JP5548748B2 - ハフニウム系薄膜形成方法およびハフニウム系薄膜形成材料 - Google Patents
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Description
下記の一般式[I]で表される化合物であることを特徴とするハフニウム系薄膜形成材料によって解決される。
下記の一般式[I]で表される化合物と、
前記化合物を溶解する溶媒
とを含有する
ことを特徴とするハフニウム系薄膜形成材料によって解決される。
LHf(NR1R2)3
(但し、Lは置換シクロペンタジエニル基、R1,R2はアルキル基であり、R1とR2とは互いに異なっていても同じであってもよい。)
一般式[I]
LHf(NR1R2)3
(但し、Lはシクロペンタジエニル基または置換シクロペンタジエニル基、R1,R2はアルキル基であり、R1とR2とは互いに異なっていても同じであってもよい。)
29gのテトラキス(ジメチルアミノ)ハフニウムと、5.3gのシクロペンタジエンとを70mLのベンゼン中で、窒素雰囲気下において、1時間掛けて攪拌した。この溶液を2時間掛けて加熱還流した後、ベンゼンを減圧留去した。残った黄色液体を70〜80℃で0.1Torrの減圧蒸留し、25gの黄色液体を得た。
この黄色液体は、沸点が75℃/0.2Torrの液体であった。
又、NMRで測定した結果、スペクトルは以下の共鳴線を示した。
1H−NMR(C6D6):3.0(s、18H),6.0(s、5H)
尚、図1はシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウムのNMRスペクトルである。
そして、上記反応形態およびNMRスペクトルから、得られた黄色液体はシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウム[CpHf(NMe2)3]であることが判った。
このようにして回収されたCpHf(NMe2)3のNMRスペクトルを測定し、各温度における分解物量を確認した。その結果、100℃,120℃及び150℃の全ての温度において、分解物量は0であった。すなわち、CpHf(NMe2)3は安定性に富んだものであることが判った。
又、CpHf(NMe2)3のTG−DTAを測定した処、気化率は88.6%であった。すなわち、高い気化率であることから、気化し易い材料であり、Hf系薄膜を形成するのに好適な材料であることが判った。
図2は、Hf系薄膜を成膜する為の装置の概略図である。
図2中、1は容器、2は気化器、3は加熱器、4は基板、5は分解反応炉、6は加熱器、7は真空ポンプである。
そして、図2の装置を用いて基板5上にHf系薄膜を作製した。
すなわち、容器1内にCpHf(NMe2)3を入れて、窒素ガス(圧送ガス)を0.1g/分の割合で供給した。圧送されたCpHf(NMe2)3は気化器3で気化され、分解反応炉5に導かれた。気化器3及び配管は加熱器6にて120〜130℃に加温されている。尚、この時、系内は真空に排気されている。又、基板4は400℃に加熱されている。その結果、基板4上に膜が形成された。
上記のようにして形成された膜は、面内均一性に優れたものであった。又、ICP−MSで調べた結果、Hf薄膜であることが確認された。
63gのテトラキス(メチルエチルアミノ)ハフニウムと、10gのシクロペンタジエンとを140mLのベンゼン中で、窒素雰囲気下において、1時間掛けて攪拌した。この溶液を2時間掛けて加熱還流した後、ベンゼンを減圧留去した。残った黄色液体を80〜90℃で0.1Torrの減圧蒸留し、36gの黄色液体を得た。
この黄色液体は、沸点が85℃/0.2Torrの液体であった。
又、NMRで測定した結果、スペクトルは以下の共鳴線を示した。
1H−NMR(C6D6):1.0(t、9H),2.9(s、9H),3.2(q、6H),6.1(s、5H)
尚、図5はシクロペンタジエニルトリス(メチルエチルアミノ)ハフニウムのNMRスペクトルである。
そして、上記反応形態およびNMRスペクトルから、得られた黄色液体はシクロペンタジエニルトリス(メチルエチルアミノ)ハフニウム[CpHf(NMeEt)3]であることが判った。
このようにして回収されたCpHf(NMeEt)3のNMRスペクトルを測定し、各温度における分解物量を確認した。その結果、100℃,120℃及び150℃の全ての温度において、分解物量は0であった。すなわち、CpHf(NMeEt)3は安定性に富んだものであることが判った。
又、CpHf(NMeEt)3のTG−DTAを測定した処、気化率は90.1%であった。すなわち、高い気化率であることから、気化し易い材料であり、Hf系薄膜を形成するのに好適な材料であることが判った。
