JP2799763B2 - 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 - Google Patents
有機金属錯体を用いる薄膜の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有機金属錯体を用いる薄膜の製造法、より
詳しくは超電導材料、透光性セラミックス材料、LSI薄
膜材料等として有用な特定組成を有する金属薄膜作製の
ために、特定のβ−ジケトン（1,3−ジケトン）系有機
化合物の金属錯体を用いる薄膜の製造法に関する。
詳しくは超電導材料、透光性セラミックス材料、LSI薄
膜材料等として有用な特定組成を有する金属薄膜作製の
ために、特定のβ−ジケトン（1,3−ジケトン）系有機
化合物の金属錯体を用いる薄膜の製造法に関する。
［従来の技術］ 従来、単結晶、多結晶薄膜の形成方法としては、ドラ
イプロセスとウェットプロセスとがあるが、一般には、
ドライプロセスが多用されており、ドライプロセスに
は、真空蒸着法、イオンプレーティング法およびスパッ
タリング法などの物理的成膜法と化学的気相蒸着（CV
D）法等の化学的成膜法があるが、CVD法は、（１）成膜
速度の制御が容易、（２）成膜を高真空下で行う必要が
ない、（３）高速成膜が可能、等から、量産向きで一般
によく実用されている。
イプロセスとウェットプロセスとがあるが、一般には、
ドライプロセスが多用されており、ドライプロセスに
は、真空蒸着法、イオンプレーティング法およびスパッ
タリング法などの物理的成膜法と化学的気相蒸着（CV
D）法等の化学的成膜法があるが、CVD法は、（１）成膜
速度の制御が容易、（２）成膜を高真空下で行う必要が
ない、（３）高速成膜が可能、等から、量産向きで一般
によく実用されている。
なお、有機金属錯体の蒸気を分解させて金属薄膜を形
成させるCVD法には熱CVD法、光CVD法およびプラズマCVD
法が採用されている。
成させるCVD法には熱CVD法、光CVD法およびプラズマCVD
法が採用されている。
従来、昇華させて使用する有機金属錯体の有機部分
（配位子）としては、アセチルアセトン、ジピバロイル
メタン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、1,1,1,2,2
−ペンタフルオロ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオ
ン、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ−7,7−ジメチル−
４、６−オクタンジオンが知られている。
（配位子）としては、アセチルアセトン、ジピバロイル
メタン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、1,1,1,2,2
−ペンタフルオロ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオ
ン、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ−7,7−ジメチル−
４、６−オクタンジオンが知られている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記配位子からなる有機金属錯体を用
いて薄膜を形成させると、満足な薄膜形成が得られる前
に分解してしまったり、該錯体が低昇華性であるため、
満足な薄膜形成速度が得られず、結果的に再現性の良い
均一な薄膜が容易に得られないという問題があった。
いて薄膜を形成させると、満足な薄膜形成が得られる前
に分解してしまったり、該錯体が低昇華性であるため、
満足な薄膜形成速度が得られず、結果的に再現性の良い
均一な薄膜が容易に得られないという問題があった。
また、ヘキサフルオロアセチルアセトン、1,1,1,2,2
−ペンタフルオロ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオ
ン、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ−7,7−ジメチル−
４、６−オクタンジオンを配位子として有する有機金属
錯体を用いると、成膜中にフッ化物が生成してしまうと
いう問題もあった。
−ペンタフルオロ−6,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオ
ン、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ−7,7−ジメチル−
４、６−オクタンジオンを配位子として有する有機金属
錯体を用いると、成膜中にフッ化物が生成してしまうと
いう問題もあった。
したがって本発明の目的は、成膜途中で分解したり、
あるいは成膜中にフッ化物が生成するといった上記課題
を解決して、再現性の良い均質な薄膜が高い成膜速度で
得られるような原料化合物としての有機金属錯体を見い
出し、結果として高速成膜と優れた膜特性の両方を満足
