JPH11500789A - ジアルキルアルミニウムアルコキシドを用いた酸化アルミニウム膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物を０ないし２５℃の範囲の温度で気化させ、生成した蒸気を３００ないし６００℃の範囲の温度に加熱された基材と接触させることを含む方法によって酸化アルミニウム膜を基材上に経済的で便利に蒸着させる。

Description

【発明の詳細な説明】 ジアルキルアルミニウムアルコキシドを用いた酸化アルミニウム膜の製造方法発明の分野 本発明は、アルミニウム供給源としてジアルキルアルミニウムアルコキシド化 合物を用いる化学蒸着によって基材を酸化アルミニウムでコーティングする方法 に関する。発明の背景 これまで、酸化アルミニウム膜の製造のための種々の化学蒸着（ＣＶＤ）法が 報告された。これらの方法は、「ＣＶＤハンドブック」の韓国語版第６６５−６８ ９頁（バンド出版社（１９９３）だけでなく、フレドリックソン（Ｅ．Ｆｒｅｄ ｒｉｋｓｓｏｎ）らの最近の論文（「Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏ ｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｏｘｉｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｖａｒｉｏｕ ｓ Ｇａｓ ｍｉｘｔｕｒe”，Ｊ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ ｔｉｏｎ，１，３３３−４１７(１９９３)）によく要約されている。酸化アルミ ニウム膜のＣＶＤにアルミニウム供給源としては三塩化アルミニウムとアルミニ ウムトリイソプロポキシドが低価および準備容易性のため最も通常的に用いられ てきた。これらの通常のアルミニウム供給源は低い蒸気圧を有し、ＣＶＤプロセ スに用いるべき蒸気ストリームを生成させるため普通１００℃以上の温度に加熱 する。 また、室温で液体であり、比較的高い蒸気圧を有するトリアルキルアルミニウ ムが酸化アルミニウム膜のＣＶＤに用いられてきた。しかし、前記トリアルキル アルミニウムは酸素原子を含有していないため酸化アルミニウム膜の形成のため にはＯ₂またはＮ₂Ｏのような酸素供給源の使用が必須的である。また、トリアル キルアルミニウムは空気にさらされると発火性がある。米国特許第４，６７５， ０８９号は、トリアルキルアルミニウム蒸気と二酸化炭素とを用いて酸化アルミ ニウムの無定形薄膜を蒸着させるプラズマ−アシストＣＶＤ法を開示している。 しかし、この方法は、プラズマを生成するための高価の装置を必要とし、熱ＣＶ Ｄ法に比べて処理量が低いので大量生産用としてはあまり適合しない。発明の概要 したがって、本発明の目的は、酸化アルミニウム膜でコーティングされた製品 の大量生産に好適な、酸化アルミニウム膜の効率的で経済的な製造方法を提供す ることである。 本発明の一態様によって、３００ないし６００℃の範囲の温度に加熱された基 材を気化されたジアルキルアルミニウムアルコキシドと接触させることを含む、 基材を酸化アルミニウム膜でコーティングする方法が提供される。図面の簡単な説明 図１は、本発明の実施例６によってジエチルアルミニウムイソプロポキシドを 用いて４００℃でＳＩ（１００）上に蒸着された酸化アルミニウム膜のオージェ （Ａｕｇｅｒ）電子スペクトルを示し、 図２は、実施例６で得られた膜のオージェ深さプロファイルを示す。発明の詳細な説明 本発明は、酸化アルミニウム膜の化学蒸着にアルミニウム供給源としてジアル キルアルミニウムアルコキシドを用いることを特徴とする。 本発明の実施に有用なジアルキルアルミニウムアルコキシドは周囲条件下で気 化されるに十分な高い蒸気圧、すなわち、０ないし２５℃の範囲の温度で０．０ ６ないし０．５ｍｍＨｇ、を有する物質である。本発明に使用するに好適なジア ルキルアルミニウムアルコキシド化合物は下記式で表される。 Ｒ¹ ₂ＡｌＯＲ² 前記式で、Ｒ¹およびＲ²は各々独立的にＣ_1-10アルキル基である。 