JP2022068022A - Forming method, forming material, and novel compound - Google Patents

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英明 町田
Hideaki Machida
真人 石川
Masato Ishikawa
弘 須藤
Hiroshi Sudo
義治 長谷川
Yoshiharu Hasegawa
陽一郎 沼澤
Yoichiro Numasawa
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Abstract

To provide a method of forming a Ni-based material.SOLUTION: In a method of forming a Ni-based material, a compound represented by Ni[i-C3H7 NC(n-C3H7)N-i-C3H7]2 is transported from an ingredient container to a vaporizer, vaporized by the vaporizer, and transported to a chamber together with a carrier gas, so that the compound transported to the chamber reacts with one or more reactants selected from a group consisting of ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone and nitrous oxide so as to form a Ni-based material on a substrate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば膜形成技術に関する。 The present invention relates to, for example, a film forming technique.

Ni(金属ニッケル(例えば、膜))は、半導体の分野で、ニッケルシリサイドとして、コンタクト部分に使われている。
前記Niは磁性材料である。従って、前記NiはMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の分野で求められている。
前記Niは、例えば次世代メモリ(例えば、MRAM)の材料として用いられている。
前記Niは、腐食耐性が高く、光学反射膜として活用されている。
前記Niは、触媒として活用されている。
前記Niは、電池の材料として活用されている。
酸化ニッケルは、光の可変吸収、エレクトロクロミック表示素子などの分野において活用されている。
Ni (metallic nickel (eg, membrane)) is used in the contact portion as nickel silicide in the field of semiconductors.
The Ni is a magnetic material. Therefore, the Ni is required in the field of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).
The Ni is used as a material for, for example, a next-generation memory (for example, MRAM).
The Ni has high corrosion resistance and is utilized as an optical reflective film.
The Ni is utilized as a catalyst.
The Ni is used as a material for batteries.
Nickel oxide is used in fields such as variable absorption of light and electrochromic display devices.

原子層制御成長方法(ALD法)によって、Ni系膜(例えば、Ni膜、酸化ニッケル膜など)が、細かな構造体に、低温で、形成される。この場合、原料物質として、例えばβ-ジケトナートニッケル錯体、シクロペンタジエニル系ニッケル錯体が提案されている。 By the atomic layer controlled growth method (ALD method), a Ni-based film (for example, Ni film, nickel oxide film, etc.) is formed in a fine structure at a low temperature. In this case, for example, β-diketonath nickel complex and cyclopentadienyl nickel complex have been proposed as raw material.

Ni[i-CNC(CH)N-i-C{ビス(N,N’-ジイソプロピルアセトアミジネート)ニッケル}が提案(非特許文献1)されている。 Ni [i-C 3 H 7 NC (CH 3 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 {bis (N, N'-diisopropylacetoamidinate) nickel} has been proposed (Non-Patent Document 1). ..

Nickel
η3-2-methylallyl N,N′-diisopropylacetamidinateが提案(特許文献1)されている。
Nickel
η3-2-methylallyl N, N'-diisopropylacetamidinate has been proposed (Patent Document 1).

Booyong S. Lim, Antti Rahtu, Jin-Seong Park, and Roy G. Gordon,Inorganic Chemistry., 2003, 42, 7951-7958)Booyong S. Lim, Antti Rahtu, Jin-Seong Park, and Roy G. Gordon, Inorganic Chemistry., 2003, 42, 7951-7958)

US2013/016861A1US2013 / 016861A1

前記β-ジケトナートニッケル錯体が用いられた場合、ALD法による膜形成は困難であった。金属ニッケル膜は成膜できなかった。 When the β-diketonat nickel complex was used, it was difficult to form a film by the ALD method. The metallic nickel film could not be formed.

前記シクロペンタジエニル系ニッケル錯体は、分解温度が高い。従って、C(炭素原子)が膜の内部に入り込む恐れが有った。 The cyclopentadienyl nickel complex has a high decomposition temperature. Therefore, there is a risk that C (carbon atom) may enter the inside of the film.

前記β-ジケトナート金属錯体(又は前記シクロペンタジエニル金属錯体)は、基体表面の水酸基(-OH)やアミノ基(-NH)と反応し難かった。従って、前記化合物はALD法には不適であった。 The β-diketonate metal complex (or the cyclopentadienyl metal complex) was difficult to react with a hydroxyl group (-OH) or an amino group (-NH 2 ) on the surface of the substrate. Therefore, the compound was unsuitable for the ALD method.

金属アミジネート錯体は、基体上の水酸基(-OH)やアミノ基(-NH)との反応性が良かった。従って、前記金属アミジネート錯体はALD法には好適であった。 The metal aminate complex had good reactivity with the hydroxyl group (-OH) and the amino group (-NH 2 ) on the substrate. Therefore, the metal aminate complex was suitable for the ALD method.

