JP3379315B2 - 有機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料 - Google Patents
有機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料Info
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Description
よる白金薄膜形成用原料に係り、特に、半導体装置の誘
電体メモリー用下地電極等の白金薄膜を有機金属化学蒸
着法(Metalorganic Chemical Vapor Deposition:以下
「MOCVD法」と称す。)により形成するに際して、
蒸着原料として用いるのに適した有機白金化合物に関す
る。
メモリー用下地電極等の各種白金薄膜をMOCVD法に
より形成するに際して用いられる蒸着原料としては、下
記構造式(i) で表されるビス(1,1,1,5,5,5
−ヘキサフルオロ−2,4−ペンタンジオナト)白金(I
I)(以下「Pt(hfac)2 」と略記する。)や、下
記構造式(ii)で表される(1,5−シクロオクタジエニ
ル)(1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロ−2,
4−ペンタンジオナト)白金(II)(以下「(COD)P
t(hfac)」と略記する。)等の各種白金化合物が
知られている。
定性、揮発性、熱安定性に優れた有機金属化学蒸着によ
る白金薄膜形成用原料として、先に、下記構造式で表
される(1,5−ジメチル−1,5−シクロオクタジエ
ニル)ジエチル白金(以下「(DMCOD)DEPt」
と略記する。)を提案した(特願平6−306203号
(以下「先願」という。)。
により白金薄膜を形成するには、例えば、図1の概略説
明図に示す如く、反応炉7内に設けたヒーター6上に基
板5を置き、一方、この反応炉7と連接して設けた加熱
炉3内で、気化容器2内の上記有機白金化合物からなる
蒸着原料1を気化させ、得られた蒸気を配管4から導入
されるAr,H2 等のキャリアガスで反応炉7内に送給
して拡散させ、加熱基板5上に白金を析出させる。な
お、図中、8は真空引配管である。この方法は熱分解型
MOCVD法と称される。
型MOCVD法の蒸気原料として従来用いられている前
記構造式(i), (ii) で示される有機白金化合物は、いず
れも分解温度が高いため、基板温度を高く設定して高温
条件下で成膜を行う必要があった。また、このようにし
て高温度条件下で得られた白金膜であっても、原料、特
に白金に結合した配位子の分解特性が悪く、一部が未分
解のまま白金膜中に取り込まれてしまうために、主とし
て残留炭素量等の不純物の多い膜となり、このことが、
誘電体デバイス設計上の要求特性である高純度化におい
ても重要な問題となっている。
金化合物であれば、このような問題が改善されるが、な
おより一層の高特性化が望まれている。
ものであって、熱的分解特性に優れ、成膜速度の高い有
機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料を提供するこ
とを目的とする。
着による白金薄膜形成用原料は、(1,5−ジメチル−
1,5−シクロオクタジエニル)ジエチル白金((DM
COD)DEPt)と電子供与体化合物とを混合して得
られるものである。
物とを混合することにより、電子供与体化合物が(DM
COD)DEPtの白金原子に配位した、下記一般式
[I] で表されるPt(IV)化合物が生成する(下記一般式
において、Aは電子供与体化合物を示す。)。このよう
に、電子供与体化合物を配位させることにより、(DM
COD)DEPtの白金原子、更にはシクロオクタジエ
ニル基のメチル基やエチル基の電子密度が電子供与体化
合物により補填され、得られるPt(IV)化合物は、適度
な熱安定性及び高揮発性と、熱的易分解性を有するもの
となる。
る白金薄膜形成用原料は、(DMCOD)DEPtに対
して、モル比で2倍以上の電子供与体化合物を混合して
得ることができる。
としては、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ジエチレントリアミ
ン、ペンタエチレンヘキサミン等のアミン系化合物、或
いは、テトラヒドロフラン等のエーテル系化合物が好ま
しい。
形成用原料は、前記構造式で表される(1,5−ジメ
チル−1,5−シクロオクタジエニル)ジエチル白金
((DMCOD)DEPt)と、この(DMCOD)D
EPtの白金原子に電子を供与することで、(DMCO
D)DEPtを安定化し得る電子供与体化合物とを混合
して得られるものであり、通常の場合、前記一般式[I]
で表される如く、2個の電子供与体化合物が白金原子に
配位したPt(IV)化合物である。
は、直鎖、分岐状又は環状のエーテル系化合物、或い
は、直鎖、分岐状又は環状のアミン系化合物が挙げら
れ、具体的には次のようなものが例示される。
2 NH(CH2)2NH2 テトラエチレンペンタミン:NH((CH2)2 NH(CH
2)2 NH2)2シ゛エチレントリアミン :NH2(CH2)2 NH2(CH2)2 NH2 ペンタエチレンヘキサミン:NH2((CH2)2 NH)
