KR20140116852A

KR20140116852A - 니켈-함유 필름의 증착을 위한 니켈 알릴 아미디네이트 전구체

Info

Publication number: KR20140116852A
Application number: KR1020147017501A
Authority: KR
Inventors: 클레망 랑살로-마트라; 지로 요코타
Original assignee: 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-10-06
Also published as: US20130168614A1; TW201336854A; WO2013098794A2; WO2013098794A3; TWI570128B; JP2015510031A; JP6193260B2

Abstract

니켈 알릴 아미디네이트 전구체가 개시된다. 또한 기상 증착 공정을 통해 하나 이상의 기판 상에 니켈-함유 필름을 증착하기 위해 개시된 전구체를 합성하고 사용하는 방법을 개시한다.

Description

니켈-함유 필름의 증착을 위한 니켈 알릴 아미디네이트 전구체{NICKEL ALLYL AMIDINATE PRECURSORS FOR DEPOSITION OF NICKEL-CONTAINING FILMS}

관련 출원에 대한 상호-참조

본 출원은 2011년 12월 29일 출원된 미국 출원 제13/339,530호에 대한 우선권을 주장하며, 그의 전체 내용이 본원에 참조로 포함된다.

기술분야

니켈 알릴 아미디네이트 전구체를 개시한다. 또한 기상 증착 공정을 통해 하나 이상의 기판 상에 니켈-함유 필름을 증착하기 위해 개시된 전구체를 합성하고 사용하는 방법을 개시한다.

반도체 산업에서, 다양한 용도를 위하여 화학 기상 증착(CVD) 및 원자층 증착(ALD)에 의한 박형 금속 필름의 성장을 위한 휘발성 금속 전구체의 개발에 지속적인 관심이 있다. CVD 및 ALD는 원자 스케일에서 증착을 제어하기 위해 사용하는 주요 가스상 화학 공정이고 극도로 박형이고 등각(conformal)인 코팅을 생성한다. 통상적인 CVD 공정에서, 원하는 증착물을 제조하기 위해 기판 표면 상에서 반응 및/또는 분해되는, 하나 이상의 휘발성 전구체에 웨이퍼가 노출된다. ALD 공정은 불활성 기체 퍼징(purging)과는 별도로, 교대로 도포되는 전구체의 일련의 포화 표면 반응을 기초로 한다.

트랜지스터의 제조시에, 폴리규소의 전도성을 개선하기 위해 규화물층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 규화 니켈 및 코발트(NiSi, CoSi₂)를 트랜지스터의 소스 및 드레인에서 콘택부(contact)로서 사용하여 전도성을 개선할 수 있다. 금속 규화물을 형성하기 위한 공정은 폴리규소 상에 박형 순금속층을 증착하는 것으로써 시작된다. 이어 금속 및 폴리규소의 일부는 함께 합금되어 금속 규화물층을 형성한다. 물리적 증착 방법은 통상적으로 순수한 코발트층의 증착에 사용되었다. 그러나, 디바이스의 크기가 감소함에 따라, 물리적 증착 방법은 더 이상 등각성 면에서 요건을 충족하지 못한다.

산화 니켈(NiO)은 반도체 산업에서 주목을 받고 있다. NiO 박형 필름의 저항 스위칭 특성은 차세대 비휘발성 저항 랜덤 액세스 메모리(ReRAM) 디바이스를 위한 그의 잠재적 용도를 보여준다.

웨이퍼 상에 고순도, 박형 및 고성능 고체 물질을 얻기 위해서, 전구체는 고순도, 우수한 열 안정성, 고휘발성 및 적절한 반응성을 필요로 한다. 또한, 전구체는 급속하게 기화되어야 하고, 재현가능한 속도에서, 조건은 보통 액체 전구체에 의해 충족되지만 고체 전구체에 의해서는 그렇지 않다(문헌[R.G. Gordon et al., FutureFab International, 2005, 18, 126-128] 참조).

비스 아미노알콕시드 니켈 전구체가 CVD(문헌[Surface & Coatings Technology 201 (2007) 9252-9255])에 의한 및 ALD(문헌[J. Vac. Sci. Technol. A 23, 4, 2005])에 의한 NiO 필름의 제조를 위해 성공적으로 사용되어 왔다. 또한 이 전구체는 열적 모드에서 환원제로서 암모니아를 사용하여 순수한 니켈 필름의 제조를 위해 사용될 수 있다(문헌[WH Kim, ADMETA 2009:19th Asian Session 102-103]). 또한 PEALD에서 수소 또는 암모니아와 이 분자를 사용하여 Ni 필름을 성공적으로 증착했다(문헌[HBR Lee, ADMETA 2009:19th Asian Session 62-63]).

비스 아미디네이트 니켈 전구체는 불안정한 고체이기 때문에 성공적으로 사용되지 못했다. 도 1에서 나타낸 바와 같이, 전구체는 열중량 분석 동안 15 % 초과의 잔류 질량을 남기고 약 65 ℃ 및 약 200 ℃ 각각에서 2 번의 상 변화를 겪는다.