前記提案のビス(N,N’-ジイソプロピルアセトアミジネート)ニッケル{Ni[i-CNC(CH)N-i-C}は固体(融点:約69℃)であった。加熱・融解した前記化合物の蒸気が成膜室に輸送される。この時、配管(蒸気輸送用の配管)は70℃以上(少なくとも69℃以上)に加熱されなければならなかった。配管が前記温度に加熱されていない場合、前記化合物は前記配管内で固化・堆積してしまった。配管が閉塞された。前記の如きの融点(69℃)の場合、研究室レベル(小規模)での成膜では余り問題が起きないかも知れない。しかし、工場での量産レベルでは問題が大きくなる。例えば、前記配管に冷えた個所が在ると、その個所では前記化合物は固化する。配管に閉塞が起きる。製造ラインがストップする。量産レベルでは一連の工程を経ていることから、多くのウエハが無駄になる。損失は大きくなる。近年の半導体量産工場では、原料化合物は大量に反応室に送り込まれる。ダイレクト・リキッド・インジェクションと謂われるシステムが採用されている。この方法は、原料が気化室に液体として直接送り込まれる。前記気化室で気化した化合物(ガス)は成膜反応室に送られる。前記固体(融点:69℃)は、70℃以上(少なくとも69℃以上)に加熱されると、液体になる。これには多くの熱エネルギーが必要であった。配管内の固化閉塞も懸念された。装置が配置された室全体を高温にすることも考えられる。しかし、室温(全体)を69℃以上にする事は消費エネルギーが大きい。コストが高くなる。作業性が悪い。半導体工場向けには高純度品が必要である。高純度品を得る為には蒸留が不可欠である。前記固体(融点:69℃)の精製には昇華法が用いられた。しかし、昇華精製では高純度品が得られなかった。 The proposed bis (N, N'-diisopropylacetamide) nickel {Ni [i-C 3 H 7 NC (CH 3 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 } is a solid (melting point: about 69 ° C.). )Met. The heated and melted vapor of the compound is transported to the film forming chamber. At this time, the pipe (steam transport pipe) had to be heated to 70 ° C. or higher (at least 69 ° C. or higher). If the pipe was not heated to the temperature, the compound would solidify and deposit in the pipe. The pipe was blocked. At the melting point (69 ° C.) as described above, there may not be much problem in film formation at the laboratory level (small scale). However, the problem becomes greater at the mass production level at the factory. For example, if there is a cold spot in the pipe, the compound solidifies at that spot. The piping is blocked. The production line stops. At the mass production level, many wafers are wasted because they have undergone a series of processes. The loss will be large. In recent semiconductor mass production factories, a large amount of raw material compounds are sent to the reaction chamber. A system called direct liquid injection is adopted. In this method, the raw material is directly fed into the vaporization chamber as a liquid. The compound (gas) vaporized in the vaporization chamber is sent to the film formation reaction chamber. The solid (melting point: 69 ° C.) becomes a liquid when heated to 70 ° C. or higher (at least 69 ° C. or higher). This required a lot of heat energy. There was also concern about solidification blockage in the piping. It is also conceivable to heat the entire room in which the equipment is placed to a high temperature. However, raising the room temperature (overall) to 69 ° C or higher consumes a large amount of energy. The cost will be high. Workability is poor. High-purity products are required for semiconductor factories. Distillation is indispensable to obtain high-purity products. A sublimation method was used to purify the solid (melting point: 69 ° C.). However, high-purity products could not be obtained by sublimation purification.