する薄膜の製造法を提供することにある。
あるいは成膜中にフッ化物が生成するといった上記課題
を解決して、再現性の良い均質な薄膜が高い成膜速度で
得られるような原料化合物としての有機金属錯体を見い
出し、結果として高速成膜と優れた膜特性の両方を満足
する薄膜の製造法を提供することにある。
［課題を解決するための手段および作用］ 本発明者らは、上記目的を達成すべく種々の有機金属
錯体について検討した結果、2,6−ジメチル−3,5−ヘプ
タンジオンまたは2,2,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジ
オンと金属との錯体について物性測定したところ、高昇
華性であって、いずれも低、中温（250℃以下）でかな
りの蒸気圧を示し、かつ蒸発温度（昇華温度）と分解温
度がはっきり離れており、不活性ガスに同伴される錯体
量が従来品よりも多いため高速成膜が可能で、その上成
膜された膜の特性も優れていることを見い出し、本発明
に到達した。
錯体について検討した結果、2,6−ジメチル−3,5−ヘプ
タンジオンまたは2,2,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジ
オンと金属との錯体について物性測定したところ、高昇
華性であって、いずれも低、中温（250℃以下）でかな
りの蒸気圧を示し、かつ蒸発温度（昇華温度）と分解温
度がはっきり離れており、不活性ガスに同伴される錯体
量が従来品よりも多いため高速成膜が可能で、その上成
膜された膜の特性も優れていることを見い出し、本発明
に到達した。
すなわち、本発明は、気相成長法によって薄膜を製造
するのに際し、原料化合物として、下記一般式、 （ただし、式中ＲはＨまたはCH3のいずれかである。） で表される有機化合物と金属との錯体を用いることを特
徴とする薄膜の製造法を提供するものである。
するのに際し、原料化合物として、下記一般式、 （ただし、式中ＲはＨまたはCH3のいずれかである。） で表される有機化合物と金属との錯体を用いることを特
徴とする薄膜の製造法を提供するものである。
また、本発明の有機金属錯体製造に用いる金属として
は、Ca、Sr、Ba等のII A族元素、Ｙ、La等のIII A族元
素、Zr等のIV A族元素およびCu、Au等のI B族元素を挙
げることができる。
は、Ca、Sr、Ba等のII A族元素、Ｙ、La等のIII A族元
素、Zr等のIV A族元素およびCu、Au等のI B族元素を挙
げることができる。
本発明に用いる有機金属錯体については、例えば、2,
6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオンまたは2,2,6−トリ
メチル−3,5−ヘプタンジオンと金属無機酸塩（塩化
物、硝酸塩、硫化物等）あるいは金属カルボン酸塩（ギ
酸塩、酢酸塩等）との水−アルコール溶液から合成し、
得られた粗結晶を水洗した後、溶剤（ｎ−ヘキサン、ベ
ンゼン等）で洗浄し、さらに乾燥させることによって、
β−ジケトン系有機金属錯体を容易に得ることができ
る。
6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオンまたは2,2,6−トリ
メチル−3,5−ヘプタンジオンと金属無機酸塩（塩化
物、硝酸塩、硫化物等）あるいは金属カルボン酸塩（ギ
酸塩、酢酸塩等）との水−アルコール溶液から合成し、
得られた粗結晶を水洗した後、溶剤（ｎ−ヘキサン、ベ
ンゼン等）で洗浄し、さらに乾燥させることによって、
β−ジケトン系有機金属錯体を容易に得ることができ
る。
以下に、通常のCVD法による薄膜の製造法の一例とし
て、熱CVD法の概略を模式的に図示した第１図を参照し
て、本発明方法を説明する。
て、熱CVD法の概略を模式的に図示した第１図を参照し
て、本発明方法を説明する。
恒温槽３内にあって、上記のようにして得られた有機
金属錯体１が充填された原料容器２（50〜250℃の恒温
に保持）に不活性キャリヤーガス４をフローメーター５
を経て流量を５〜500ml/minに調節して導入し、有機金
属錯体原料を同伴、昇華させて熱分解炉６内に設けられ
た石英反応管７に導入させ、ヒーター８によって所定の
温度250〜750℃に加熱保持されている基板９上で、有機
金属錯体を熱分解し、金属薄膜を生成させる。なお、原
料容器２から熱分解炉６までの配管は凝縮を防ぐために
保温層10または加熱保温手段により50〜250℃に保温維
持した。また図中、11は冷却トラップ、12はバルブ、13
はロータリーポンプである。なお、矢印は昇華した有機
金属錯体が移送される方向あるいは分解ガスの排出方向
を示している。
金属錯体１が充填された原料容器２（50〜250℃の恒温
に保持）に不活性キャリヤーガス４をフローメーター５
を経て流量を５〜500ml/minに調節して導入し、有機金
属錯体原料を同伴、昇華させて熱分解炉６内に設けられ
た石英反応管７に導入させ、ヒーター８によって所定の
温度250〜750℃に加熱保持されている基板９上で、有機
金属錯体を熱分解し、金属薄膜を生成させる。なお、原
