、炭化タンタルの
ピーク有り。
(Raw Material) Raw material for CVD obtained in Production Example 1 (condition) Vaporization chamber temperature: 140 ° C., raw material flow rate: 0.15 ml / min,
Reaction gas: none, reaction pressure: 600 to 1000 Pa, reaction time: 15 minutes, substrate temperature: 720 ° C. (result) X-ray diffraction: tantalum nitride peak, tantalum carbide peak.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は、安価なハロゲン化金属化合物
を用い、原料の供給安定性及び組成制御性に優れたCV
D用原料、並びにこれを用いた薄膜の製造方法を提供で
きる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses an inexpensive metal halide compound and is excellent in the stability of supply of raw materials and the composition controllability.
A raw material for D and a method for producing a thin film using the same can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の薄膜の製造方法に用いられる
CVD装置の一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a CVD apparatus used in the method for producing a thin film of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 仙二 東京都荒川区東尾久7丁目2番35号 旭電 化工業株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA11 BA17 BA36 BA38 LA22 4M104 BB29 BB30 BB32 BB34 DD45   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Senji Wada             7-35 Higashiokyu, Arakawa-ku, Tokyo Asahiden             Chemical Industry Co., Ltd. F-term (reference) 4K030 AA11 BA17 BA36 BA38 LA22                 4M104 BB29 BB30 BB32 BB34 DD45

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に窒化金属及び/又は炭化金属の
薄膜を化学気相成長法により形成する原料であって、下
記一般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物及び下
記一般式(II)で表されるシアノ基を有する化合物を含
有してなる化学気相成長用原料。 【化1】
1. A raw material for forming a metal nitride and / or metal carbide thin film on a substrate by chemical vapor deposition, which comprises a metal halide compound represented by the following general formula (I) and the following general formula (I): A chemical vapor deposition raw material containing a compound having a cyano group represented by II). [Chemical 1]
【請求項2】 上記一般式(I)において、Mがタンタ
ルである請求項1に記載の化学気相成長用原料。
2. The chemical vapor deposition raw material according to claim 1, wherein in the general formula (I), M is tantalum.
【請求項3】 上記一般式(I)において、Xが塩素で
ある請求項1又は2に記載の化学気相成長用原料。
3. The chemical vapor deposition raw material according to claim 1, wherein in the general formula (I), X is chlorine.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の化学気
相成長用原料を用いた化学気相成長法による窒化金属及
び/又は炭化金属の薄膜の製造方法。
4. A method for producing a metal nitride and / or metal carbide thin film by a chemical vapor deposition method using the chemical vapor deposition raw material according to claim 1.
【請求項5】 請求項2に記載の化学気相成長用原料を
用いた化学気相成長法による窒化タンタル及び/又は炭
化タンタルの薄膜の製造方法。
5. A method for producing a thin film of tantalum nitride and / or tantalum carbide by the chemical vapor deposition method using the chemical vapor deposition raw material according to claim 2.
JP2001255839A 2001-08-27 2001-08-27 Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same Pending JP2003064475A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001255839A JP2003064475A (en) 2001-08-27 2001-08-27 Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001255839A JP2003064475A (en) 2001-08-27 2001-08-27 Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003064475A true JP2003064475A (en) 2003-03-05

Family

ID=19083743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001255839A Pending JP2003064475A (en) 2001-08-27 2001-08-27 Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003064475A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093366A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 Adeka Corporation Metal compound, chemical vapor deposition material containing the same, and method for producing metal-containing thin film
JP2014234344A (en) * 2013-10-10 2014-12-15 株式会社Flosfia Production method for oxide crystal thin film
US10202685B2 (en) 2013-06-04 2019-02-12 Flosfia Inc. Method of manufacturing oxide crystal thin film
JP2021502494A (en) * 2017-11-15 2021-01-28 エスケー トリケム カンパニー リミテッドSk Trichem Co., Ltd. A precursor solution for thin film deposition and a thin film forming method using the precursor solution.
CN115702257A (en) * 2020-06-24 2023-02-14 秀博瑞殷株式公社 Precursor for forming thin film, method for preparing same, and method for preparing thin film comprising same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6169968A (en) * 1984-08-30 1986-04-10 コーニング グラス ワークス Steel matrix and its production
JP2000265274A (en) * 1999-03-16 2000-09-26 Tori Chemical Kenkyusho:Kk ELECTRICALLY CONDUCTIVE Ta FILM FORMING MATERIAL, FORMATION OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE Ta FILM, FORMATION OF WIRING FILM AND ULSI
WO2000079022A1 (en) * 1999-06-21 2000-12-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated hard alloy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6169968A (en) * 1984-08-30 1986-04-10 コーニング グラス ワークス Steel matrix and its production
JP2000265274A (en) * 1999-03-16 2000-09-26 Tori Chemical Kenkyusho:Kk ELECTRICALLY CONDUCTIVE Ta FILM FORMING MATERIAL, FORMATION OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE Ta FILM, FORMATION OF WIRING FILM AND ULSI
WO2000079022A1 (en) * 1999-06-21 2000-12-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated hard alloy