金属のアミジネート錯体は基体上の水酸基(-OH)やアミノ基(-NH)との反応性が良い。従って、前記金属のアミジネート錯体はALD法には好適である。基体(基体表面の水酸基(-OH)やアミノ基(-NH))に化学吸着した金属のアミジネート錯体は、水(又はアンモニア)と反応する。次のサイクルで導入される金属アミジネート錯体と反応可能な末端が形成される。例えば、金属に配位する有機基の一つがアミジネート基で、金属に配位する残りの有機基の全てがアミジナート基以外であった場合、1回目のサイクルで供給された金属錯体のアミジナート基は基体上の水酸基(-OH)やアミノ基(-NH)と反応する。しかし、前記-OH(又は、-NH)に化学吸着した金属錯体は、次のステップにおいて反応可能なアミジネート基が、もはや、無い。従って、次に供給された水やアンモニアと反応できない。すなわち、次のサイクルで導入される金属錯体と反応可能な終端基が形成されない。よって、ALDが進行しない。前記特許文献1の化合物はこの類の化合物であった。従って、前記特許文献1の化合物を用いた場合にはALDを用いる事が出来ない。前記特許文献1の化合物を用いた場合にはプラズマ法を用いなければならない。しかし、アンモニアプラズマ(水素プラズマ)は前記基体に化学吸着した前記化合物(特許文献1の化合物)の中間体構造を壊してしまう。この結果、C,Nが膜内に混入してしまう恐れがあった。よって、金属の配位子(有機基)は全てがアミジネート基であることが望ましい事が判った。 The metal aminate complex has good reactivity with the hydroxyl group (-OH) and amino group (-NH 2 ) on the substrate. Therefore, the aminated complex of the metal is suitable for the ALD method. The metal aminate complex chemically adsorbed on the substrate (hydroxyl group (-OH) or amino group (-NH 2 ) on the surface of the substrate) reacts with water (or ammonia). A reactive end is formed with the metal aminate complex introduced in the next cycle. For example, if one of the organic groups coordinating to the metal is an aminate group and all of the remaining organic groups coordinating to the metal are other than the amidinate group, the amidinate group of the metal complex supplied in the first cycle will be. It reacts with a hydroxyl group (-OH) or an amino group (-NH 2 ) on the substrate. However, the metal complex chemically adsorbed on -OH (or -NH 2 ) no longer has an aminate group that can react in the next step. Therefore, it cannot react with the next supplied water or ammonia. That is, no end group capable of reacting with the metal complex introduced in the next cycle is formed. Therefore, ALD does not progress. The compound of Patent Document 1 was a compound of this kind. Therefore, when the compound of Patent Document 1 is used, ALD cannot be used. When the compound of Patent Document 1 is used, the plasma method must be used. However, ammonia plasma (hydrogen plasma) destroys the intermediate structure of the compound (compound of Patent Document 1) chemically adsorbed on the substrate. As a result, C and N may be mixed in the film. Therefore, it was found that it is desirable that all metal ligands (organic groups) are amidate groups.

上述理由により、成膜にALD法が用いられた場合、原料化合物としては液体(固体であるにしても、融点が35℃~40℃程度)のNiアミジネート錯体が要望されるであろう事が理解できるであろう。すなわち、原料化合物を原料容器から成膜室まで輸送するに際して、前記経路(配管)における高温加熱が不要(加熱が必用にしても、加熱温度は40℃以下)なNiアミジネート錯体が要望されるであろう事が理解できるであろう。例えば、25℃(1気圧)で液体(又は、融点が40℃以下の固体)のNiアミジネート錯体が要望されるであろう事が理解できるであろう。 For the above reasons, when the ALD method is used for film formation, a liquid Ni-aminated complex (even if it is a solid, having a melting point of about 35 ° C. to 40 ° C.) may be desired as a raw material compound. You can understand. That is, when transporting the raw material compound from the raw material container to the film forming chamber, a Ni-aminated complex that does not require high-temperature heating in the path (piping) (even if heating is necessary, the heating temperature is 40 ° C. or lower) is desired. You can understand what it is. For example, it will be understood that a liquid (or solid with a melting point of 40 ° C. or lower) Ni-aminated complex at 25 ° C. (1 atm) will be desired.

前記条件が満たされたNiアミジネート錯体は、蒸留操作によって、高純度品が、簡単に得られるであろう事も理解できるであろう。 It can also be understood that a high-purity product of the Ni-aminated complex satisfying the above conditions can be easily obtained by a distillation operation.

しかし、上記条件が満たされたNiアミジネート錯体(全ての配位子がアミジネート基)は、現在までは、提案されていない。そもそも、如何なる構造のものであれば、25℃(1気圧)で液体(又は、融点が40℃以下の固体)のNiアミジネート錯体かが判っていない。 However, a Ni aminate complex (all ligands are an aminate group) satisfying the above conditions has not been proposed so far. In the first place, it is not known what kind of structure the Ni aminate complex is a liquid (or a solid having a melting point of 40 ° C. or lower) at 25 ° C. (1 atm).

従って、本発明は前記課題を解決することである。
例えば、高品質なNi材(例えば、膜)を簡単に提供できる技術を提供することである。例えば、40℃で液体のNiアミジネート錯体を提供することである。
Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problems.
For example, it is to provide a technique capable of easily providing a high quality Ni material (for example, a film). For example, providing a Ni aminate complex that is liquid at 40 ° C.

前記の課題を解決する為の検討・研究が、鋭意、推し進められて行った。
その結果、今回合成された新規化合物{Ni[i-CNC(n-C)N-i-C}は融点が約33℃であった。
前記化合物は、蒸留操作によって、高純度品が簡単に得られた。
前記化合物が用いられてALD法によって成膜が行われた場合、高品質な膜が得られた。
Examinations and researches to solve the above-mentioned problems have been enthusiastically promoted.
As a result, the new compound {Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 } synthesized this time had a melting point of about 33 ° C.
The compound was easily obtained as a high-purity product by a distillation operation.
When the above compound was used and the film was formed by the ALD method, a high quality film was obtained.

斯かる知見に基づいて本発明が達成された。 The present invention has been achieved based on such findings.