제WO2010/052672호는 아미디네이트, 구아니디네이트, 디케토네이트, 베타-엔아미노케토네이트, 베타-디케티미네이트, 또는 시클로펜타디에닐 리간드와 조합된 알릴 또는 시클로펜텐 리간드를 가진 헤테로렙틱 금속 전구체를 사용하여 금속 함유 필름을 형성하는 방법을 광범위하게 개시하고 있다. 예시적인 니켈 전구체는 개시되지 않았다. 특히, 액체 및 휘발성 알릴 베타-디케티미네이트 팔라듐 전구체가 개시되어 있다.

제EP1884517호는 기상 증착 전구체로서 사용하기 위한 알케닐 리간드를 함유하는 유기금속 화합물을 광범위하게 개시하고 있다. 실시예 3 및 4에 개시된 예시적인 니켈 전구체는 2-메톡시에톡시 아세테이트 내의 ((iPr)₂-N-CH₂-C(H)=C(Et)-CH₂)Ni(피라조)(Bz)(CO)이다.

환원제로서 수소를 사용하는 CVD 또는 ALD에 적합한 니켈 전구체애 대한 필요가 남아있다. 이 용도를 위한 금속 전구체의 바람직한 성질은 i) 액체형 또는 저융점 고체; ii) 고휘발성; iii) 취급 및 운반시 분해를 방지하기 위한 충분한 열 안정성; 및 iv) CVD/ALD 공정시의 적절한 반응성이다.

하기 화학식을 갖는 니켈-함유 전구체가 개시된다:

여기서 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, 및 R₈ 각각은 H; C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬기; C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬실릴기(모노, 비스, 또는 트리스 알킬); C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬아미노기; 또는 C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 플루오로알킬기로부터 독립적으로 선택된다.

개시된 니켈-함유 전구체는 다음의 태양 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다:

·η3-알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-알릴 N,N'-디이소프로필포르미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포르미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트인 니켈-함유 전구체; 및

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포르미디네이트인 니켈-함유 전구체.

또한 하나 이상의 기판 상에 니켈-함유 필름을 증착하는 공정이 개시되어 있다. 하나 이상의 니켈-함유 전구체가, 그 안에 배치된 하나 이상의 기판을 갖는 반응기로 도입된다. 니켈-함유 전구체의 적어도 일부가 하나 이상의 기판 상에 증착되어 니켈-함유 필름을 형성한다. 하나 이상의 니켈-함유 전구체는 다음의 화학식을 가진다:

개시된 공정은 다음의 태양 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다:

·하나 이상의 반응물을 반응기 내로 도입하는 것;

·H₂, NH₃, SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, SiH₂Me₂, SiH₂Et₂, N(SiH₃)₃, 그 수소 라디칼; 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응물;

·O₂, O₃, H₂O, NO, N₂O, 그 산소 라디칼; 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 반응물;

·실질적으로 동시에 반응기 내로 도입되는 니켈-함유 전구체 및 반응물;

·화학 기상 증착을 위해 구성된 반응기;

·플라즈마 강화(enhanced) 화학 기상 증착을 위해 구성된 반응기;

·순차적으로 챔버 내로 도입되는 니켈-함유 전구체 및 반응물;

·원자층 증착을 위해 구성된 반응기;

·공간(spatial) 원자층 증착을 위해 구성된 반응기;

·플라즈마 강화 원자층 증착을 위해 구성된 반응기;

·η3-알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트인 니켈-함유 전구체;

·η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트인 니켈-함유 전구체;

·니켈-함유 필름을 어닐링하는 것;

·약 98 at% 내지 약 100 at% Ni를 함유하는 어닐링된 니켈-함유 필름;

·어닐링된 니켈-함유 필름이 약 100 at% Ni 필름인 것;

·약 0 at% 내지 약 1 at% 탄소를 함유하는 어닐링된 니켈-함유 필름; 및

·약 0 at% 내지 약 1 at% 질소를 함유하는 어닐링된 니켈-함유 필름.

실온에서 벌크 저항률이 약 7 μΩ·cm 내지 약 70 μΩ·cm인, 상술한 공정 중 임의의 것에 의해 증착된 니켈-함유 필름을 또한 개시하고 있다.

표기법 및 명명법

특정 약어, 기호, 및 용어가 하기 상세한 설명 및 특허청구범위 전반에 걸쳐 사용되고, 다음을 포함한다:

본원에서는 원소 주기율표로부터의 원소의 표준 약어를 사용한다. 원소를 이 약어로서 나타낼 수 있다는 것을 이해해야 한다(예를 들어, Ni는 니켈을 나타내고, Co는 코발트를 나타내는 등).

본원에 사용된 바와 같이, R기를 설명하는 맥락에서 사용될 경우 용어 "독립적으로"는, 대상 R기가, 동일하거나 상이한 아래 첨자 또는 위 첨자를 함유하는 다른 R기에 대해 독립적으로 선택될 뿐만 아니라, 또한 그 동일한 R기의 임의의 추가적인 종에 대해 독립적으로 선택됨을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들어 식 MR¹ _x(NR²R³)_(4-x)(여기서 x는 2 또는 3임)에서, 2 개 또는 3 개의 R¹기는, 서로 또는 R² 또는 R³와 동일할 수 있으나, 그럴 필요는 없다. 또한, 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, R기의 값은 상이한 식에서 사용될 경우 서로 독립적인 것으로 이해하여야 한다.

