JP2005306861A - 有機アルミニウム化合物及び該化合物を用いたアルミニウム含有膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い成膜速度で安定してアルミニウム含有膜を形成し得る有機アルミニウム化合物及び該化合物を用いたアルミニウム含有膜の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の有機アルミニウム化合物はR1 nAl(R2Cp)3-nで示される化合物である。但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の有機アルミニウム化合物はR1 nAl(R2Cp)3-nで示される化合物である。但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。
【選択図】図1
Description
本発明は、有機金属化学気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition、以下、MOCVD法という。)により成膜される半導体絶縁膜やLCD向けの用途として用いられるAl-N膜等のアルミニウム含有膜を作製するための原料として好適な有機アルミニウム化合物及び該化合物を用いたアルミニウム含有膜の製造方法に関するものである。
従来、半導体絶縁膜として用いられるAlN薄膜は、トリメチルアルミニウム(TMA)やトリエチルアルミニウム(TEA)等のアルキルアルミニウムを原料とし、MOCVD法により作製していた。しかしながらこれらの化合物は発火性、禁水性物質であり、自然発火性が高く、空気中に含まれる水分により容易に加水分解を起こしてAl2O3となり、分解した副生物のメタンやエタンに発熱により引火、爆発性の発火が起こるという問題があった。そのような加水分解を引き起こす水分量は30ppmレベルでも自然発火の火花が確認でき、これ以上の水分の影響が出ないように実験されてきたが、このような化合物では、工場での管理が厳しく、通常の使用では完全に環境からの水分の混入を抑えることは困難である。このようなことから環境からの水分に安定でかつ、高い成膜速度が得られる化合物の提案が期待されてきた。
従来より知られている有機アルミニウム化合物に代わる新たな材料として次の式(2)で表されるアルミニウム化合物を含有してなる化学気相成長用原料が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
式中、R1及びR2は、一方が炭素数1〜4のアルキル基を表し、他方が水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Aは、炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R3は、鎖中に酸素原子を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基を表す。
この特許文献1に示される化合物を用いることで、従来知られている有機アルミニウム化合物に比べて各種CVD法に適するに十分な安定性を有する。
特開2003−34868号公報(請求項1)
この特許文献1に示される化合物を用いることで、従来知られている有機アルミニウム化合物に比べて各種CVD法に適するに十分な安定性を有する。
しかし、上記特許文献1に示される化合物は、気相中で化合物中のアルキル基を介して化合物間において重合が起こり易く、また蒸気圧の安定性が悪いため、CVD原料として必ずしも十分な材料とはいえなかった。
本発明の目的は、高い成膜速度で安定してアルミニウム含有膜を形成し得る有機アルミニウム化合物及び該化合物を用いたアルミニウム含有膜の製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、高い成膜速度で安定してアルミニウム含有膜を形成し得る有機アルミニウム化合物及び該化合物を用いたアルミニウム含有膜の製造方法を提供することにある。
請求項1に係る発明は、次の式(1)で示される有機アルミニウム化合物である。
R1 nAl(R2Cp)3-n ……(1)
但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。
請求項1に係る発明では、上記式(1)に示される化合物を用いてMOCVD法によりアルミニウム含有膜を作製することで、高い成膜速度で安定してアルミニウム含有膜を形成することができる。
請求項2に係る発明は、請求項1記載の有機アルミニウム化合物を用いて有機金属化学気相成長法によりアルミニウム含有膜を製造する方法である。
R1 nAl(R2Cp)3-n ……(1)
但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。
請求項1に係る発明では、上記式(1)に示される化合物を用いてMOCVD法によりアルミニウム含有膜を作製することで、高い成膜速度で安定してアルミニウム含有膜を形成することができる。
請求項2に係る発明は、請求項1記載の有機アルミニウム化合物を用いて有機金属化学気相成長法によりアルミニウム含有膜を製造する方法である。
本発明の有機アルミニウム化合物は、前述した式(1)で示され、高い成膜速度で安定してアルミニウム含有膜を形成することができるという優れた利点がある。
次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の有機アルミニウム化合物は、次の式(1)に示される化合物である。
本発明の有機アルミニウム化合物は、次の式(1)に示される化合物である。
R1 nAl(R2Cp)3-n ……(1)
但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。
上記式(1)に示される化合物では、Al原子にアルキルCp基が2つ又は3つσ結合した構造をとるため、従来の有機アルミニウム化合物に比べて安定性が高く、取扱いに優れる。この化合物を用いてアルミニウム含有膜を成膜する場合、従来の有機アルミニウム化合物を用いた場合よりも安定性が高く、かつ高い成膜速度でアルミニウム含有膜を形成することができる。
また、式(1)のR1がメチル基又はエチル基で表され、nが1の整数で示される有機アルミニウム化合物は室温で液体として存在するため、これらの化合物単体で金属含有膜形成用溶液原料として使用できる。本発明の上記式(1)に示される有機アルミニウム化合物を例示すれば、Al(EtCp)3やAl(MeCp)3、Al(iPrCp)3、Al(BuCp)3、EtAl(EtCp)2、MeAl(EtCp)2、BuAl(MeCp)2、iPrAl(MeCp)2、BuAl(BuCp)2、iPrAl(iPrCp)2、BuAl(iPrCp)2、MeAl(iPrCp)2、EtAl(BuCp)2等が挙げられる。
但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。