本発明は、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される
新規化合物を提案する。
The present invention
We propose a novel compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 .

本発明は、
Ni系材を形成する為の材料であって、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物を有する
Ni系材形成材料を提案する。
The present invention
It is a material for forming Ni-based materials.
We propose a Ni-based material forming material having a compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 .

本発明は、
Ni系材が形成される方法であって、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物が室に輸送され、
前記室に輸送された前記化合物が、アンモニア、水素、水、酸素、オゾン、亜酸化窒素の群の中から選ばれる一種または二種以上の反応剤と反応し、
基板上にNi系材が形成される方法を提案する。
The present invention
It is a method of forming Ni-based materials.
The compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 is transported to the chamber, and the compound is transported to the chamber.
The compound transported to the chamber reacts with one or more reactants selected from the group of ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone and nitrous oxide.
We propose a method for forming Ni-based materials on a substrate.

本発明は、
Ni系材が形成される方法であって、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物が、原料容器から気化器に輸送され、気化器によって気化してキャリアガスと共に室に輸送され、
前記室に輸送された前記化合物が、アンモニア、水素、水、酸素、オゾン、亜酸化窒素の群の中から選ばれる一種または二種以上の反応剤と反応し、
基板上にNi系材が形成される方法を提案する。
The present invention
It is a method of forming Ni-based materials.
The compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) NI-C 3 H 7 ] 2 is transported from the raw material container to the vaporizer and vaporized by the vaporizer to carry the carrier. Transported to the room with gas
The compound transported to the chamber reacts with one or more reactants selected from the group of ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone and nitrous oxide.
We propose a method for forming Ni-based materials on a substrate.

本発明は、前記方法であって、前記Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物の原料容器から気化器までの輸送経路が30~40℃の温度に加熱されている方法を提案する。 The present invention is the above-mentioned method, from the raw material container of the compound represented by the above-mentioned Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 to the vaporizer. We propose a method in which the transportation route is heated to a temperature of 30 to 40 ° C.

本発明はALD法で行われる前記方法を提案する。 The present invention proposes the above method performed by the ALD method.

Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物はは融点が約32~33℃である。従って、原料容器から気化器までの輸送経路(配管)の加熱エネルギーは少なくて済む。半導体量産工場で採用されているシステム、即ち、ダイレクト・リキッド・インジェクションの採用に大きな問題が起きない。成膜コストが低廉である。前記化合物は35℃~40℃で液体であるから、蒸留操作で高純度品が簡単に得られた。ALD法によって、高品質な材が低廉なコストで得られた。成膜効率が良い。例えば、高品質な金属Ni膜(Ni合金膜)が効率良く形成された。 The compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 has a melting point of about 32 to 33 ° C. Therefore, the heating energy of the transportation route (piping) from the raw material container to the vaporizer can be reduced. There is no major problem in adopting the system used in semiconductor mass production factories, that is, direct liquid injection. The film formation cost is low. Since the compound is a liquid at 35 ° C to 40 ° C, a high-purity product can be easily obtained by a distillation operation. By the ALD method, high quality material was obtained at low cost. Good film formation efficiency. For example, a high-quality metallic Ni film (Ni alloy film) was efficiently formed.

ALD装置の概略図Schematic diagram of ALD device ALD装置の概略図Schematic diagram of ALD device

第1の本発明は新規化合物である。前記化合物はNi[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物である。前記化合物は下記の[式1]で表される。前記化合物(Niアミジネート錯体)は全ての配位子がアミジネート基であった。前記化合物(錯体)は融点が32~33℃であった。前記化合物の高純度品が、蒸留操作によって、簡単に得られた。Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cの蒸気圧(90℃)は0.5Torrであった。前記蒸気圧の測定には気体飽和法が用いられた。蒸気圧が高いから、ALD法による成膜が容易であった。 The first invention is a novel compound. The compound is a compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 . The compound is represented by the following [Formula 1]. In the compound (Ni amidinate complex), all the ligands were aminate groups. The compound had a melting point of 32 to 33 ° C. A high-purity product of the compound was easily obtained by a distillation operation. The vapor pressure (90 ° C.) of Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 was 0.5 Torr. The gas saturation method was used for the measurement of the vapor pressure. Since the vapor pressure is high, it was easy to form a film by the ALD method.

[式1]

Figure 2022068022000002
[Equation 1]
Figure 2022068022000002

第2の本発明は形成材料である。Ni系材を形成する為の材料である。例えば、Ni金属膜である。例えば、Ni酸化膜である。前記物質に限られない。前記材は膜には限られない。膜の概念より厚いものでも良い。前記材料は前記化合物Ni[i-CNC(n-C)N-i-C)を有する。前記化合物が用いられた場合、ALD法によって、高品質な膜が効率良く得られた。 The second invention is a forming material. It is a material for forming a Ni-based material. For example, a Ni metal film. For example, a Ni oxide film. It is not limited to the above-mentioned substances. The material is not limited to a film. It may be thicker than the concept of membrane. The material has the compound Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 ). When the compound was used, a high quality film was efficiently obtained by the ALD method.