용어 "알킬기"는 배타적으로 탄소 및 수소 원자를 함유하는 포화 관능기를 나타낸다. 또한, 용어 "알킬기"는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬기를 나타낸다. 선형 알킬기의 예는 비제한적으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 포함한다. 분지형 알킬기의 예는 비제한적으로, t-부틸을 포함한다. 환형 알킬기의 예는 비제한적으로, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 포함한다.

본원에 사용된 바와 같이, 약어 "Me"는 메틸기를 나타내고; 약어 "Et"는 에틸기를 나타내고; 약어 "Pr"은 프로필기를 나타내고; 약어 "iPr"은 이소프로필기를 나타내고; 약어 "Bu"는 부틸을 나타내고; 약어 "tBu"는 tert-부틸을 나타내고; 약어 "sBu"는 sec-부틸을 나타내고; 약어 "acac"는 아세틸아세토나토/아세틸아세톤(아세틸아세토나토는 리간드이고 및 아세틸아세토네이트는 분자임)을 나타내고, 아세토아세토네이트는 하기에 도시되고; 약어 "tmhd"는 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵타디오나토를 나타내고; 약어 "od"는 2,4-옥타디오나토를 나타내고; 약어 "mhd"는 2-메틸-3,5-헥사디노나토를 나타내고; 약어 "tmod"는 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-옥탄디오나토를 나타내고; 약어 "ibpm"은 2,2,6-트리메틸-3,5-헵타디오나토를 나타내고; 약어 "hfac"는 헥사플루오로아세틸아세토나토를 나타내고; 약어 "tfac"는 트리플루오로아세틸아세토나토를 나타내고; 약어 "Cp"는 시클로펜타디에닐을 나타내고; 약어 "Cp^*"는 펜타메틸시클로펜타디에닐을 나타내고; 약어 "op"는 (개방)펜타디에닐을나타내고; 약어 "cod"는 시클로옥타디엔을 나타내고; 약어 "dkti"는 디케티미네이트/디케티민(리간드/분자)을 나타내고, 디케티미네이트는 하기에 도시되고(R¹은 하기의 구조에서 dkti 리간드의 첨단에서 C에 연결된 R 리간드이고, 각 R²는 독립적으로 dkti 사슬 내의 C에 연결된 R 리간드이고, 각 R³은 독립적으로 N에 연결된 R 리간드이다; 예를 들면 HC(C(Me)N(Me))₂); 약어 "emk"는 엔아미노케토네이트/엔아미노케톤(리간드/분자)를 나타내고, 엔아미노케토네이트는 하기에 도시되고(여기서 각 R은 H 및 C1-C6 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 또는 아릴기로부터 독립적으로 선택된다)(또한 emk는 때로 케토이미네이트/케토이민으로 나타낸다); 약어 "amd"는 하기에 도시된 아미디네이트를 나타내고(R¹은 하기의 구조에서 C에 연결된 R 리간드이고 각 R²는 독립적으로 각 N에 연결된 R 리간드이다; 예를 들면 MeC(N(SiMe₃)₂); 약어 "formd"는 하기에 도시된 포름아미디네이트를 나타내고; 약어 "dab"는 하기에 도시된 디아자부타디엔을 나타낸다(각 R은 H 및 C1-C6 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 또는 아릴기로부터 독립적으로 선택된다).

더 나은 이해를 위해, 이들 리간드 중 일부의 일반 구조를 하기에 나타내었다. 이 일반 구조는 치환기에 의해 더 치환될 수 있고, 여기서 각 R은 H; C1-C6 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 또는 아릴기; 아미노 치환기, 예컨대 NR₁R₂ 또는 NR₁R₂R₃(MNR₁R₂R₃은 하기에 도시되고, 여기서 각 R₁, R₂ 및 R₃는 H 및 C1-C6 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 또는 아릴기로부터 독립적으로 선택됨); 알콕시 치환기, 예컨대 OR, 또는 OR₄R₅(MOR₄R₅는 하기에 도시되고, 여기서 각 R, R₄ 및 R₅는 H 및 C1-C6 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 또는 아릴기로부터 독립적으로 선택됨)로부터 독립적으로 선택된다.

본 발명의 본질 및 목적의 추가 이해를 위해, 첨부한 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참고할 수 있으며, 여기서:
도 1은 Ni(N^iPr-amd)₂의 온도 증가에 따른 중량 손실 백분율(TGA) 또는 미분 온도(DTA)를 나타내는 열중량 분석(TGA) 및 미분 열 분석(DTA) 그래프;
도 2는 대기 및 동적 진공(2000 Pa) 조건에서 Ni(2-Me알릴)(N^iPr-amd)의 TGA 및 DTA 그래프;
도 3은 Ni(2-Me알릴)(N^iPr-amd)의 1HNMR 스펙트럼;
도 4는 Ni 필름의 주기당 성장 대 Ni(2-Me알릴)(N^iPr-amd) 펄스 시간(초)을 나타내는 플라즈마 강화 원자층 증착(PEALD) 포화 곡선;
도 5는 Ni(2-Me알릴)(N^iPr-amd)로부터 증착된 Ni 필름의 함유량 대 식각 시간(초)을 나타내는 X-선 광전자 분광법(XPS) 그래프;
도 6은 Ni(2-Me알릴)(N^iPr-amd)로부터 증착된 Ni 필름의 주사 전자 현미경(SEM) 사진의 단면도; 및
도 7은 종횡비 2를 갖는 트렌치가 있는 패턴화된 웨이퍼 상에 증착된 Ni 필름의 SEM 사진이다.