本発明によるジアルキルアルミニウムアルコキシドはポール（Ｐａｕｌ Ｓ． Ｃｏａｎ）らの論文[Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，８，２７２４(１９８９ )]に記述されたように、通常の方法によって低温でアルキルアルミニウムとアル コールとを反応させるか、またはアルキルアルミニウムとアルミニウムアルコキ シドを室温で２：１のモル比で反応させることによって製造できる。 本発明を実施するに好ましいジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物は、 ジメチルアルミニウムイソプロポキシド、ジエチルアルミニウムイソプロポキシ ド、ジメチルアルミニウムｔ−ブトキシドおよびこれらの混合物であり得る。周 囲条件下でジメチルアルミニウムイソプロポキシドは液体であり、ジエチルアル ミニウムイソプロポキシドとジメチルアルミニウムｔ−ブトキシドはゲル状固体 である。 本発明の方法によると、ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物を０ない し２０℃の範囲の周囲温度で気化させて生成された蒸気を３００ないし６００℃ の範囲の温度に加熱した基材の表面と接触させて基材の表面上に酸化アルミニウ ム膜を蒸着させる。 ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物の気化は、内部圧力が好ましくは １０ないし５０ｍｂａｒに保たれた反応器で行い得る。 本発明の実施に使用し得る基材はＣＶＤ条件下で安定な無機固体であり、その 例としては、ガラス、石英、シリコン、ヒ化ガリウム、サファイア、ニオブ酸ア ルカリ金属、チタン酸アルカリ土類金属、窒化ガリウム、窒化ニオブなどを含み 、コーティングされた基材を電子用で用いる場合にはこれらのうちシリコン単結 晶が好ましい。 下記製造例および実施例は本発明の特定態様を例示する目的でのみ提供される ものであり、これらが本発明の範囲をどの点でも制限するとみなしてはならない 。 製造例１：ジメチルアルミニウムｔ−ブトキシドの合成 無水エチルエーテル３０ｍｌに溶がしたトリメチルアルミニウム２．０７ｇ（ ２８．７ｍｍｏｌ）に−７０℃でｔ−ブタノール２．１３ｇ（２８．７ｍｍｏｌ ）を加え、生成混合物を攪拌しながら室温に加温し、減圧下で溶媒を蒸発させた 。残滓を昇華してゲル状固体形態の標題化合物２．１６ｇ（１６．６ｍｍｏｌ、 ５８％収率）を得た。得られた化合物のベンゼン−ｄ₆での¹Ｈ ＮＭＲスペクト ルはδ−０．４２（ｓ，Ａｌ（ＣＨ₃）₂，６Ｈ）および１．１５（ｓ，ＯＣ（Ｃ Ｈ₃）₃，９Ｈ）位置でピークを示した。 製造例２：ジメチルアルミニウムイソプロポキシドの合成 トリメチルアルミニウム２．７５ｇ（３８．１ｍｍｏｌ）に、既に減圧蒸留し て精製したアルミニウムイソプロポキシド３．９０ｇ（１９．１ｍｍｏｌ）を加 えて、１０ｍｍＨｇで６８ないし７２℃の範囲の温度で沸騰する無色液体形態の 標題化合物１２．５２ｇ（１０８ｍｍｏｌ、８７％収率）を得た。得られた化合 物のベンゼン−ｄ₆での¹Ｈ ＮＭＲスペクトルは、δ−０．４７(ｓ，Ａｌ（ＣＨ₃ ）₂，６Ｈ)、０．９９（ｄ，ＯＣＨ（ＣＨ ₃）₂，６Ｈ）および３．８４（ヘプ テット(ｈｅｐｔｅｔ)，ＯＣＨ（ＣＨ₃）₂，１Ｈ）位置でピークを示した。 製造例３：ジエチルアルミニウムイソプロポキシドの合成 トリエチルアルミニウム（純度９３％、アルドリッチ化学社（Ａｌｄｒｉｃｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ.）製品）１．２１ｇ（１０．６ｍｍｏｌ）に、既に減 圧蒸留して精製したアルミニウムトリイソプロポキシド１．０８ｇ（５．３ｍｍ ｏｌ）を加え、生成混合物を２４時間攪拌し、混合物を昇華してゲル状固体形態 の標題化合物１．８９ｇ（１３．５ｍｍｏｌ、ジエチルアルミニウムイソプロパ ミドとして８５％収率）を得た。 実施例１ 前記製造例１で製造したジメチルアルミニウムｔ−ブトキシド０．０５ｇを０ ℃で気化し、その蒸気を、４００℃に予熱したＳｉ（１００）基板に移送して３ 時間化学蒸着を行った。蒸着された膜のＸ−線光電子スペクトルは炭素だけでな く酸素とアルミニウムに該当するピークを示し、珪素に対するピークは現れなか った。このような観察結果は珪素基板の表面が酸化アルミニウム膜で完全に覆わ れたことを示す。 実施例２ Ｓｉ（１００）基板を３００℃に予熱し、化学蒸着を１時間行うことを除いて は実施例１の手順を繰返した。