第3の本発明は方法である。前記方法はNi系材が形成される方法である。前記方法は、前記化合物{Ni[i-CNC(n-C)N-i-C}が成膜室に輸送され、前記輸送された前記化合物(錯体)が基板上で反応して基板上に前記Ni系材が設けられる方法である。例えば、前記化合物が室に輸送され、前記室に輸送された前記化合物が反応剤(アンモニア、水素、水、酸素、オゾン、亜酸化窒素の群の中から選ばれる一種または二種以上の反応剤)と反応し、基板上に前記Ni系材が設けられる方法である。例えば、前記化合物が、原料容器から気化器に輸送され、気化器によって気化してキャリアガスと共に室に輸送され、前記室に輸送された前記化合物が反応剤(アンモニア、水素、水、酸素、オゾン、亜酸化窒素の群の中から選ばれる一種または二種以上の反応剤)と反応し、基板上にNi系材が形成される方法である。前記反応剤は前記化合物とは別に(例えば、別経路または時を違えて)前記室に輸送される。前記化合物の原料容器から気化器までの輸送経路(配管)は、例えば30~40℃(約33℃以上。例えば、約35℃程度)の温度に加熱されている。前記方法は、例えば前記化合物が室に輸送される工程を具備する。前記方法は、前記室に輸送された前記化合物の反応により基板上に前記Ni系材が設けられる工程を具備する。前記方法はALD法が採用される。前記室は、例えば成膜室(反応室とも称される)である。 The third invention is a method. The method is a method for forming a Ni-based material. In the method, the compound {Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) NI-C 3 H 7 ] 2 } is transported to the film forming chamber, and the transported compound ( This is a method in which the Ni-based material is provided on the substrate by reacting the complex) on the substrate. For example, the compound is transported to a chamber, and the compound transported to the chamber is one or more reactants selected from the group of reactants (ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone, nitrous oxide). ), And the Ni-based material is provided on the substrate. For example, the compound is transported from a raw material container to a vaporizer, vaporized by the vaporizer and transported to a chamber together with a carrier gas, and the compound transported to the chamber is a reactant (ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone). , One or more reactants selected from the group of nitrous oxide) to form a Ni-based material on the substrate. The reactant is transported to the chamber separately from the compound (eg, by another route or at different times). The transportation route (piping) from the raw material container of the compound to the vaporizer is heated to a temperature of, for example, 30 to 40 ° C. (about 33 ° C. or higher, for example, about 35 ° C.). The method comprises, for example, a step of transporting the compound to a chamber. The method comprises a step of providing the Ni-based material on the substrate by the reaction of the compound transported to the chamber. The ALD method is adopted as the method. The chamber is, for example, a film forming chamber (also referred to as a reaction chamber).

上記のようにして得られた前記Ni系材(例えば、膜)は、C(不純物成分)量が極めて少ないものであった。すなわち、純度が高かった。 The Ni-based material (for example, a film) obtained as described above had an extremely small amount of C (impurity component). That is, the purity was high.

成膜過程においては、支障が起き難いものであった。例えば、前記化合物(原料(X(g))の気化・反応により、成膜が行われた。前記原料の0.7・X(g)が消費された後、成膜作業が停止された。原料容器と成膜室とを連結する配管の内部が観察された。前記配管の内部の閉塞(前記原料の固化による閉塞)は認められなかった。 In the film forming process, it was difficult for trouble to occur. For example, film formation was performed by vaporization / reaction of the compound (raw material (X (g)). After 0.7 · X (g) of the raw material was consumed, the film formation work was stopped. The inside of the pipe connecting the raw material container and the film forming chamber was observed. No blockage inside the pipe (blockage due to solidification of the raw material) was observed.

以下、具体的な実施例が挙げられる。但し、本発明は以下の実施例にのみ限定されない。本発明の特長が大きく損なわれない限り、各種の変形例や応用例も本発明に含まれる。 Specific examples are given below. However, the present invention is not limited to the following examples. Various modifications and applications are also included in the present invention as long as the features of the present invention are not significantly impaired.

