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Description
或る態様では、本発明は蒸着工程を用いて基板上（例えば半導体基板またはアセンブリ基板）に金属含有層を形成する方法を提供する。この方法は半導体構造の製造に役立つ。この方法は、基板を用意することと、（構造式I）の化合物を一種以上含む気体を用意することと、
（構造式I）：
ならびに、基板の一つ以上の表面上に金属含有層を形成するために、構造式Iの化合物を一種以上含む気体を基板と接触させること（および通常は、気体を基板に向けること）を含む。（構造式I）の低対称性化合物は、一種以上の非対称β‐ジケチミナート配位子を含み、ここで式中のMは二族金属、三族金属、ランタニド、およびそれらの組み合わせから成る群から選択され、各Lは独立にアニオン配位子で、各Yは独立に中性配位子で、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10で、xは1からnであり、各R1、R2、R3、R4およびR5は独立に水素または有機基であり、但し以下の一つ以上が当てはまる。：R1がR5と異なるか、あるいはR2がR4と異なる。
（構造式I）：
別の態様では、本発明は蒸着工程を用いて基板（例えば半導体基板またはアセンブリ基板）上に金属含有層を形成する方法を提供する。この方法は半導体構造の製造に役立つ。この方法は、基板を用意することと、（構造式II）の化合物を一種以上含む気体を用意することと、
（構造式II）：
ならびに、基板の一つ以上の表面上に金属含有層を形成するために、構造式IIの化合物を一種以上含む気体を基板と接触させること（および通常気体を基板に向けること）を含む。（構造式II）の低対称性化合物は、二種の異なる対称β‐ジケチミナート配位子を含み、ここで式中のMは二族金属、三族金属、ランタニド、およびそれらの組み合わせから成る群から選択され、各Lは独立にアニオン配位子で、各Yは独立に中性配位子で、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10であり、各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または有機基であり、ならびにR1=R5、R2=R4、R6=R10、およびR7=R9である。
（構造式II）：
別の態様では、本発明は一種以上の非対称β‐ジケチミナート配位子を持つ金属含有化合物、そのような化合物を含む前駆体組成、そのような化合物を含む蒸着システム、およびそのような化合物の生成方法を提供する。そのような金属含有化合物は、（構造式I）の化合物を含み、
（構造式I）：
ここで式中のMは二族金属、三族金属、ランタニド、およびそれらの組み合わせから成る群から選択され、各Lは独立にアニオン配位子で、各Yは独立に中性配位子で、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10で、ならびにxは1からnであり、ならびに各R1、R2、R3、R4、およびR5は独立に水素または有機基であり、但し以下の一つ以上が当てはまる。：R1がR5と異なるか、あるいはR2がR4と異なる。本発明は、非対称β‐ジケチミナート配位子の源と、一種以上の非対称β‐ジケチミナート配位子を持つ金属含有化合物の生成に役立つ、同一のものを生成する方法も提供する。
（構造式I）：
別の態様では、本発明は二種の異なる対称β‐ジケチミナート配位子を持つ金属含有化合物、そのような化合物を含む前駆体組成、そのような化合物を含む蒸着システム、およびそのような化合物の生成方法を提供する。そのような金属含有化合物は、（構造式II）の化合物を含み、
（構造式II）：
ここで式中のMは二族金属、三族金属、ランタニド、およびそれらの組み合わせから成る群から選択され、各Lは独立にアニオン配位子で、各Yは独立に中性配位子で、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10であり、各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または有機基であり、ならびにR1=R5、R2=R4、R6=R10、およびR7=R9である。
（構造式II）：
本明細書中では、以下の種類の構造式は、
金属が配位した非局在化電子密度を持つペンタジエニル基類の配位子（例えばβ‐ジケチミナート配位子）をあらわすために用いられる。配位子は、一つ、二つ、三つ、四つ、および／または五つの原子を介して金属に配位され得る（すなわちη1‐、η2‐、η3‐、η4‐、および／またはη5‐配位形式）。
或る実施形態では、一種以上の非対称β‐ジケチミナート配位子を含む金属含有化合物、およびそのような化合物を含む前駆体組成が開示される。そのような化合物は、（構造式I）の化合物を含み、
（構造式I）：