参考例1において、CpHf(NMe2)3の代わりにCpHf(NMeEt)3を用いて同様に行い、基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、面内均一性に優れたものであった。又、ICP−MSで調べた結果、Hf薄膜であることが確認された。
このようにして得られた膜は、面内均一性に優れたものであった。又、ICP−MSで調べた結果、Hf薄膜であることが確認された。
その結果、面内均一性に優れたHf薄膜が形成されていた。
その結果、面内均一性に優れたHf薄膜が形成されていた。
10gのテトラキス(ジメチルアミノ)ハフニウムと、2gのメチルシクロペンタジエンとを35mLのベンゼン中で、窒素雰囲気下において、1時間掛けて攪拌した。この溶液を2時間掛けて加熱還流した後、ベンゼンを減圧留去した。残った黄色液体を70〜80℃で0.1Torrの減圧蒸留し、11gの黄色液体を得た。
この黄色液体は、沸点が72℃/0.1Torrの液体であった。
又、NMRで測定した結果、スペクトルは以下の共鳴線を示した。
1H−NMR(C6D6):2.1(s、3H),3.0(s、18H),5.8(m、2H),5.9(m、2H)
尚、図3はメチルシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウムのNMRスペクトルである。
そして、上記反応形態およびNMRスペクトルから、得られた黄色液体はメチルシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウム[(MeCp)Hf(NMe2)3]であることが判った。
このようにして回収された(MeCp)Hf(NMe2)3のNMRスペクトルを測定し、各温度における分解物量を確認した。その結果、100℃,120℃及び150℃の全ての温度において、分解物量は0であった。すなわち、(MeCp)Hf(NMe2)3は安定性に富んだものであることが判った。
又、(MeCp)Hf(NMe2)3のTG−DTAを測定した処、気化率が97.3%であった。すなわち、高い気化率であることから、気化し易い材料であり、Hf系薄膜を形成するのに好適な材料であることが判る。尚、図6は(MeCp)Hf(NMe2)3のTG−DTAチャートである。
参考例1において、CpHf(NMe2)3の代わりに(MeCp)Hf(NMe2)3を用いて同様に行い、基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、面内均一性に優れたものであった。又、ICP−MSで調べた結果、Hf薄膜であることが確認された。
25gのテトラキス(ジメチルアミノ)ハフニウムと、7gのエチルシクロペンタジエンとを60mLのベンゼン中で、窒素雰囲気下において、1時間掛けて攪拌した。この溶液を2時間掛けて加熱還流した後、ベンゼンを減圧留去した。残った黄色液体を70〜80℃で0.1Torrの減圧蒸留し、19gの黄色液体を得た。
この黄色液体は、沸点が78℃/0.2Torrの液体であった。
又、NMRで測定した結果、スペクトルは以下の共鳴線を示した。
1H−NMR(C6D6):1.1(t、3H),2.5(q、2H),3.0(s、18H),5.9(m、2H),6.0(m、2H)
尚、図4はエチルシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウムのNMRスペクトルである。
そして、上記反応形態およびNMRスペクトルから、得られた黄色液体はエチルシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウム[(EtCp)Hf(NMe2)3]であることが判った。
このようにして回収された(EtCp)Hf(NMe2)3のNMRスペクトルを測定し、各温度における分解物量を確認した。その結果、100℃,120℃及び150℃の全ての温度において、分解物量は0であった。すなわち、(EtCp)Hf(NMe2)3は安定性に富んだものであることが判った。
又、(EtCp)Hf(NMe2)3のTG−DTAを測定した処、気化率は94.8%であった。すなわち、高い気化率であることから、気化し易い材料であり、Hf系薄膜を形成するのに好適な材料であることが判った。
参考例1において、CpHf(NMe2)3の代わりに(EtCp)Hf(NMe2)3を用いて同様に行い、基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、面内均一性に優れたものであった。又、ICP−MSで調べた結果、Hf薄膜であることが確認された。
その結果、面内均一性に優れたHf薄膜が形成されていた。
その結果、面内均一性に優れたHf薄膜が形成されていた。