[実施例1]
〔Ni[i-CNC(n-C)N-i-C:ビス(N,N’-ジイソプロピルブタンアミジネート)ニッケル〕
反応は不活性ガス雰囲気下で行われた。0.29molのN,N’-ジイソプロピルカルボジイミドが、0.28molのノルマルプロピルリチウムを含有するジエチルエーテル溶液250mlに、ゆっくり、滴下された。この後、室温で4時間の撹拌が行われた。この反応混合液が、0.12molの塩化ニッケルジメトキシエタン付加体(NiCl・DME)が100mlのテトラヒドロフランに懸濁した溶液に、徐々に、滴下された。この後、24時間の撹拌が行われた。溶媒留去後、500mlのノルマルヘキサンが加えられた。不溶物が濾過された。溶媒留去後、減圧(0.1torr)蒸留が行われた。ビス(N,N’-ジイソプロピルブタンアミジネート)ニッケルが収率80%で得られた。
[Example 1]
[Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 : Bis (N, N'-diisopropylbutane amidate) nickel]
The reaction was carried out in an atmosphere of an inert gas. 0.29 mol of N, N'-diisopropylcarbodiimide was slowly added dropwise to 250 ml of a diethyl ether solution containing 0.28 mol of normal propyl lithium. After that, stirring was performed at room temperature for 4 hours. This reaction mixture was gradually added dropwise to a solution in which 0.12 mol of nickel dimethoxyethane chloride adduct (NiCl 2 · DME) was suspended in 100 ml of tetrahydrofuran. After this, stirring was performed for 24 hours. After distilling off the solvent, 500 ml of normal hexane was added. The insoluble material was filtered. After distilling off the solvent, distillation under reduced pressure (0.1 torr) was performed. Bis (N, N'-diisopropylbutaneaminated) nickel was obtained in 80% yield.

得られた前記化合物の減圧蒸留(精製)が行われた。気化したビス(N,N’-ジイソプロピルブタンアミジネート)ニッケル(蒸気)は、空冷管を通る間に液化し、受器に捕集された。この時、空冷管は35℃~40℃に加熱されていた。98%の回収率であった。 The obtained compound was distilled under reduced pressure (purification). The vaporized bis (N, N'-diisopropylbutaneaminated) nickel (steam) was liquefied while passing through the air-cooled tube and collected in the receiver. At this time, the air-cooled pipe was heated to 35 ° C to 40 ° C. The recovery rate was 98%.

前記精製品(ビス(N,N’-ジイソプロピルブタンアミジネート)ニッケル)が、冷却により、結晶化した。この結晶化した化合物が徐々に温められた。32℃~33℃で融解した。油回転式真空ポンプによる減圧蒸留において、沸点は92℃であった。 The refined product (bis (N, N'-diisopropylbutaneamidinate) nickel) was crystallized by cooling. The crystallized compound was gradually warmed. It melted at 32 ° C to 33 ° C. The boiling point was 92 ° C. in vacuum distillation using an oil rotary vacuum pump.

前記精製品の純度は高かった。金属不純物分析(ICP-MS)による分析値(単位はwt.ppm)は、次の通りであった。Na<0.1,Mg<0.1,Fe=0.4,Zn=0.3,Ti<0.1,Cu=0.1,Cd<0.1,Mn<0.1,Co=0.1,Pb<0.1 The purity of the refined product was high. The analytical values (unit: wt.ppm) by metal impurity analysis (ICP-MS) were as follows. Na <0.1, Mg <0.1, Fe = 0.4, Zn = 0.3, Ti <0.1, Cu = 0.1, Cd <0.1, Mn <0.1, Co = 0.1, Pb <0.1

[実施例2]
図1の成膜装装置が用いられて成膜作業が行われた。図1は成膜装置の概略図である。図1中、1は原料容器である。2は基板加熱器(基板を保持して加熱)である。3は成膜チャンバー(分解反応炉)である。4は基板である。5は流量制御器である。6はシャワーヘッドである。7はキャリアガス(Ar,又はNなど不活性ガス)である。10は、成膜時に成膜チャンバー3内に導入される添加ガス(例えば、Ar,Nなどの不活性ガス、及びH,NHなどの還元性ガス)である。
[Example 2]
The film forming operation was performed using the film forming device of FIG. 1. FIG. 1 is a schematic view of a film forming apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 is a raw material container. Reference numeral 2 is a substrate heater (holding and heating the substrate). Reference numeral 3 is a film forming chamber (decomposition reaction furnace). Reference numeral 4 is a substrate. Reference numeral 5 is a flow rate controller. 6 is a shower head. Reference numeral 7 is a carrier gas (an inert gas such as Ar or N2 ). Reference numeral 10 is an additive gas (for example, an inert gas such as Ar and N 2 and a reducing gas such as H 2 and NH 3 ) introduced into the film forming chamber 3 at the time of film formation.