上記式(1)に示される化合物では、Al原子にアルキルCp基が2つ又は3つσ結合した構造をとるため、従来の有機アルミニウム化合物に比べて安定性が高く、取扱いに優れる。この化合物を用いてアルミニウム含有膜を成膜する場合、従来の有機アルミニウム化合物を用いた場合よりも安定性が高く、かつ高い成膜速度でアルミニウム含有膜を形成することができる。
また、式(1)のR1がメチル基又はエチル基で表され、nが1の整数で示される有機アルミニウム化合物は室温で液体として存在するため、これらの化合物単体で金属含有膜形成用溶液原料として使用できる。本発明の上記式(1)に示される有機アルミニウム化合物を例示すれば、Al(EtCp)3やAl(MeCp)3、Al(iPrCp)3、Al(BuCp)3、EtAl(EtCp)2、MeAl(EtCp)2、BuAl(MeCp)2、iPrAl(MeCp)2、BuAl(BuCp)2、iPrAl(iPrCp)2、BuAl(iPrCp)2、MeAl(iPrCp)2、EtAl(BuCp)2等が挙げられる。
次に本発明の有機アルミニウム化合物のうち、上記式(1)中のR2がエチル基、nが0の整数で示されるAl(EtCp)3の製造方法について説明する。
先ず、三塩化アルミニウムを無水エーテルに懸濁させて懸濁液を調製する。次いで、この懸濁液を氷冷下に保持し、攪拌モーターでよく攪拌しながらエチルシクロペンタジエニルナトリウムヘキサン溶液をゆっくりと添加する。次に、添加液を氷冷下で長時間攪拌し、液を昇温したのち更に攪拌して反応させる。次に、反応液をろ過してエーテル液を分離する。続いて得られたろ液を減圧濃縮し、残った残渣分を有機溶媒で再結晶することにより、目的とするAl(EtCp)3の粗製物を得る。
得られた粗製物には、Al原子にCp基がπ結合したπ結合性化合物とAl原子にCp基がσ結合したσ結合性化合物の2種類が含まれている。粗製物中には、π結合性化合物とσ結合性化合物とが重量比で20:80の割合で含まれている。これらの結合性の異なる化合物は蒸留精製することで分離することが可能である。
先ず、三塩化アルミニウムを無水エーテルに懸濁させて懸濁液を調製する。次いで、この懸濁液を氷冷下に保持し、攪拌モーターでよく攪拌しながらエチルシクロペンタジエニルナトリウムヘキサン溶液をゆっくりと添加する。次に、添加液を氷冷下で長時間攪拌し、液を昇温したのち更に攪拌して反応させる。次に、反応液をろ過してエーテル液を分離する。続いて得られたろ液を減圧濃縮し、残った残渣分を有機溶媒で再結晶することにより、目的とするAl(EtCp)3の粗製物を得る。
得られた粗製物には、Al原子にCp基がπ結合したπ結合性化合物とAl原子にCp基がσ結合したσ結合性化合物の2種類が含まれている。粗製物中には、π結合性化合物とσ結合性化合物とが重量比で20:80の割合で含まれている。これらの結合性の異なる化合物は蒸留精製することで分離することが可能である。
次に、本発明の有機アルミニウム化合物を用いて溶液気化CVD法によりAlN薄膜を成膜する例を説明する。溶液気化CVD法とは、各溶液を加熱された気化器に供給し、ここで各溶液原料を瞬時に気化させ、成膜室に送って基材上に成膜する方法である。
図1に示すように、MOCVD装置は、成膜室10と蒸気発生装置11を備える。成膜室10の内部にはヒータ12が設けられ、ヒータ12上には基板13が保持される。この成膜室10の内部は圧力センサー14、コールドトラップ15及びニードルバルブ16を備える配管17により真空引きされる。成膜室10にはニードルバルブ36、ガス流量調節装置34を介してNH3ガス導入管37が接続される。ここで成膜される薄膜がAl2O3薄膜である場合、ガス導入管37からはO2ガスが導入される。蒸気発生装置11は原料容器18を備え、この原料容器18は本発明の有機アルミニウム化合物を貯蔵する。原料容器18にはガス流量調節装置19を介してキャリアガス導入管21が接続され、また原料容器18には供給管22が接続される。供給管22にはニードルバルブ23及び溶液流量調節装置24が設けられ、供給管22は気化器26に接続される。気化器26にはニードルバルブ31、ガス流量調節装置28を介してキャリアガス導入管29が接続される。気化器26は更に配管27により成膜室10に接続される。また気化器26には、ガスドレイン32及びドレイン33がそれぞれ接続される。
この装置では、N2、He、Ar等の不活性ガスからなるキャリアガスがキャリアガス導入管21から原料容器18内に導入され、原料容器18に貯蔵されている溶液原料を供給管22により気化器26に搬送する。気化器26で気化されて蒸気となった有機アルミニウム化合物は、更にキャリアガス導入管28から気化器26へ導入されたキャリアガスにより配管27を経て成膜室10内に供給される。成膜室10内において、有機アルミニウム化合物の蒸気を熱分解させ、NH3ガス導入管37より成膜室10内に導入されたNH3ガスと反応させることにより、生成したAlNを加熱された基板13上に堆積させてAlN薄膜を形成する。本発明の有機アルミニウム化合物は従来の有機アルミニウム化合物よりも低温で熱分解するため、低温での膜成長が可能である。また本発明の有機アルミニウム化合物は、気化安定性に優れており、高い成膜速度を有する。
図1に示すように、MOCVD装置は、成膜室10と蒸気発生装置11を備える。成膜室10の内部にはヒータ12が設けられ、ヒータ12上には基板13が保持される。この成膜室10の内部は圧力センサー14、コールドトラップ15及びニードルバルブ16を備える配管17により真空引きされる。成膜室10にはニードルバルブ36、ガス流量調節装置34を介してNH3ガス導入管37が接続される。ここで成膜される薄膜がAl2O3薄膜である場合、ガス導入管37からはO2ガスが導入される。蒸気発生装置11は原料容器18を備え、この原料容器18は本発明の有機アルミニウム化合物を貯蔵する。原料容器18にはガス流量調節装置19を介してキャリアガス導入管21が接続され、また原料容器18には供給管22が接続される。供給管22にはニードルバルブ23及び溶液流量調節装置24が設けられ、供給管22は気化器26に接続される。気化器26にはニードルバルブ31、ガス流量調節装置28を介してキャリアガス導入管29が接続される。気化器26は更に配管27により成膜室10に接続される。また気化器26には、ガスドレイン32及びドレイン33がそれぞれ接続される。
この装置では、N2、He、Ar等の不活性ガスからなるキャリアガスがキャリアガス導入管21から原料容器18内に導入され、原料容器18に貯蔵されている溶液原料を供給管22により気化器26に搬送する。気化器26で気化されて蒸気となった有機アルミニウム化合物は、更にキャリアガス導入管28から気化器26へ導入されたキャリアガスにより配管27を経て成膜室10内に供給される。成膜室10内において、有機アルミニウム化合物の蒸気を熱分解させ、NH3ガス導入管37より成膜室10内に導入されたNH3ガスと反応させることにより、生成したAlNを加熱された基板13上に堆積させてAlN薄膜を形成する。本発明の有機アルミニウム化合物は従来の有機アルミニウム化合物よりも低温で熱分解するため、低温での膜成長が可能である。また本発明の有機アルミニウム化合物は、気化安定性に優れており、高い成膜速度を有する。