하기 화학식을 갖는 니켈-함유 전구체가 개시된다:

여기서 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, 및 R₈ 각각은 H; C1-C4 선형 또는 분지형 알킬기; C1-C4 선형 또는 분지형 알킬실릴기(모노, 비스, 또는 트리스 알킬); C1-C4 선형 또는 분지형 알킬아미노기; 또는 C1-C4 선형 또는 분지형 플루오로알킬기로부터 독립적으로 선택된다.

상술한 바와 같이, 음이온 아미디네이트 리간드는 그의 두 질소 원자를 통해 니켈 원자에 결합하지만, 음이온 알릴 리간드 내의 세 탄소 모두는 플로팅 이중 결합(η3 결합)에서 전자를 통해 Ni 원자에 결합한다. 두 리간드의 조합은 니켈-함유 필름의 기상 증착에 사용하기 적합한, 안정하지만 휘발성인 니켈-함유 전구체를 제공한다.

예시적인 니켈-함유 전구체는

η3-알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;

η3-알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트;

η3-알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디메틸일아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디에틸일아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트;

η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디메틸일아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디에틸일아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;

η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트; 및

η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트

를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.

소량의 최종 잔류물을 남기는, 대기 열중량 분석에서의 그의 뛰어난 기화 결과 때문에, 니켈-함유 전구체는 바람직하게, η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트 니켈(II)(상기 화학식에서 R₁ 및 R₂=iPr; R₃ 및 R₆=Me; 및 R₄, R₅, R₇, 및 R₈=H임)이다(도 2 참조).

적합한 용매, 예컨대 THF 및 헥산에서 리튬 아미디네이트를 염화 니켈 알릴과 반응시킴으로써, 개시된 니켈-함유 전구체를 합성할 수 있다. 추가의 세부사항을 포함하는 예시적인 합성 방법은 다음의 실시예에서 제공된다.

또한 기상 증착 공정을 사용하여 기판 상에 니켈-함유층을 형성하는 방법이 개시된다. 방법은 반도체, 광전지, LCD-TFT, 또는 평판형 디바이스의 제조에서 유용할 수 있다. 통상의 기술자에게 알려진 임의의 증착 방법을 사용하여 개시된 니켈-함유 전구체를 박형 니켈-함유 필름의 증착에 사용할 수 있다. 적합한 증착 방법의 예는 비제한적으로, 종래의 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 저압 CVD(LPCVD), 펄스 CVD(PCVD), 원자층 증착(ALD), 공간 ALD, 플라즈마 강화 ALD(PEALD), 또는 그 조합을 포함한다.

개시된 니켈-함유 전구체는 순수한 형태로 또는 적합한 용매, 예컨대 에틸 벤젠, 자일렌, 메시틸렌, 데칸, 도데칸과의 블렌드로 공급될 수 있다. 개시된 전구체는 용매 내에서 변하는 농도로 존재할 수 있다.

순수한 또는 블렌딩된 니켈-함유 전구체 중 하나 이상은 종래의 수단, 예컨대 튜빙 및/또는 유량계에 의해 증기 형태로 반응기 내에 도입된다. 증기 형태의 전구체는 종래의 기화 단계, 예컨대 직접 기화, 증류를 통해, 또는 버블링에 의해 순수한 또는 블렌딩된 전구체를 기화함으로써 제조될 수 있다. 순수한 또는 블렌딩된 전구체는, 반응기 내로 도입되기 전에 그가 기화되는 기화기에 액체 상태로 공급될 수 있다. 대안으로서, 순수한 또는 블렌딩된 전구체는 캐리어 가스를 전구체를 함유하는 용기로 통과시킴으로써 또는 캐리어 가스를 전구체 내로 버블링시킴으로써 기화될 수 있다. 캐리어 가스는 Ar, He, N₂, 및 그 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 캐리어 가스로 버블링하는 것은 순수한 또는 블렌딩된 전구체 용액 내에 존재하는 임의의 용해된 산소를 제거할 수 있다. 이어 캐리어 가스 및 전구체는 증기로서 반응기 내로 도입된다.

필요한 경우, 개시된 전구체의 용기를, 전구체를 그의 액상으로 있게 하고 충분한 증기압을 갖게 하는 온도로 가열할 수 있다. 용기는 예를 들어, 약 0 ℃ 내지 약 150 ℃의 범위 내의 온도로 유지될 수 있다. 통상의 기술자는 기화된 전구체의 양을 제어하기 위해 공지된 방식으로 용기의 온도를 조정할 수 있다는 것을 인지한다.

반응기는 증착 방법을 실시하는 디바이스 내의 임의의 폐쇄용기(enclosure) 또는 챔버, 예컨대 비제한적으로, 평행-판형 반응기, 냉-벽(cold-wall)형 반응기, 열-벽(hot-wall)형 반응기, 단일-웨이퍼 반응기, 다중-웨이퍼 반응기, 또는 전구체가 반응하고 층을 형성하게 하는 적합한 조건 하의 다른 유형의 증착 시스템일 수 있다.