料容器２から熱分解炉６までの配管は凝縮を防ぐために
保温層10または加熱保温手段により50〜250℃に保温維
持した。また図中、11は冷却トラップ、12はバルブ、13
はロータリーポンプである。なお、矢印は昇華した有機
金属錯体が移送される方向あるいは分解ガスの排出方向
を示している。
本発明に用いられる上記β−ジケトン系有機金属錯体
は高昇華性で昇華温度と分解温度がかなり離れており、
不活性ガスに同伴される錯体量が従来品よりも多く、か
つ成膜された膜が均質で不純物の混入もないので、β−
ジケトン系有機金属錯体を原料化合物として使用すれば
優れた膜特性、高速成膜の両方を満足させることができ
る。
は高昇華性で昇華温度と分解温度がかなり離れており、
不活性ガスに同伴される錯体量が従来品よりも多く、か
つ成膜された膜が均質で不純物の混入もないので、β−
ジケトン系有機金属錯体を原料化合物として使用すれば
優れた膜特性、高速成膜の両方を満足させることができ
る。
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
［実施例１］ 熱CVD法の概略を模式的に示した前記第１図に従って
説明する。
説明する。
まずビス−2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオノ銅錯
体1gを原料容器２（ガラス製、100℃の恒温に保持）に
充填した後、この容器２内にアルゴンガス４を200ml/mi
n導入し、このガスにビス−2,6−ジメチル−3,5−ヘプ
タジオノ銅錯体を同伴させ、熱分解炉６に導いた。一
方、熱分解炉６の石英反応管７内に設置しておいたシリ
コン基板９はヒーター８により500℃に加熱されてお
り、原料容器２から熱分解炉６までの配管は150℃に保
温した。
体1gを原料容器２（ガラス製、100℃の恒温に保持）に
充填した後、この容器２内にアルゴンガス４を200ml/mi
n導入し、このガスにビス−2,6−ジメチル−3,5−ヘプ
タジオノ銅錯体を同伴させ、熱分解炉６に導いた。一
方、熱分解炉６の石英反応管７内に設置しておいたシリ
コン基板９はヒーター８により500℃に加熱されてお
り、原料容器２から熱分解炉６までの配管は150℃に保
温した。
以上のような条件下において、１時間後に、基板９上
に厚さ2,100Åの均一な銅薄膜が得られた。
に厚さ2,100Åの均一な銅薄膜が得られた。
［実施例２］ まずビス−2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオノ銅錯
体の代りにトリス−2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオ
ノイットリウム錯体を使用した以外は実施例１と同様な
方法で成膜したところ、１時間後に厚さ1,700Åの均一
なイットリウム薄膜が得られた。
体の代りにトリス−2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオ
ノイットリウム錯体を使用した以外は実施例１と同様な
方法で成膜したところ、１時間後に厚さ1,700Åの均一
なイットリウム薄膜が得られた。
［実施例３］ ビス−2,2,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオノ銅錯
体1gを原料容器２（ガラス製、100℃の恒温に保持）に
充填した後、この容器２内にアルゴンガス４を200ml/mi
n導入し、このガスにビス−2,2,6−トリメチル−3,5−
ヘプタンジオノ銅錯体を同伴させ、熱分解炉６に導い
た。一方、熱分解炉６の石英反応管７内に設置しておい
たシリコン基板９はヒーター８により500℃に加熱され
ており、原料容器２から熱分解炉６までの配管は150℃
に保温した。
体1gを原料容器２（ガラス製、100℃の恒温に保持）に
充填した後、この容器２内にアルゴンガス４を200ml/mi
n導入し、このガスにビス−2,2,6−トリメチル−3,5−
ヘプタンジオノ銅錯体を同伴させ、熱分解炉６に導い
た。一方、熱分解炉６の石英反応管７内に設置しておい
たシリコン基板９はヒーター８により500℃に加熱され
ており、原料容器２から熱分解炉６までの配管は150℃
に保温した。
以上のような条件下において、１時間後に、基板９上
に厚さ2,300Åの均一な銅薄膜が得られた。
に厚さ2,300Åの均一な銅薄膜が得られた。
［実施例４］ ビス−2,2,6−トリメチル−3,5−ヘプタンジオノ銅錯
体の代りにトリス−2,2,6−トリメチル−3,5−ヘプタン
ジオノイットリウム錯体を使用した以外は実施例３と同
様な方法で成膜したところ、１時間後に厚さ2,000Åの
均一なイットリウム薄膜が得られた。
体の代りにトリス−2,2,6−トリメチル−3,5−ヘプタン
ジオノイットリウム錯体を使用した以外は実施例３と同
様な方法で成膜したところ、１時間後に厚さ2,000Åの
均一なイットリウム薄膜が得られた。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明方法に用いられる有機金