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093366A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 Adeka Corporation Metal compound, chemical vapor deposition material containing the same, and method for producing metal-containing thin film
US8357815B2 (en) 2008-01-25 2013-01-22 Adeka Corporation Metal compound, material for chemical vapor phase growth, and process for forming metal-containing thin film
US10202685B2 (en) 2013-06-04 2019-02-12 Flosfia Inc. Method of manufacturing oxide crystal thin film
JP2014234344A (en) * 2013-10-10 2014-12-15 株式会社Flosfia Production method for oxide crystal thin film
JP2021502494A (en) * 2017-11-15 2021-01-28 エスケー トリケム カンパニー リミテッドSk Trichem Co., Ltd. A precursor solution for thin film deposition and a thin film forming method using the precursor solution.
CN115702257A (en) * 2020-06-24 2023-02-14 秀博瑞殷株式公社 Precursor for forming thin film, method for preparing same, and method for preparing thin film comprising same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100767257B1 (en) VOLATILE METAL β-KETOIMINATE COMPLEXES
TWI415855B (en) Hafnium-based compound, hafnium-based film-forming material, and hafnium-based film forming method
US7198815B2 (en) Tantalum amide complexes for depositing tantalum-containing films, and method of making same
TWI549958B (en) Molybdenum (iv) amide precursors and use thereof in atomic layer deposition
US7329768B2 (en) Chemical vapor deposition precursors for deposition of tantalum-based materials
JP2002501075A (en) Tantalum amide precursor for depositing tantalum nitride on a substrate
JP5275243B2 (en) Novel group V metal-containing precursors and their use for the deposition of metal-containing films
US20110111556A1 (en) Antimony compounds useful for deposition of antimony-containing materials
JP2016540038A (en) Metal complexes containing amidoimine ligands
JP2023520089A (en) Organometallic compounds for deposition of high-purity tin oxide and dry etching and deposition reactor for tin oxide films
JPS6169969A (en) Vapor deposition of thin film of transition metal nitride
EP2004660A1 (en) Pentakis(dimethylamino) disilane precursor comprising compound and method for the preparation thereof
US20030203102A1 (en) Raw material compounds for use in CVD, and chemical vapor depsoition of ruthenium compound thin films
KR20210156444A (en) Molybdenum precursors, thin films using the same and deposition method of the same
JP2007138296A (en) Method for thin film vapor deposition of dialkyl amido dihydro aluminum compound
KR20090018986A (en) Copper (i) amidinates and guanidinates for forming copper thin films
JP2003064475A (en) Raw material of chemical vapor deposition and method for manufacturing thin film using the same
KR20010002430A (en) Organogallium compound, process for the preparation thereof and preparation of gallium nitride film using same
US20220333243A1 (en) Method for forming metal nitride thin film
KR102343186B1 (en) Method of depositing niobium nitride thin films
JP2585342B2 (en) Diamond vapor phase synthesis
JP4289141B2 (en) ORGANIC SILICON COMPOUND, SOLUTION RAW MATERIAL, AND METHOD FOR FORMING SILICON-CONTAINING FILM USING THE COMPOUND
JPH05214546A (en) Method for depositing layer containing molybdenum or tungsten
TW202337892A (en) Alkyl and aryl heteroleptic bismuth precursors for bismuth oxide containing thin films
CN116348632A (en) Thermally stable ruthenium precursor compositions and methods of forming ruthenium-containing films

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080605

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110705

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111115