일반적으로, 반응기는 그 위에 박형 필름을 증착할 수 있는 하나 이상의 기판을 함유한다. 하나 이상의 기판은 반도체, 광전지, 평판 또는 LCD-TFT 디바이스 제조에 사용되는 임의의 적합한 기판일 수 있다. 적합한 기판의 예는 비제한적으로, 규소 기판, 실리카 기판, 질화 규소 기판, 옥시 질화 규소 기판, 텅스텐 기판 또는 그 조합을 포함한다. 또한, 텅스텐 또는 귀금속(예를 들어, 백금, 팔라듐, 로듐 또는 금)을 포함하는 기판을 사용할 수 있다. 또한 기판은 앞선 제조 단계에서 그 위에 이미 증착된 하나 이상의 상이한 물질층을 가질 수 있다.

반응기 내의 온도 및 압력은 ALD 또는 CVD 증착에 적합한 조건으로 유지된다. 즉, 챔버로의 기화된 전구체의 도입 후, 챔버 내의 조건은 기화된 전구체 중 적어도 일부가 기판 상에 증착되어 니켈-함유 필름을 형성하도록 하는 것이다. 예를 들어, 반응기 내 압력은 증착 파라미터당의 요구량으로서, 약 1 Pa 내지 약 10⁵ Pa, 더 바람직하게는 약 25 Pa 및 약 10³ Pa로 유지될 수 있다. 마찬가지로, 반응기 내의 온도는 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃, 바람직하게는 약 150 ℃ 내지 약 350 ℃로 유지될 수 있다.

반응기의 온도는 기판 홀더의 온도를 제어하거나 반응기 벽의 온도를 제어함으로써 제어될 수 있다. 기판을 가열하기 위해 사용되는 디바이스는 본 기술 분야에서 알려져 있다. 반응기 벽은 충분한 성장 속도로 및 원하는 물리적 상태 및 조성을 갖는 원하는 필름을 얻기에 충분한 온도로 가열된다. 반응기 벽이 가열될 수 있는 비-제한적인 예시적 온도 범위는 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃를 포함한다. 플라즈마 증착 공정을 이용할 때, 증착 온도는 약 150 ℃ 내지 약 350 ℃의 범위일 수 있다. 대안으로서, 열 공정을 수행할 때, 증착 온도는 약 200 ℃ 내지 약 500 ℃의 범위일 수 있다.

개시된 전구체 외에, 반응물 또한 반응기 내로 도입될 수 있다. 반응물은 산화 가스, 예컨대 O₂, O₃, H₂O, H₂O₂, 산소 함유 라디칼, 예컨대 O· 또는 OH·, NO, NO₂, 카르복실산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 및 그 혼합물 중 하나일 수 있다. 바람직하게, 산화 가스는 O₂, O₃, H₂O, H₂O₂, 그 산소 함유 라디칼, 예컨대 O· 또는 OH·, 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 대안으로서, 반응물은 환원 가스, 예컨대 H₂, NH₃, SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, (CH₃)₂SiH₂, (C₂H₅)₂SiH₂, (CH₃)SiH₃, (C₂H₅)SiH₃, 페닐 실란, N₂H₄, N(SiH₃)₃, N(CH₃)H₂, N(C₂H₅)H₂, N(CH₃)₂H, N(C₂H₅)₂H, N(CH₃)₃, N(C₂H₅)₃, (SiMe₃)₂NH, (CH₃)HNNH₂, (CH₃)₂NNH₂, 페닐 히드라진, N-함유 분자, B₂H₆, 9-보라비시클로[3,3,1]노난, 디히드로벤젠푸란, 피라졸린, 트리메틸알루미늄, 디메틸아연, 디에틸아연, 그 라디칼 종, 및 그 혼합물 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 환원 가스는 H₂, NH₃, SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, SiH₂Me₂, SiH₂Et₂, N(SiH₃)₃, 그 수소 라디칼, 또는 그 혼합물이다.

반응물을 그의 라디칼 형태로 분해하기 위하여, 반응물을 플라즈마에 의해 처리할 수 있다. 또한, N₂는 플라즈마로 처리할 때 환원 가스로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 약 50 W 내지 약 500 W, 바람직하게는 약 100 W 내지 약 200 W 범위의 전력으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 플라즈마는 반응기 그 자체 내에서 발생하거나 존재할 수 있다. 대안으로서, 일반적으로 플라즈마는 반응기와 동떨어진 위치에, 예를 들어 멀리 위치한 플라즈마 시스템으로 있을 수 있다. 일 통상의 기술자는 이러한 플라즈마 처리에 적합한 방법 및 장치를 인지할 수 있다.

챔버 내의 기상 증착 조건은 개시된 전구체 및 반응물이 반응하고 기판 상에 니켈-함유 필름을 형성하게 한다. 몇몇 실시양태에서, 출원인은, 반응물을 플라즈마-처리하는 것이 개시된 전구체와 반응하기 위해 필요한 에너지를 반응물에 공급할 수 있다는 것을 믿는다.

어떤 유형의 필름이 증착되기를 원하느냐에 따라, 제2 전구체를 반응기 내로 도입할 수 있다. 제2 전구체는 니켈-함유 필름에 추가 원소를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 추가 원소는 구리, 프라세오디뮴, 망가니즈, 루테늄, 티타늄, 탄탈럼, 비스무스, 지르코늄, 하프늄, 납, 니오븀, 마그네슘, 알루미늄, 란타넘, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 제2 전구체를 이용할 때, 기판 상에 증착된 얻어진 필름은 하나 이상의 추가 원소와의 조합으로 니켈을 함유할 수 있다.