式中のMは二族金属（例えばCa、Sr、Ba）、三族金属（例えばSc、Y、La）、ランタニド（例えばPr、Nd）またはそれらの組み合わせである。MはCa、Sr、またはBaであることが好ましい。各Lは独立にアニオン配位子で、各Yは独立に中性配位子で、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10、xは1からnである。
（構造式I）：
例示的な方法は、（構造式III）の配位子源またはその互変異性体と、
（構造式III）：
アニオン配位子Lの源（例えば本明細書記載の通り）、随意に中性配位子Yの源（例えば本明細書記載の通り）、ならびに金属（M）源を含む成分を、金属含有化合物を生成するのに十分な条件下で混合することを含む。好ましくは、成分は有機溶媒（例えばヘプタン、トルエン、またはジエチルエーテル）内で、通常混合または攪拌条件下で混ぜ合わされ、好都合な温度（例えば室温またはそれ以下、還流温度またはそれ以上、もしくは中間温度）で、所望の生成物を十分量生成するだけの時間にわたって、反応することができる。好ましくは、成分は不活性雰囲気（例えばアルゴン）の下で、通常実質的に水が存在しない状態で混合される。
（構造式III）：
方法は、（構造式I）の金属含有化合物を提供し、
（構造式I）：
ここで式中のM、L、Y、R1、R2、R3、R4およびR5は上記で定めた通りで、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10、xは1からnである。
（構造式I）：
非対称β‐ジケチミナート配位子源は、例えば縮合反応を用いて生成することができる。例えば、例示的な非対称β‐ジケチミナート配位子源は、構造式R1NH2のアミン、（構造式V）の化合物またはその互変異性体、
（構造式V）：
ならびにアミンとの反応のためにカルボニル基を活性化させることができる物質を含む成分を、（構造式III）の配位子源もしくはその互変異性体をもたらすのに十分な条件下で混合することを含む方法によって生成することができる。
（構造式III）：
好ましくは、成分は有機溶媒（例えばヘプタン、トルエン、またはジエチルエーテル）内で、通常混合または攪拌条件下で混ぜ合わされ、好都合な温度（例えば室温またはそれ以下、還流温度またはそれ以上、もしくは中間温度）で、所望の生成物を十分量生成するだけの時間にわたって、反応することができる。好ましくは、成分は不活性雰囲気（例えばアルゴン）の下で、通常実質的に水が存在しない状態で混合される。
（構造式V）：
（構造式III）：
特に、本発明は構造式IIIの互変異性体を検討し、これは例えば
および
を含む。
同様に、本発明は構造式Vの互変異性体を検討し、これは例えば
および
を含む。
一種以上の非対称β‐ジケチミナート配位子を含むさらなる金属含有化合物は、例えば、一種以上の非対称β‐ジケチミナート配位子を含む金属含有化合物と、一種以上の別のβ‐ジケチミナート配位子を含む金属含有化合物との間の配位子交換反応によって生成することもできる。そのような方法の例は、（構造式I）の化合物と、
（構造式I）：
（構造式VI）の化合物を含む成分を、
（構造式VI）：
金属含有化合物を生成するのに十分な条件下で混合することを含む。好ましくは、成分は有機溶媒（例えばヘプタン、トルエン、またはジエチルエーテル）内で、通常混合または攪拌条件下で混合され、好都合な温度（室温またはそれ以下、還流温度またはそれ以上、もしくは中間温度など）で、所望の生成物を十分量生成するだけの時間にわたって反応することができる。好ましくは、成分は不活性雰囲気（例えばアルゴン）の下で、通常実質的に水が存在しない状態で混合される。
（構造式I）：
（構造式VI）：
方法は、（構造式II）の金属含有化合物を提供することができ、
（構造式II）：
ここで式中のM、L、Y、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、nおよびzは上記で定めた通りで、構造式IIに示した二種のβ‐ジケチミナート配位子は異なる構造を持つ。
＜異なる対称配位子を持つヘテロレプティック化合物＞
（構造式II）：
＜異なる対称配位子を持つヘテロレプティック化合物＞
別の実施形態では、異なる対称β‐ジケチミナート配位子を含むヘテロレプティック金属含有化合物である化合物、およびそのような化合物を含む前駆体組成が開示される。そのような化合物は（構造式II）の化合物を含み、
（構造式II）：
式中のMは二族金属（例えばCa、Sr、Ba）、三族金属（例えばSc、Y、La）、ランタニド（例えばPr、Nd）またはそれらの組み合わせである。MはCa、Sr、またはBaであることが好ましい。各Lは独立にアニオン配位子であり、各Yは独立に中性配位子であり、nは金属の原子価状態をあらわし、zは0から10である。
（構造式II）：
例示的な方法は、（構造式III）の配位子源またはその互変異性体と、
（構造式III）：