蒸着された膜のＸ−線光電子スペクトルは炭素だ けでなく酸素とアルミニウムに該当するピークを示し、珪素に対するビークは現 れなかった。 実施例３ 前記製造例２で製造したジメチルアルミニウムイソプロポキシド０．１ｇを室 温で気化し、その蒸気を３５０℃に予熱したＳｉ（１００）基板に移送して５時 間化学蒸着を行った。蒸着された膜のＸ−線光電子スペクトルは炭素だけでなく 酸素とアルミニウムに該当するピークを示し、珪素に対するピークは現れなかっ た。 実施例４ 前記製造例３で製造したジメチルアルミニウムイソプロポキシド０．１ｇを室 温で気化し、その蒸気を３５０℃に予熱したＳｉ（１００）基板に移送して２時 間化学蒸着を行った。蒸着された膜のＸ−線光電子スペクトルは炭素だけでなく 酸素とアルミニウムに該当するピークを示し、珪素に対するピークは現れなかっ た。 実施例５ 前記製造例２で製造したジメチルアルミニウムイソプロポキシド０．１ｇを室 温で気化し、その蒸気を６００℃に予熱したＳｉ（１００）基板に移送して５時 間化学蒸着を行った。蒸着された膜のＸ−線光電子スペクトルは炭素だけでなく 酸素とアルミニウムに該当するピークを示し、珪素に対するピークを現れなかっ た。 実施例６ 前記製造例３で製造したジメチルアルミニウムイソプロポキシド０．１ｇを室 温で気化し、その蒸気を４００℃に予熱したＳｉ（１００）基板に移送して１０ 時間化学蒸着を行った。３．５ｋｅＶ Ａｒ⁺イオンビームで６秒間スパッタリン グした後得られた蒸着された膜のオージェ電子スペクトルを図１に示し、該フィ ルムのオージェ深さプロピルを図２に示した。 これらのデータは前記フィルムがわずかな炭素の混入なしに化学量論的であり 、フィルム全体にかけて組成が一定であることを明らかに示す。 酸化アルミニウム膜の厚さは０．８３ｎｍ／ｓの蝕刻速度で０．２３μｍと評 価される。 前述した本発明によると、アルミニウム供給源としてジアルキルアルミニウム アルコキシドを用いることによって酸化アルミニウム膜を基材上に便利で、かつ 効果的に蒸着させることができる。本発明の方法は、追加の酸素供給源が不要で あるため、気相混合を完全に避けることができるので、より単純化された条件下 で簡単な装備を用いて酸化アルミニウム膜を大量生産できるという利点がある。 本発明を特定実施態様と関連して記述したが、添付した請求範囲によって限定 される本発明の範疇内で当業者は本発明を多様に変形および変化させることがで きることを周知しなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ク、ス・ジン 大韓民国、テグ 704―400、タルソ―グ、 ウォルソン―ドン、ポスン・アパートメン ト 109―302

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．気化された下記式（I）のジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物を基 材と接触させることを含む、基材を酸化アルミニウム膜でコーティングする方法 ： Ｒ¹ ₂ＡｌＯＲ² （ここで、Ｒ¹およびＲ²は各々独立にＣ_1-10アルキル基である。） ２．基材が、３００ないし６００℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする 請求項１に記載の方法。 ３．ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物の気化を０ないし２５℃の範囲 の温度で行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４．ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物が、ジメチルアルミニウムイソ プロポキシド、ジエチルアルミニウムイソプロポキシド、ジメチルアルミニウム ｔ−ブトキシドおよびこれらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とする 請求項２に記載の方法。 ５．ジアルキルアルミニウムアルコキシド化合物が、ジメチルアルミニウムイソ プロポキシドであることを特徴とする請求項４に記載の方法。 ６．基材がシリコン単結晶であることを特徴とする請求項１に記載の方法。