4(CH2)2 NH2 これらの電子供与体化合物が配位した本発明に係る有機
白金化合物の具体例は下記の通りである。
(DMCOD)DEPtをn−ヘキサン等の適当な有機
溶媒に溶解し、テトラヒドロフラン等の電子供与体化合
物を所定の割合で添加、撹拌して反応させ、反応後、溶
媒を留去することにより得ることができる。
D)DEPtの構造上の単一化合物のみからなるもので
あっても良く、また、異性体混合物よりなるものであっ
ても良い。
説明する。
解し、この白金溶液にn−プロピルアルコール100m
lを加え、次いで1,5−ジメチル−1,5−シクロオ
クタジエン20ml及び塩化第一錫0.18gを加え
た。この混合物を約2日間撹拌した後、濾過を行い、フ
ィルター上の残渣を水及びエチルアルコールで洗浄し
た。得られた固形物にアセトンを注ぎ、サスペンジョン
溶液としたところにヨウ化ナトリウム7.2gを加えて
撹拌した。次いでアセトンを減圧下で留去し、残渣を水
で洗浄後乾燥して8.5gの(1,5−ジメチル−1,
5−シクロオクタジエニル)ジヨード白金(以下、「D
MCODPtI2 」と略記する。)を合成した(融点>
120℃分解)。
I2 に十分窒素脱気した乾燥ジエチルエーテル100m
lを注ぎ、この溶液にヨウ化エチルマグネシウムエーテ
ル溶液(Grignard試薬)100mlを加えて3時間撹拌
した。更に冷却しながら、この溶液に飽和塩化アンモニ
ウム水溶液を加えて加水分解した後、濾過し、濾液をエ
ーテル層と水層に分けた。水層はジエチルエーテル10
0mlで抽出し、エーテル層を合せて無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した。エーテルを減圧下(30℃/2tor
r)で留去し、明黄色液体である前記構造式で示され
る有機白金化合物の(1,5−ジメチル−1,5−シク
ロオクタジエニル)ジエチル白金((DMCOD)DE
Pt)(融点5℃以下)を2.3g得た。
2.3gをn−ヘキサン20mlに溶解し、(DMCO
D)DEPtとテトラヒドロフランとが1:2モル比率
となるように混合し、1時間室温下で撹拌した後、濃縮
して溶媒を留去して、前記構造式で表される本発明の
有機白金化合物(DMCOD)DEPt・THF(融点
<−5℃)0.8gを黄色液体として得た。
H,Oに関しては乾式元素分析により、白金に関してI
CP発光による元素分析により行った。同定結果は以下
の通りである。
7.48, O=3.27,Pt=42.1 計算値:C=46.9, H=7.38, O=3.47,Pt=
42.3 (実施例2)テトラヒドロフランの代りに、エチレンジ
アミンを用いたこと以外は実施例1と全く同一の条件
で、明黄色液体である前記構造式で示される本発明有
機白金化合物の(DMCOD)DEPt・en(融点<
5℃)0.5gを得た。同定結果は以下の通りである。
7.57, N=6.23,Pt=43.4 実測値:C=42.7, H=7.59, N=6.25,Pt=43.4 (実施例3)テトラヒドロフランの代りに、トリエチレ
ンテトラミンを用いたこと以外は実施例1と全く同一の
条件で、明黄色液体である前記構造式で示される本発
明有機白金化合物の(DMCOD)DEPt・trie
n(融点<5℃)1.2gを得た。同定結果は以下の通
りである。
8.22, N=10.5,Pt=36.4 実測値:C=44.9, H=8.20, N=10.3,Pt=36.5 (実施例4)テトラヒドロフランの代りに、テトラエチ
レンペンタミンを用いたこと以外は実施例1と全く同一
の条件で、明黄色液体である前記構造式で示される本
発明有機白金化合物の(DMCOD)DEPt・tet
raen(融点<−20℃)1.2gを得た。同定結果
は以下の通りである。
8.47, N=12.1,Pt=33.7 実測値:C=45.5, H=8.47, N=12.2,Pt=33.6 (実施例5)テトラヒドロフランの代りに、ジエチレン
トリアミンを用いたこと以外は実施例1と全く同一の条
件で、明黄色液体である前記構造式で示される本発明
有機白金化合物の(DMCOD)DEPt・dien
(融点<−20℃)0.5gを得た。同定結果は以下の
通りである。
7.92, N=8.53,Pt=39.6 実測値:C=43.8, H=7.93, N=8.53,Pt=39.8 (実施例6)テトラヒドロフランの代りに、ペンタエチ
レンヘキサミンを用いたこと以外は実施例1と全く同一
の条件で、明黄色液体である前記構造式で示される本
発明有機白金化合物の(DMCOD)DEPt・pta
en(融点<−20℃)0.5gを得た。同定結果は以
下の通りである。
8.68, N=13.5,Pt=31.4 実測値:C=46.2, H=8.70, N=13.5,Pt=31.5 (b) 有機白金化合物の熱重量変化 上記(a)の合成で得られた各有機白金化合物の気化特
性を評価する目的で各々熱重量曲線(昇温速度10℃/
min,乾燥アルゴン雰囲気)を測定し、結果を図2〜
図8に示した。
いて、図1に示す装置により、熱分解型MOCVD法に
従って、下記条件にて白金薄膜の作製を行い、10分毎
の膜厚を測定した。膜厚は、膜の断面SEM像から測定
した。この測定結果を表1に示した。