니켈-함유 전구체 및 반응물은 동시에(화학 기상 증착), 순차적으로(원자층 증착) 또는 그 다양한 조합으로 반응기 내에 도입될 수 있다. 반응기는 전구체의 도입과 반응물의 도입 사이에 불활성 가스로 퍼징될 수 있다. 대안으로서, 반응물 및 전구체는 함께 혼합되어 반응물/전구체 혼합물을 형성하고, 이어 혼합물 형태로 반응기에 도입될 수 있다. 또 다른 실시예는 반응물을 연속적으로 도입하는 것 및 펄스(펄스 화학 기상 증착)에 의해 하나 이상의 니켈-함유 전구체를 도입하는 것이다.

기화된 전구체 및 반응물은 순차적으로 또는 동시에(예를 들어, 펄스 CVD) 반응기로 펄싱될 수 있다. 전구체의 각 펄스는 약 0.01 초 내지 약 10 초, 대안으로서 약 0.3 초 내지 약 3 초, 대안으로서 약 0.5 초 내지 약 2 초 범위의 기간 동안 지속될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 또한 반응물이 반응기 내로 펄싱될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 각 가스의 펄스는 약 0.01 초 내지 약 10 초, 대안으로서 약 0.3 초 내지 약 3 초, 대안으로서 약 0.5 초 내지 약 2 초 범위의 기간 동안 지속될 수 있다.

특정 공정 파라미터에 따라, 증착은 변하는 길이의 시간 동안 실시될 수 있다. 일반적으로, 증착은 원하는 만큼 또는 필요 성질을 갖는 필름을 제조하기 위해 필요한 만큼 길게 계속되는 것이 허용될 수 있다. 통상의 필름 두께는 특정 증착 공정에 따라 몇 옹스트롬 내지 몇백 마이크로미터로 변할 수 있다. 또한 증착 공정을 원하는 필름을 얻기 위해 필요한 만큼 여러 번 수행할 수 있다.

하나의 비-제한적인 예시적 CVD형 공정에서, 기상의 개시된 니켈-함유 전구체 및 반응물은 동시에 반응기 내로 도입된다. 둘은 반응하여, 그로부터 얻은 니켈-함유 박형 필름을 형성한다. 이 예시적인 CVD 공정에서 반응물이 플라즈마로 처리될 때, 예시적인 CVD 공정은 예시적인 PECVD 공정이 된다. 반응물은 챔버 내로의 도입 전 또는 그에 후속하여 플라즈마로 처리될 수 있다.

하나의 비-제한적인 예시적 ALD형 공정에서, 개시된 니켈-함유 전구체의 기상이 반응기 내로 도입되고, 여기서 적합한 기판에 접촉한다. 이어 반응기를 퍼징 및/또는 배기함으로써 잉여 전구체를 반응기로부터 제거할 수 있다. 환원 가스(예를 들어, H₂)를 반응기 내로 도입하고, 여기서 자기-제어 방식으로, 흡수된 전구체와 반응한다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기함으로써 임의의 잉여 환원 가스를 반응기로부터 제거한다. 원하는 필름이 니켈 필름인 경우, 이 2-단계 공정은 원하는 필름 두께를 제공할 수 있고 또는 필요 두께를 갖는 필름을 얻을 때까지 반복될 수 있다.

대안으로서, 원하는 필름이 니켈 및 제2 원소를 함유하는 경우, 상기 2-단계 공정에 이어서 제2 전구체의 증기가 반응기로 도입될 수 있다. 제2 전구체는 증착되는 니켈 필름의 성질을 기초로 선택될 수 있다. 반응기로의 도입 후, 제2 전구체가 기판에 접촉한다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기함으로써 임의의 잉여 제2 전구체를 반응기로부터 제거한다. 한번 더, 환원 가스를 반응기 내로 도입하여 제2 전구체와 반응시킬 수 있다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기함으로써 잉여 환원 가스를 반응기로부터 제거한다. 원하는 필름 두께를 달성하면, 공정은 종결된다. 그러나, 더 두꺼운 필름을 원하면, 전체 4-단계 공정을 반복할 수 있다. 니켈-함유 전구체, 제2 전구체, 및 반응물의 제공을 번갈아 함으로써, 원하는 조성 및 두께의 필름을 증착할 수 있다.

이 예시적인 ALD 공정에서 반응물을 플라즈마로 처리할 때, 예시적인 ALD 공정은 예시적인 PEALD 공정이 된다. 챔버로의 도입 전에 또는 그에 후속하여 반응물을 플라즈마로 처리할 수 있다.

상기에서 논의한 공정으로부터 얻은 니켈-함유 필름은 순수 니켈(Ni), 규화 니켈(Ni_kSi_l), 또는 산화 니켈(Ni_nO_m) 필름을 포함할 수 있고, 여기서 k, l, m, 및 n은 1 이상 6 이하의 범위의 정수이다. 순수 니켈 필름을 얻을 수 있다. 예를 들어, 약 98 at% 내지 약 100 at% 범위의 농도를 갖는 니켈 필름을 얻을 수 있다. 바람직하게, 순수 니켈 필름은 약 100 원자 w/w의 농도를 가질 수 있다. 순수 니켈 필름은 약 0 at% 내지 약 1 at% 범위의 산소 농도를 가질 수 있다. 순수 니켈 필름은 약 0 at% 내지 약 1 at% 범위의 탄소 농도를 가질 수 있다. 통상의 기술자는 적절한 개시된 전구체, 임의의 제2 전구체, 및 반응물 종의 판단력 있는 선택에 의해, 원하는 필름 조성을 얻을 수 있다는 것을 인지할 수 있다.