図1の装置が用いられて成膜作業が行われた。前記精製品(前記Niアミジネート錯体)が原料容器1内に入れられた。原料容器1に取り付けられたヒーターにより、原料容器1が80℃に加熱された。窒素ガス(キャリアガス)が20ml/分の割合で供給された。バブリングが行われた。これにより、5秒間に亘って、前記化合物(前記Niアミジネート錯体)が、窒素ガスと共に、成膜チャンバー3内に導かれた。ポンプにより、12秒間に亘って、成膜チャンバー3内が排気された。所定量の添加ガス(Arガス40sccm、NHガス20sccm、Hガス80sccm)10が、成膜チャンバー3内に、5秒間に亘って、供給された。ポンプにより、12秒間に亘って、成膜チャンバー3内が排気された。再び、前記化合物が、窒素ガスと共に、成膜チャンバー3内に、5秒間に亘って、導かれた。このサイクルが100回繰り返された。基板加熱器2により、基板4は加熱(200~250℃)されている。基板4上に膜(金属Ni薄膜)が形成された。 The film formation work was performed using the apparatus shown in FIG. The refined product (the Ni-aminated complex) was placed in the raw material container 1. The raw material container 1 was heated to 80 ° C. by a heater attached to the raw material container 1. Nitrogen gas (carrier gas) was supplied at a rate of 20 ml / min. Bubbling was done. As a result, the compound (the Ni aminate complex) was guided into the film forming chamber 3 together with nitrogen gas for 5 seconds. The inside of the film forming chamber 3 was exhausted by the pump for 12 seconds. A predetermined amount of the added gas (Ar gas 40 sccm, NH 3 gas 20 sccm, H 2 gas 80 sccm) 10 was supplied into the film forming chamber 3 for 5 seconds. The inside of the film forming chamber 3 was exhausted by the pump for 12 seconds. Again, the compound was introduced into the film forming chamber 3 together with nitrogen gas for 5 seconds. This cycle was repeated 100 times. The substrate 4 is heated (200 to 250 ° C.) by the substrate heater 2. A film (metal Ni thin film) was formed on the substrate 4.

上記のようにして形成された膜は穴(開口部100nm、深さ1μm)の内壁に均一に施されていた。段差被覆性に優れていた。前記膜がXPSで調べられた。膜中のC量は2at%以下であった。膜中のN量は1at%以下であった。 The film formed as described above was uniformly applied to the inner wall of the hole (opening 100 nm, depth 1 μm). Excellent step coverage. The membrane was examined by XPS. The amount of C in the membrane was 2 at% or less. The amount of N in the membrane was 1 at% or less.

[実施例3]
図2の成膜装装置が用いられて成膜作業が行われた。図2は成膜装置の概略図である。図2中、1は原料容器である。2は基板加熱器である。3は成膜チャンバー(分解反応炉)である。4は基板である。5は流量制御器である。6はシャワーヘッドである。8は気化器である。9は、原料圧送用ガス(例えば、He,Arなどの不活性ガス。原料容器1から気化器8に原料を圧送)である。10は、成膜時に成膜チャンバー3内に導入される添加ガス(例えば、Ar,N等の不活性ガス、及びH,NH等の還元性ガス)である。11は、原料圧送用ガス9の圧力制御器である。12は液体流量制御器(気化器8への原料液体の圧送流量を制御)である。
[Example 3]
The film forming operation was performed using the film forming device of FIG. FIG. 2 is a schematic view of the film forming apparatus. In FIG. 2, reference numeral 1 is a raw material container. Reference numeral 2 is a substrate heater. Reference numeral 3 is a film forming chamber (decomposition reaction furnace). Reference numeral 4 is a substrate. Reference numeral 5 is a flow rate controller. 6 is a shower head. 8 is a vaporizer. Reference numeral 9 is a gas for pumping the raw material (for example, an inert gas such as He or Ar. The raw material is pumped from the raw material container 1 to the vaporizer 8). Reference numeral 10 is an additive gas (for example, an inert gas such as Ar and N 2 and a reducing gas such as H 2 and NH 3 ) introduced into the film forming chamber 3 at the time of film formation. Reference numeral 11 is a pressure controller for the raw material pressure feeding gas 9. Reference numeral 12 is a liquid flow rate controller (controlling the pressure feeding flow rate of the raw material liquid to the vaporizer 8).