（構造式IV）の配位子源またはその互変異性体と、
（構造式IV）：
ならびに、随意にアニオン配位子Lの源と（例えば本明細書記載の通り）、随意に中性配位子Yの源（例えば本明細書記載の通り）、ならびに金属（M）源とを含む成分を、金属含有化合物を生成するのに十分な条件下で混合することを含む。好ましくは、成分は有機溶媒（例えばヘプタン、トルエン、またはジエチルエーテル）内で、通常混合または攪拌条件下で混合され、好都合な温度（室温またはそれ以下、還流温度またはそれ以上、もしくは中間温度など）で、所望の生成物を十分量生成するだけの時間にわたって反応することができる。好ましくは、成分は不活性雰囲気（例えばアルゴン）の下で、通常実質的に水が存在しない状態で混合される。
（構造式III）：
（構造式IV）：
方法は、（構造式II）の金属含有化合物を提供することができ、
（構造式II）：
ここで式中のM、L、Y、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は上記で定めた通りで、nは金属の原子価をあらわし、zは0から10である。
（構造式II）：
特に、本発明は構造式IVの互変異性体を検討し、これらは例えば
および
を含む。
別の実施形態では、異なる対称β‐ジケチミナート配位子を含む金属含有化合物は、例えば異なる対称β‐ジケチミナート配位子を含む金属含有化合物間での配位子交換反応によって生成することができる。そのような方法の例は、（構造式I）の化合物と、
（構造式I）：
（構造式VI）の化合物とを含む成分を、
（構造式VI）：
金属含有化合物を生成するのに十分な条件下で混合することを含む。好ましくは、成分は有機溶媒（例えばヘプタン、トルエン、またはジエチルエーテル）内で、通常混合または攪拌条件下で混合され、好都合な温度（室温またはそれ以下、還流温度またはそれ以上、もしくは中間温度など）で、所望の生成物を十分量生成するだけの時間にわたって反応することができる。好ましくは、成分は不活性雰囲気（例えばアルゴン）の下で、通常実質的に水が存在しない状態で混合される。
（構造式I）：
（構造式VI）：
方法は（構造式II）の金属含有化合物を提供することができ、
（構造式II）：
ここで式中のM、L、Y、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、nおよびzは上記で定めた通りである。
＜他の金属含有化合物＞
（構造式II）：
＜他の金属含有化合物＞
Claims (47)
- （構造式I）の化合物であり、
（構造式I）：
各Lは独立にアニオン配位子であり、
各Yは独立に中性配位子であり、
nは金属の原子価状態をあらわし、
zは0から10であり、
xは1からnであり、
各R1、R2、R3、R4、およびR5は独立に水素または有機基であり、
但し以下の一つ以上が当てはまることを条件とする、
：R1がR5と異なるか、あるいはR2がR4と異なる。
構造式Iの化合物。 - 各R1、R2、R3、R4、およびR5が独立に水素または1から10の炭素原子を持つ有機基である、請求項１記載の化合物。
- R1=イソプロピル基、かつR5=tert-ブチル基である、請求項２記載の化合物。
- R2=R4=メチル基、かつR3=Hである、請求項２記載の化合物。
- R1=イソプロピル基、かつR5=tert-ブチル基である請求項４記載の化合物。
- MがCa、Sr、Ba、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の化合物。
- 一つ以上のLは、ハロゲン化物、アルコキシド基、アミド基、メルカプチド基、シアン化物、アルキル基、アミジナート基、グアニジナート基、イソウレアート基、β‐ジケトナート基、β‐イミノケトナート基、β‐ジケチミナート基、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記一つ以上のLが、構造式Iに示したβ‐ジケチミナート配位子と同じ構造を持つβ‐ジケチミナート基であることを特徴とする、請求項７記載の化合物。
- 前記一つ以上のLが、構造式Iに示したβ‐ジケチミナート配位子とは異なる構造を持つβ‐ジケチミナート基であることを特徴とする、請求項７記載の化合物。
- 前記一つ以上のLが対称β‐ジケチミナート基である、請求項９記載の化合物。
- 前記一つ以上のLが非対称β‐ジケチミナート基である、請求項９記載の化合物。
- 一つ以上のYが、カルボニル基、ニトロシル基、アンモニア、アミン、窒素、ホスフィン、アルコール、水、テトラヒドロフラン、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の化合物。
- 基板を用意することと、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の構造式Iの化合物を一種以上含む気体を用意することと、