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
<実施例1>
先ず、市販されている三塩化アルミニウム25gを無水エーテル200ccに懸濁させて懸濁液を調製した。次いで、この懸濁液を氷冷下に保持し、攪拌モーターでよく攪拌しながら1.0mol/lのエチルシクロペンタジエニルナトリウムヘキサン溶液200ccをゆっくりと添加した。次に、添加液を氷冷下で24時間攪拌し、液温を40℃に昇温したのち更に5時間攪拌して反応させた。次に、反応液をろ過してエーテル液を分離した。続いて得られたろ液を30℃、2Torr(約266Pa)の条件で減圧濃縮し、残った残渣分をn−ペンタンで再結晶することにより、目的とするAl(EtCp)3の粗製物を5g得た。この粗製物には、π結合性化合物とσ結合性化合物の2種類が含まれているため、得られた粗製物を蒸留精製することにより、π結合性化合物を分離してσ結合性化合物のみのAl(EtCp)3を得た。このAl(EtCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例1>
先ず、市販されている三塩化アルミニウム25gを無水エーテル200ccに懸濁させて懸濁液を調製した。次いで、この懸濁液を氷冷下に保持し、攪拌モーターでよく攪拌しながら1.0mol/lのエチルシクロペンタジエニルナトリウムヘキサン溶液200ccをゆっくりと添加した。次に、添加液を氷冷下で24時間攪拌し、液温を40℃に昇温したのち更に5時間攪拌して反応させた。次に、反応液をろ過してエーテル液を分離した。続いて得られたろ液を30℃、2Torr(約266Pa)の条件で減圧濃縮し、残った残渣分をn−ペンタンで再結晶することにより、目的とするAl(EtCp)3の粗製物を5g得た。この粗製物には、π結合性化合物とσ結合性化合物の2種類が含まれているため、得られた粗製物を蒸留精製することにより、π結合性化合物を分離してσ結合性化合物のみのAl(EtCp)3を得た。このAl(EtCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例2>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにメチルシクロペンタジエニルナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、Al(MeCp)3を得た。このAl(MeCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるテトラヒドロフランに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例3>
エチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、EtAl(EtCp)2を得た。このEtAl(EtCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−オクタンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例4>
ジメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、MeAl(EtCp)2を得た。このMeAl(EtCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにメチルシクロペンタジエニルナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、Al(MeCp)3を得た。このAl(MeCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるテトラヒドロフランに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例3>
エチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、EtAl(EtCp)2を得た。このEtAl(EtCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−オクタンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例4>
ジメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、MeAl(EtCp)2を得た。このMeAl(EtCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例5>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにメチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ブチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、BuAl(MeCp)2を得た。このBuAl(MeCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるエチルシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例6>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにメチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、イソプロピルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、iPrAl(MeCp)2を得た。このiPrAl(MeCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例7>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにブチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ブチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、BuAl(BuCp)2を得た。このBuAl(BuCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−オクタンに溶解して溶液原料を調製した。