원하는 필름 두께를 얻으면, 필름은 추가의 공정, 예컨대 열 어닐링, 노(furnace)-어닐링, 급속 열 어닐링, UV 또는 e-빔 경화, 및/또는 플라즈마 가스 노출을 거칠 수 있다. 통상의 기술자는 이 추가 공정 단계를 수행하기 위해 이용되는 시스템 및 방법을 인지하고 있다. 예를 들어, 니켈-함유 필름은 불활성 대기, H-함유 대기, N-함유 대기, O-함유 대기, 또는 그 조합 하에서 약 0.1 초 내지 약 7200 초 범위의 시간 동안 약 200 ℃ 내지 약 1000 ℃ 범위의 온도에 노출될 수 있다. 가장 바람직하게, 온도는 H-함유 대기 하에서 3600 초 동안 400 ℃이다. 얻어진 필름은 더 적은 불순물을 함유할 수 있고, 그러므로 개선된 누설 전류를 야기하는 개선된 밀도를 가질 수 있다. 증착 공정을 수행한 동일한 반응 챔버에서 어닐링 단계를 수행할 수 있다. 대안으로서, 기판을 반응 챔버로부터 제거할 수 있고, 어닐링/플래쉬 어닐링 공정은 별도의 장치에서 수행된다. 임의의 상기 후-처리 방법, 그러나 특히 열 어닐링이 니켈-함유 필름의 탄소 및 질소 오염을 감소시키는데 효과적이라는 것이 밝혀졌다. 결국 이는 필름의 저항률을 개선하는 경향이 있다.

어닐링 후, 임의의 개시된 공정에 의해 증착된 니켈-함유 필름은 실온에서 약 7 μΩ·cm 내지 약 70 μΩ·cm, 바람직하게는 약 7 μΩ·cm 내지 약 20 μΩ·cm, 및 더 바람직하게는 약 7 μΩ·cm 내지 약 12 μΩ·cm의 벌크 저항률을 갖는다. 실온은 계절에 따라 약 20 ℃ 내지 약 28 ℃이다. 벌크 저항률은 부피 저항률로서 또한 알려져 있다. 일 통상의 기술자는 벌크 저항률이, 통상적으로 약 50 nm 두께인 Ni 필름에 대해 실온에서 측정되었다는 것을 인지할 수 있다. 통상적으로 벌크 저항률은 전자 수송 메카니즘의 변화 때문에 더 얇은 필름에 대해 증가한다. 또한 벌크 저항률은 더 높은 온도에서 증가한다.

실시예

다음의 실시예는 본원의 개시와 함께 수행된 실험을 나타낸다. 실시예는 모두를 포함하도록 의도되지 않고 본원에서 설명된 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.

실시예 1 : η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트 합성

1 L 3-구 플라스크에서, 질소 하에, 32.4 g(250 mmol)의 NiCl₂를 THF(~200 mL)와 함께 도입했다. 500 mL(250 mmol)의 염화 2-메틸알릴마그네슘(THF 내 0.5 M)을 0 ℃에서 도입했고, 혼합물을 밤새 교반했다. [Ni(2-Me알릴)Cl]₂로 이루어진 갈색 현탁액과 함께 어두운 갈색 용액이 형성되었다.

질소 하에 N,N'-디이소프로필카르보디이미드 31.5 g(250 mmol)을 또 다른 1 L 3-구 플라스크로 도입했다. 235.8 mL(250 mmol)의 MeLi(에테르 내 1.06 M)을 -78 ℃에서 도입했고, 실온에서 밤새 혼합물을 교반했다. Li-iPrAMD 용액을 [Ni(2Me알릴)Cl]₂현탁액에 첨가했고 혼합물을 실온에서 밤새 교반했다. 어두운 용액이 형성되었다.

이어 용매를 진공 하에서 제거했고 톨루엔을 첨가했다(300 mL). 용액을 셀라이트(Celite) 브랜드의 규조토로 여과했고 톨루엔을 진공 하에서 제거하여 어두운 점성의 물질을 제공했다. 펜탄을 첨가했다(300 mL). 용액을 셀라이트 브랜드의 규조토로 여과했고 펜탄을 진공 하에서 제거하여 어두운 오렌지 액체를 제공했다. 물질을 88 ℃, 200-300 mTorr(bp~69-71 ℃)에서 증류함으로써 정제하여 니켈 η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트로 이루어진 오렌지 액체 38.6 g(152 mmol, 61 %)를 제공했다.

질소를 220 mL/분으로 유동시키는 대기에서 10 ℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA 분석 동안, 오렌지 액체는 <5 %의 잔류 질량을 남겼다. 이 결과를 표 2에 나타냈고, 이는 온도 변화와 함께 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 그래프이다. NMR 1H 스펙트럼이 도 3에서 제공된다.