前記構造式Iの化合物を一種以上含む前記気体が前記基板と接触し、蒸着工程を用いて金属含有層を前記基板の一つ以上の表面上に形成すること、
を含む、金属含有層を基板上に形成する方法。 - 半導体基板またはアセンブリ基板を用意することと、
請求項1から１２のいずれか一項に記載の構造式Iの化合物を一種以上含む気体を用意することと、
前記構造式Iの化合物を一種以上含む前記気体を前記半導体基板またはアセンブリ基板に向け、蒸着工程を用いて前記半導体基板またはアセンブリ基板の一つ以上の表面上に金属含有層を形成すること、
を含む、半導体構造を製造する方法。 - 前記構造式Iと異なる一種以上の金属含有化合物を含む気体を用意することと、ならびに、前記構造式Iと異なる一種以上の金属含有化合物を含む前記気体を前記半導体基板またはアセンブリ基板に向けることをさらに含む、請求項１４記載の方法。
- 前記構造式Iの化合物と異なる一種以上の金属含有化合物の金属が、Ti、Ta、Bi、Hf、Zr、Pb、Nb、Mg、Alおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
- 一種以上の反応気体を用意することをさらに含む、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸着工程が化学蒸着工程である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸着工程が、複数の堆積サイクルを含む原子層堆積工程である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
- （構造式II）の化合物であり、
（構造式II）：
各Lは独立にアニオン配位子であり、
各Yは独立に中性配位子であり、
nは前記金属の原子化状態をあらわし、
zは0から10であり、
各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または有機基であり、
R1=R5、R2=R4、R6=R10、R7=R9であり、
構造式IIに示した二種のβ‐ジケチミナート配位子が異なる構造を持つことを特徴とする、
構造式IIの化合物。 - 各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または1から10の炭素原子を持つ有機基であることを特徴とする、請求項２０記載の化合物。
- R1=R5=tert-ブチル基、かつR6=R10=イソプロピル基である、請求項２１記載の化合物。
- R2=R4=R7=R9=メチル基、かつR3=R8=Hである、請求項２１記載の化合物。
- R1=R5=tert-ブチル基、かつR6=R10=イソプロピル基である、請求項２３記載の化合物。
- MがCa、Sr、Baおよびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２０から２４のいずれか一項に記載の化合物。
- 基板を用意することと、
請求項２０から２５のいずれか一項に記載の構造式IIの化合物を一種以上含む気体を用意することと、
前記構造式IIの化合物を一種以上含む前記気体を前記基板に接触させ、蒸着工程を用いて前記基板の一つ以上の表面上に金属含有層を形成すること、
を含む、金属含有層を基板上に形成する方法。 - 半導体基板またはアセンブリ基板を用意することと、
請求項２０から２５のいずれか一項に記載の構造式IIの化合物を一種以上含む気体を用意することと、
前記構造式IIの化合物を一種以上含む前記気体を前記半導体基板またはアセンブリ基板に向け、蒸着工程を用いて前記半導体基板またはアセンブリ基板の一つ以上の表面上に金属含有層を形成すること、
を含む、半導体構造を製造する方法。 - 前記構造式IIの化合物と異なる一種以上の金属含有化合物を含む気体を用意することと、ならびに、前記構造式IIの化合物と異なる一種以上の金属含有化合物を含む前記気体を前記半導体基板またはアセンブリ基板に向けることをさらに含む、請求項２７記載の方法。
- 前記構造式IIの化合物と異なる一種以上の金属含有化合物の金属が、Ti、Ta、Bi、Hf、Zr、Pb、Nb、Mg、Alおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする、請求項２８記載の方法。
- 一種以上の反応気体を用意することをさらに含む、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸着工程が化学蒸着工程である、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸着工程が、複数の堆積サイクルを含む原子層堆積工程である、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
- （構造式III）の配位子源またはその互変異性体であり、
（構造式III）：