属錯体は、合成が容易であり、蒸気圧が高い上に昇華温
度と分解温度が明らかに離れているため、気相成長法に
よって金属薄膜を製造する際に、原料化合物として用い
た場合、薄膜の高速形成が可能となり、しかも成膜中に
フッ化物が生成してしまうこともなく、成膜された金属
膜が均質で膜特性に優れているので、従来見い出せなか
った優れた膜特性と高速成膜とを満足する薄膜の製造法
を提供することができる。
属錯体は、合成が容易であり、蒸気圧が高い上に昇華温
度と分解温度が明らかに離れているため、気相成長法に
よって金属薄膜を製造する際に、原料化合物として用い
た場合、薄膜の高速形成が可能となり、しかも成膜中に
フッ化物が生成してしまうこともなく、成膜された金属
膜が均質で膜特性に優れているので、従来見い出せなか
った優れた膜特性と高速成膜とを満足する薄膜の製造法
を提供することができる。
第１図は、通常のCVD法による薄膜の製造法のうち、熱C
VD法の概略を示す模式断面図である。 符号の説明 １……有機金属錯体 ２……原料容器 ３……恒温槽 ４……不活性キャリヤーガス ５……フローメーター ６……熱分解炉 ７……石英反応管 ８……ヒーター ９……基板 10……保温層 11……冷却トラップ 12……バルブ 13……ロータリーポンプ
VD法の概略を示す模式断面図である。 符号の説明 １……有機金属錯体 ２……原料容器 ３……恒温槽 ４……不活性キャリヤーガス ５……フローメーター ６……熱分解炉 ７……石英反応管 ８……ヒーター ９……基板 10……保温層 11……冷却トラップ 12……バルブ 13……ロータリーポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−257194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−141738（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C30B 25/00 C30B 29/02
Claims (2)
- 【請求項１】キャリヤーガスを導入して行う気相成長法
によって薄膜を形成するのに際し、原料化合物として、
下記一般式 （ただし、式中ＲはＨまたはCH3のいずれかである）。 で表される有機化合物と金属との錯体を用いることを特
徴とする薄膜の製造法。 - 【請求項２】上記有機金属錯体の中心金属が周期律表II
A族金属、III A族金属、IV A族金属、およびI B族金
属、からなる群より選ばれた金属元素である請求項１記
載の薄膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183807A JP2799763B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183807A JP2799763B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472066A JPH0472066A (ja) | 1992-03-06 |
| JP2799763B2 true JP2799763B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=16142229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2183807A Expired - Lifetime JP2799763B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 有機金属錯体を用いる薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799763B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3680029B2 (ja) | 2001-08-08 | 2005-08-10 | 三菱重工業株式会社 | 金属薄膜の気相成長方法およびその気相成長装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1499549A (en) * | 1975-05-20 | 1978-02-01 | Inco Europ Ltd | Deposition of ruthenium |
| JPH01257194A (ja) * | 1988-04-06 | 1989-10-13 | Ube Ind Ltd | 単結晶薄膜の製造法 |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2183807A patent/JP2799763B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0472066A (ja) | 1992-03-06 |
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