図2の装置が用いられて成膜作業が行われた。前記精製品(前記Niアミジネート錯体)が原料容器1内に入れられた。35℃~40℃に加熱された。原料圧送用ガス9としてNガスが用いられた。前記圧力制御器11により、0.1MPaに調整された。液体流量制御器12により、前記化合物(アミジネート錯体)が圧送(圧送量は0.1mg/minに調整)された。前記化合物が気化器8に送り込まれた。前記化合物が気化器8に輸送される配管は35℃~40℃に加熱されていた。気化器8に送り込まれた前記化合物は、50sccmのArガス(キャリアガス)と共に、成膜チャンバー3内に、5秒間に亘って、導かれた。ポンプにより、12秒間に亘って、成膜チャンバー3内が排気された。所定量の添加ガス(Arガス40sccm、NHガス20sccm、Hガス80sccm)10が、成膜チャンバー3内に、2秒間に亘って、供給された。ポンプにより、12秒間に亘って、成膜チャンバー3内が排気された。再び、前記化合物が、キャリアガスと共に、成膜チャンバー3内に、5秒間に亘って、導かれた。このサイクルが100回繰り返された。原料容器1から気化器までの前記化合物が輸送される配管は35℃~40℃に加熱されていた。基板加熱器2により、基板4は加熱(200~250℃)されている。基板4上に膜(金属Ni薄膜)が形成された。 The film formation work was performed using the apparatus shown in FIG. The refined product (the Ni-aminated complex) was placed in the raw material container 1. It was heated to 35 ° C to 40 ° C. N2 gas was used as the raw material pumping gas 9. The pressure was adjusted to 0.1 MPa by the pressure controller 11. The compound (aminated complex) was pumped (the pumping amount was adjusted to 0.1 mg / min) by the liquid flow rate controller 12. The compound was fed into the vaporizer 8. The pipe in which the compound was transported to the vaporizer 8 was heated to 35 ° C to 40 ° C. The compound sent to the vaporizer 8 was guided into the film forming chamber 3 together with 50 sccm of Ar gas (carrier gas) for 5 seconds. The inside of the film forming chamber 3 was exhausted by the pump for 12 seconds. A predetermined amount of added gas (Ar gas 40 sccm, NH 3 gas 20 sccm, H 2 gas 80 sccm) 10 was supplied into the film forming chamber 3 for 2 seconds. The inside of the film forming chamber 3 was exhausted by the pump for 12 seconds. Again, the compound was guided into the film forming chamber 3 together with the carrier gas for 5 seconds. This cycle was repeated 100 times. The pipe from the raw material container 1 to the vaporizer through which the compound was transported was heated to 35 ° C to 40 ° C. The substrate 4 is heated (200 to 250 ° C.) by the substrate heater 2. A film (metal Ni thin film) was formed on the substrate 4.

上記のようにして形成された膜は面内均一性に優れていた。前記膜がXPSで調べられた。膜中のC量は2at%以下であった。膜中のN量は1at%以下であった。 The film formed as described above was excellent in in-plane uniformity. The membrane was examined by XPS. The amount of C in the membrane was 2 at% or less. The amount of N in the membrane was 1 at% or less.

1 原料容器
2 基板加熱器
3 成膜チャンバー
4 基板
5 流量制御器
6 シャワーヘッド
7 キャリアガス
8 気化器
9 原料圧送用ガス
10 成膜時添加ガス
11 原料圧送用ガス圧力制御器
12 液体流量制御器

1 Raw material container 2 Substrate heater 3 Film formation chamber 4 Substrate 5 Flow controller 6 Shower head 7 Carrier gas 8 Vaporizer 9 Raw material pressure feed gas 10 Raw material pressure feed gas 11 Raw material pressure feed gas pressure controller 12 Liquid flow rate controller

Claims (5)

Ni系材が形成される方法であって、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物が室に輸送され、
前記室に輸送された前記化合物が、アンモニア、水素、水、酸素、オゾン、亜酸化窒素の群の中から選ばれる一種または二種以上の反応剤と反応し、
基板上にNi系材が形成される方法。
It is a method of forming Ni-based materials.
The compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 is transported to the chamber, and the compound is transported to the chamber.
The compound transported to the chamber reacts with one or more reactants selected from the group of ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone and nitrous oxide.
A method of forming a Ni-based material on a substrate.
Ni系材が形成される方法であって、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物が、原料容器から気化器に輸送され、気化器によって気化してキャリアガスと共に室に輸送され、
前記室に輸送された前記化合物が、アンモニア、水素、水、酸素、オゾン、亜酸化窒素の群の中から選ばれる一種または二種以上の反応剤と反応し、
基板上にNi系材が形成される方法。
It is a method of forming Ni-based materials.
The compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) NI-C 3 H 7 ] 2 is transported from the raw material container to the vaporizer and vaporized by the vaporizer to carry the carrier. Transported to the room with gas
The compound transported to the chamber reacts with one or more reactants selected from the group of ammonia, hydrogen, water, oxygen, ozone and nitrous oxide.
A method of forming a Ni-based material on a substrate.
前記Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物の原料容器から気化器までの輸送経路が30~40℃の温度に加熱されている
請求項1又は請求項2の方法。
The temperature of the transport route from the raw material container of the compound represented by Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] 2 to the vaporizer is 30 to 40 ° C. The method of claim 1 or claim 2 which is heated to.
Ni系材を形成する為の材料であって、
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される化合物を有する
Ni系材形成材料。
It is a material for forming Ni-based materials.
Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] A Ni-based material forming material having a compound represented by 2 .
Ni[i-CNC(n-C)N-i-Cで表される
新規化合物。

Ni [i-C 3 H 7 NC (n-C 3 H 7 ) N-i-C 3 H 7 ] A novel compound represented by 2 .

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