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにメチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ブチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、BuAl(MeCp)2を得た。このBuAl(MeCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるエチルシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例6>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにメチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、イソプロピルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、iPrAl(MeCp)2を得た。このiPrAl(MeCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例7>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにブチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ブチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、BuAl(BuCp)2を得た。このBuAl(BuCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−オクタンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例8>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、イソプロピルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、iPrAl(iPrCp)2を得た。このiPrAl(iPrCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例9>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ブチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、BuAl(iPrCp)2を得た。このBuAl(iPrCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるテトラヒドロフランに溶解して溶液原料を調製した。
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、イソプロピルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、iPrAl(iPrCp)2を得た。このiPrAl(iPrCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例9>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ブチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、BuAl(iPrCp)2を得た。このBuAl(iPrCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるテトラヒドロフランに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例10>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ジメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、MeAl(iPrCp)2を得た。このMeAl(iPrCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるエチルシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、ジメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、MeAl(iPrCp)2を得た。このMeAl(iPrCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるエチルシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例11>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにブチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、エチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、EtAl(BuCp)2を得た。このEtAl(BuCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例12>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにブチルシクロペンタジエニルナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、Al(BuCp)3を得た。このAl(BuCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−オクタンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例13>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、Al(iPrCp)3を得た。このAl(iPrCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるテトラヒドロフランに溶解して溶液原料を調製した。