厚さにスパッタ法により蒸着した基板 基板温度;200℃ 気化温度;80℃ 圧力;0.2torr キャリアガスの流量;50ccmのH2
も先願に係る有機白金化合物も室温から約150℃まで
の温度で完全に気化させることが可能であり、いずれ
も、気化の際の熱安定性についてはほぼ同等の優れた特
性を示すが、表1より、本発明有機白金化合物は、先願
に係る有機白金化合物に比べて成膜速度が更に向上して
いることが明らかである。
に示す装置の気化容器内には分解白金の生成が見られ
ず、本発明有機白金化合物は、気化容器内で分解するこ
となしに高い成膜速度で気化し、気化の際の熱安定性、
揮発性に優れた有機白金化合物であることが確認され
た。
学蒸着による白金薄膜形成用原料は、熱分解特性に優
れ、成膜速度が著しく高く、残留不純物の問題もないこ
とから、MOCVD法による高効率、高純度白金薄膜成
膜原料として極めて有用であり、半導体装置の誘電体メ
モリー用下地電極等として有用な白金薄膜の製造に有効
に利用することができる。
面図である。
・THFの熱重量曲線を示すグラフである。
・enの熱重量曲線を示すグラフである。
・trienの熱重量曲線を示すグラフである。
・tetraenの熱重量曲線を示すグラフである。
・dienの熱重量曲線を示すグラフである。
・ptaenの熱重量曲線を示すグラフである。
Ptの熱重量曲線を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記構造式で表される(1,5−ジメ
チル−1,5−シクロオクタジエニル)ジエチル白金と
電子供与体化合物とを混合して得られる有機金属化学蒸
着による白金薄膜形成用原料。 【化1】 - 【請求項2】 請求項1において、(1,5−ジメチル
−1,5−シクロオクタジエニル)ジエチル白金に対し
てモル比で2倍以上の電子供与体化合物を混合して得ら
れる有機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、電子供与体化
合物がアミン系化合物であることを特徴とする有機金属
化学蒸着による白金薄膜形成用原料。 - 【請求項4】 請求項3において、アミン系化合物が、
エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエ
チレンペンタミン、ジエチレントリアミン及びペンタエ
チレンヘキサミンよりなる群から選ばれる1種又は2種
以上であることを特徴とする有機金属化学蒸着による白
金薄膜形成用原料。 - 【請求項5】 請求項1又は2において、電子供与体化
合物がエーテル系化合物であることを特徴とする有機金
属化学蒸着による白金薄膜形成用原料。 - 【請求項6】 請求項5において、エーテル系化合物が
テトラヒドロフランであることを特徴とする有機金属化
学蒸着による白金薄膜形成用原料。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP32162595A JP3379315B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 有機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32162595A JP3379315B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 有機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料 |
Publications (2)
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JPH09157851A JPH09157851A (ja) | 1997-06-17 |
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ID=18134606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32162595A Expired - Lifetime JP3379315B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 有機金属化学蒸着による白金薄膜形成用原料 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP5960321B1 (ja) * | 2015-05-12 | 2016-08-02 | 田中貴金属工業株式会社 | 有機白金化合物からなる化学蒸着用原料及び該化学蒸着用原料を用いた化学蒸着法 |
JP5952460B1 (ja) * | 2015-05-12 | 2016-07-13 | 田中貴金属工業株式会社 | 有機白金化合物からなる化学蒸着用原料及び該化学蒸着用原料を用いた化学蒸着法 |
-
1995
- 1995-12-11 JP JP32162595A patent/JP3379315B2/ja not_active Expired - Lifetime
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