ことを特徴とする構造式IIIの配位子源またはその互変異性体。 - R1=tert-ブチル基、かつR5=イソプロピル基である、請求項３３記載の配位子源。
- R2=R4=メチル基、かつR3=Hである、請求項３３記載の配位子源
- R1=tert-ブチル基、かつR5=イソプロピル基である、請求項３５記載の配位子源。
- 金属含有化合物を生成する方法であり、前記方法は、
（構造式III）の配位子源またはその互変異性体と、
（構造式III）：
随意に中性配位子Yの源と、
金属（M）源と
を含む成分を混合することを含み、
ここで式中の各R1、R2、R3、R4、およびR5は独立に水素または有機基であり、但し以下の一つ以上が当てはまることを条件とし、：R1がR5と異なるか、あるいはR2がR4と異なる、ならびに、
前記金属（M）源が二族金属源、三族金属源、ランタニド金属源、およびそれらの組み合わせから成る群から選択され、（構造式I）の金属含有化合物をもたらすのに十分な条件下であり、
（構造式I）：
金属含有化合物の生成方法。 - 前記金属（M）源が、M（II）ビス（ヘキサメチルジシラザン）、M（II）ビス（ヘキサメチルジシラザン）ビス（テトラヒドロフラン）、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項３７記載の方法。
- MがCa、Sr、Ba、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項３７記載の方法。
- 金属含有化合物を生成する方法であり、前記方法は、
（構造式I）の化合物と、
（構造式I）：
（構造VI）：
各Lは独立にアニオン配位子であり、
各Yは独立に中性配位子であり、
各nは金属の原子化状態をあらわし、
各zは0から10であり、
各xは1からnであり、
各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または有機基であり、
構造式Iおよび構造式VIに示したβ‐ジケチミナート配位子は異なる構造を持ち、
但し以下の一つ以上が当てはまることを条件とし、
：R1がR5と異なるか、R2がR4と異なるか、R6がR10と異なるか、あるいはR7がR9と異なる、
（構造式II）の金属含有化合物をもたらすのに十分な条件下で混合し、
（構造式II）：
金属含有化合物の生成方法。 - 請求項１から１２のいずれか一項に記載の（構造式I）の化合物を一種以上含む、蒸着工程のための前駆体組成。
- 金属含有化合物を生成する方法であり、前記方法は、
（構造式III）の配位子源またはその互変異性体と、
（構造式III）：
（構造IV）：
随意に中性配位子Yの源と、
金属（M）源と、を含む成分を混合することを含み、
ここで式中の各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または有機基であり、R1=R5、R2=R4、R6=R10、R7=R9であり、構造式IIIと構造式IVに示した配位子源が異なる構造を持つことを特徴とし、かつ、
ここで金属（M）源は二族金属源、三族金属源、ランタニド金属源、およびそれらの組み合わせから成る群から選択され、（構造式II）の金属含有化合物をもたらすのに十分な条件下であり、
（構造式II）：
金属含有化合物の生成方法。 - 金属含有化合物を生成する方法であり、前記方法は、
（構造式I）の化合物と、
（構造式I）：
（構造式VI）：
各Lは独立にアニオン配位子であり、
各Yは独立に中性配位子であり、
各nは金属の原子価状態をあらわし、
各zは0から10であり、
各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10は独立に水素または有機基であり、
R1=R5、R2=R4、R6=R10、R7=R9であり、構造式Iと構造式VIに示したβ‐ジケチミナート配位子が異なる構造を持ち、
（構造式II）の金属含有化合物をもたらすのに十分な条件下で混合し、
（構造式II）：
金属含有化合物の生成方法。 - 請求項２０から２５のいずれか一項に記載の（構造式II）の化合物を一種以上含む、蒸着工程のための前駆体組成。
- β‐ジケチミナート配位子源を生成する方法であり、前記方法は、
構造式R1NH2のアミンと、
（構造式V）の化合物またはその互変異性体と、
（構造式V）：
（構造式III）：
ことを特徴とするβ‐ジケチミナート配位子源の生成方法。 - その中に基板を配置した堆積室と、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の（構造式I）の化合物を一種以上含む一つ以上の容器とを含む、蒸着システム。 - その中に基板を配置した堆積室と、
請求項２０から２５のいずれか一項に記載の（構造式II）の化合物を一種以上含む一つ以上の容器とを含む、蒸着システム。
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