そして、メチルシクロペンタジエニルトリス(メチルエチルアミノ)ハフニウムを用い、参考例1と同様に行って基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、面内均一性に優れたものであった。又、ICP−MSで調べた処、Hf薄膜であることが確認された。
そして、イソプロピルシクロペンタジエニルトリス(ジメチルアミノ)ハフニウムを用い、参考例1と同様に行って基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、参考例1の膜に比べたならば劣るものの、面内均一性に優れたものであった。
そして、イソプロピルシクロペンタジエニルトリス(メチルエチルアミノ)ハフニウムを用い、参考例1と同様に行って基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、参考例1の膜に比べたならば劣るものの、面内均一性に優れたものであった。
そして、エチルシクロペンタジエニルトリス(ジエチルアミノ)ハフニウムを用い、参考例1と同様に行って基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、参考例1の膜に比べたならば劣るものの、面内均一性に優れたものであった。
そして、イソプロピルシクロペンタジエニルトリス(ジエチルアミノ)ハフニウムを用い、参考例1と同様に行って基板4上に膜を形成した。
このようにして得られた膜は、参考例1の膜に比べたならば劣るものの、面内均一性に優れたものであった。
このようにして得られた膜は、参考例1のものに比べて、面内均一性に劣るものであった。
このようにして得られた膜は、参考例1のものに比べて、面内均一性に劣るものであった。
このようにして得られた膜は、参考例1のものに比べて、面内均一性に劣るものであった。
このようにして得られた膜は、参考例1のものに比べて、面内均一性に劣るものであった。
2 気化器
3 加熱器
4 基板
5 分解反応炉
6 加熱器
7 真空ポンプ
Claims (10)
- 化学気相成長方法または原子層制御成長方法により基板上にハフニウム系薄膜を形成する方法であって、
下記の一般式[I]で表される化合物が用いられる
ことを特徴とするハフニウム系薄膜形成方法。
一般式[I]
LHf(NR1R2)3
(但し、Lは置換シクロペンタジエニル基、R1,R2はアルキル基であり、R1とR2とは互いに異なっていても同じであってもよい。) - 前記一般式[I]におけるLがメチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、
R1,R2がメチル基またはエチル基である
ことを特徴とする請求項1のハフニウム系薄膜形成方法。 - 前記一般式[I]で表される化合物が(MeCp)Hf(NMe2)3,(EtCp)Hf(NMe2)3〔但し、MeCp=メチルシクロペンタジエニル基、EtCp=エチルシクロペンタジエニル基、Me=メチル基、Et=エチル基〕の群の中から選ばれる何れかである
ことを特徴とする請求項1のハフニウム系薄膜形成方法。 - 前記一般式[I]で表される化合物が溶媒中に溶解された溶液が用いられる
ことを特徴とする請求項1のハフニウム系薄膜形成方法。 - 前記溶媒が炭素数5〜40の炭化水素系化合物及び炭素数2〜40のアミン系化合物の群の中から選ばれる一つ又は二つ以上の化合物である
ことを特徴とする請求項4のハフニウム系薄膜形成方法。 - ハフニウム系薄膜を形成する為の材料であって、
下記の一般式[I]で表される化合物である
ことを特徴とするハフニウム系薄膜形成材料。
一般式[I]
LHf(NR1R2)3
(但し、Lは置換シクロペンタジエニル基、R1,R2はアルキル基であり、R1とR2とは互いに異なっていても同じであってもよい。) - 前記一般式[I]におけるLがメチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、
R1,R2がメチル基またはエチル基である
ことを特徴とする請求項6のハフニウム系薄膜形成材料。 - 前記一般式[I]で表される化合物が(MeCp)Hf(NMe2)3,(EtCp)Hf(NMe2)3〔但し、MeCp=メチルシクロペンタジエニル基、EtCp=エチルシクロペンタジエニル基、Me=メチル基、Et=エチル基〕の群の中から選ばれる何れかである
ことを特徴とする請求項6のハフニウム系薄膜形成材料。 - 前記一般式[I]で表される化合物の他に、前記一般式[I]で表される化合物を溶解する溶媒を含有する
ことを特徴とする請求項6のハフニウム系薄膜形成材料。 - 前記溶媒が炭素数5〜40の炭化水素系化合物及び炭素数2〜40のアミン系化合物の群の中から選ばれる一つ又は二つ以上の化合物である
ことを特徴とする請求項9のハフニウム系薄膜形成材料。
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