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにブチルシクロペンタジエニルナトリウムを用い、エチルメチルアイオダイドを用いてアルキル置換した以外は実施例1と同様にして合成を行い、EtAl(BuCp)2を得た。このEtAl(BuCp)2の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例12>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにブチルシクロペンタジエニルナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、Al(BuCp)3を得た。このAl(BuCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−オクタンに溶解して溶液原料を調製した。
<実施例13>
エチルシクロペンタジエニルナトリウムの代わりにイソプロピルシクロペンタジエニルナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、Al(iPrCp)3を得た。このAl(iPrCp)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるテトラヒドロフランに溶解して溶液原料を調製した。
<比較例1>
(CH3)3Alを用意し、この化合物をそのまま有機アルミニウム化合物として用いた。この(CH3)3Alの濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるエチルシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<比較例2>
(C2H5)3Alを用意し、この化合物をそのまま有機アルミニウム化合物として用いた。この(C2H5)3Alの濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<比較例3>
Al(O-CMe2-CH2-O-Me)3を用意し、この化合物をそのまま有機アルミニウム化合物として用いた。このAl(O-CMe2-CH2-O-Me)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
(CH3)3Alを用意し、この化合物をそのまま有機アルミニウム化合物として用いた。この(CH3)3Alの濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるエチルシクロヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<比較例2>
(C2H5)3Alを用意し、この化合物をそのまま有機アルミニウム化合物として用いた。この(C2H5)3Alの濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<比較例3>
Al(O-CMe2-CH2-O-Me)3を用意し、この化合物をそのまま有機アルミニウム化合物として用いた。このAl(O-CMe2-CH2-O-Me)3の濃度が1.0モル濃度となるように有機溶媒であるn−ヘキサンに溶解して溶液原料を調製した。
<比較評価1>
実施例1〜13及び比較例1〜3でそれぞれ得られた有機アルミニウム化合物の溶液原料を用いて成膜時間当たりの膜厚試験を行った。
先ず、基板として基板表面にSiO2膜(厚さ5000Å)を形成したシリコン基板を6枚ずつ用意し、基板を図1に示す溶液気化CVD法を用いたMOCVD装置の成膜室に設置した。次いで、基板温度を200℃、気化温度を70℃、圧力を約1.33kPa(10Torr)にそれぞれ設定した。反応ガスとしてNH3ガスを用い、その分圧を1000ccmとした。次に、キャリアガスとしてArガスを用い、溶液原料を0.5cc/分の割合でそれぞれ供給し、成膜時間が30秒、1分、2分、3分、5分及び8分となったときにそれぞれ1枚ずつ成膜室より取出した。
・ 成膜時間あたりの膜厚試験
成膜を終えた基板上のAlN薄膜を断面SEM(走査型電子顕微鏡)像から膜厚を測定した。
<評価>
得られた成膜時間あたりの膜厚結果を表1にそれぞれ示す。
実施例1〜13及び比較例1〜3でそれぞれ得られた有機アルミニウム化合物の溶液原料を用いて成膜時間当たりの膜厚試験を行った。
先ず、基板として基板表面にSiO2膜(厚さ5000Å)を形成したシリコン基板を6枚ずつ用意し、基板を図1に示す溶液気化CVD法を用いたMOCVD装置の成膜室に設置した。次いで、基板温度を200℃、気化温度を70℃、圧力を約1.33kPa(10Torr)にそれぞれ設定した。反応ガスとしてNH3ガスを用い、その分圧を1000ccmとした。次に、キャリアガスとしてArガスを用い、溶液原料を0.5cc/分の割合でそれぞれ供給し、成膜時間が30秒、1分、2分、3分、5分及び8分となったときにそれぞれ1枚ずつ成膜室より取出した。
・ 成膜時間あたりの膜厚試験
成膜を終えた基板上のAlN薄膜を断面SEM(走査型電子顕微鏡)像から膜厚を測定した。
<評価>
得られた成膜時間あたりの膜厚結果を表1にそれぞれ示す。
表1より明らかなように、比較例1〜3の溶液原料を用いた薄膜は、時間が経過しても膜厚が厚くならず、また均等な厚さに成膜されていないことから成膜の安定性が悪いことが判る。これに対して実施例1〜13の溶液原料を用いた薄膜は、成膜時間あたりの膜厚が厚く、かつ均等になっており、成膜安定性が高く、また成膜速度も高い結果が得られた。
Claims (2)
- 次の式(1)で示される有機アルミニウム化合物。
R1 nAl(R2Cp)3-n ……(1)
但し、式中のR1及びR2はそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基であり、R1とR2は互いに同一であっても異なっていてもよく、Cpはシクロペンタジエニル基であり、nは0又は1の整数を示す。 - 請求項1記載の有機アルミニウム化合物を用いて有機金属化学気相成長法によりアルミニウム含有膜を製造する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005076954A JP2005306861A (ja) | 2004-03-22 | 2005-03-17 | 有機アルミニウム化合物及び該化合物を用いたアルミニウム含有膜の製造方法 |
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JP2004081809 | 2004-03-22 | ||
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CN107267959A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-20 | 株式会社昭和真空 | 成膜装置及成膜方法 |
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2005
- 2005-03-17 JP JP2005076954A patent/JP2005306861A/ja not_active Withdrawn
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