실시예 2: 순수 니켈의 PEALD

50 ℃ 까지 가열된 용기에 놓인, 실시예 1에서 제조된 η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트를 사용하여 PEALD 시험을 수행했다. 예컨대 ~2 Torr로 고정된 반응기 압력 및 100 W로 최적화된 플라즈마 전력과 함께 수소 및/또는 암모니아 플라즈마를 사용하는 통상의 PEALD 조건을 사용하여, 반응을 완료하고 얻어진 필름 내의 불순물 혼입을 제한했다. 필름을 Si 및 SiO₂ 기판 상에 증착했다. HF 세척(1 % HF, 10 분)을 Si 기판 상에서 수행했다. 완성된 표면 포화 및 반응의 ALD 거동을 순수 규소 웨이퍼 상에서 200-300 ℃의 온도 창에서 평가했다.

제한된 시험에서, 수소 플라즈마를 사용하여 제조된 필름이 암모니아 플라즈마를 사용하여 제조된 필름보다 더 많은 불순물을 함유했다. 또한 제한된 시험은, 더 긴 반응물 펄스 시간 또는 더 높은 플라즈마 전력이 주기당 더 높은 성장률 및 더 낮은 저항률의 평평한 필름을 제조했지만, 더 높은 탄소 함유량을 초래했다는 것을 밝혀냈다. 인큐베이션 시간은 관찰되지 않았다. 최적 조건을 결정하기 위해 지속적인 시험을 실시했다.

1.2 Å/주기 만큼 높은 증착 속도가 암모니아 플라즈마를 사용하여 300 ℃에서 얻어졌다(도 4 참조). 1 시간 동안 수소로 400 ℃에서 필름을 어닐링한 후에, X-선 광전자 분광법(XPS)에서 Si 기판 상에 증착된 필름 안으로의 탄소 또는 질소 혼입이 나타나지 않았고, 니켈 필름의 순도는 100 %에 근접했다(도 5 참조). Ni 필름과 규소 웨이퍼 사이에서 규화물화는 관찰되지 않았다. 주사 전자 현미경(SEM)에서 균일하고 매끄러운 결정립을 가지고 우수한 연속성을 갖는 표면(~41 nm 두께)을 나타냈다(도 6 참조). ~9 μΩ·cm 만큼 낮은 저항률이 SiO₂ 기판 상의 41 nm 두께 니켈 필름에 대해 얻어졌고, 이는 니켈의 벌크 저항률에 근접한다. 종횡비 2.4를 갖는 트렌치가 있는 패턴화된 웨이퍼 상에 수행된 증착은 100 %에 근접한 등각성을 갖는 Ni 필름의 형성을 가능하게 했다(도 7 참조).

암모니아 플라즈마를 사용하여 200 ℃에서 1.0 Å/주기의 증착 속도를 얻었다.

첨부한 특허청구범위에 표기된 바와 같은 본 발명의 원리 및 범위 내에서, 통상의 기술자에 의해, 본 발명의 본질을 설명하기 위해 본원에서 설명되고 도시된 세부사항, 물질, 단계 및 부품의 배열에서의 많은 추가적인 변화가 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은, 상기에서 주어진 실시예 및/또는 첨부한 도면의 특정 실시양태에 의해 제한되도록 의도되지는 않는다.

Claims

하기 화학식을 갖는 니켈-함유 전구체.

상기 식에서 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, 및 R₈ 각각은 H; C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬기; C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬실릴기(모노, 비스, 또는 트리스 알킬); C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬아미노기; 또는 C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 플루오로알킬기로부터 독립적으로 선택된다
제1항에 있어서, 상기 니켈-함유 전구체가
η3-알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트;
η3-알릴 N,N'-디이소프로필포르미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트; 및
η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트
로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 니켈-함유 전구체.
제2항에 있어서, η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트인 니켈-함유 전구체.
화학식

(여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, 및 R₈ 각각은 H; C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬기; C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬실릴기(모노, 비스, 또는 트리스 알킬); C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 알킬아미노기; 또는 C1-C4 선형, 분지형, 또는 환형 플루오로알킬기로부터 독립적으로 선택됨)을 갖는 하나 이상의 니켈-함유 전구체를, 하나 이상의 기판이 그 안에 배치된 반응기 내로 도입하는 단계; 및
니켈-함유 전구체의 적어도 일부를 하나 이상의 기판 상에 증착하여 니켈-함유 필름을 형성하는 단계
를 포함하는, 기판 상의 니켈-함유 필름의 증착 공정.
제4항에 있어서, 하나 이상의 반응물을 반응기 내로 도입하는 단계를 더 포함하는 공정.
제5항에 있어서, 반응물이 H₂, NH₃, SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, SiH₂Me₂, SiH₂Et₂, N(SiH₃)₃, 그의 수소 라디칼; 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 공정.
제5항에 있어서, 반응물이 O₂, O₃, H₂O, NO, N₂O, 그의 산소 라디칼; 및 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 공정.
제5항에 있어서, 니켈-함유 전구체 및 반응물이 실질적으로 동시에 반응기 내로 도입되고 반응기가 화학 기상 증착을 위해 구성된, 공정.
제8항에 있어서, 반응기가 플라즈마 강화 화학 기상 증착을 위해 구성된, 공정.
제5항에 있어서, 니켈-함유 전구체 및 반응물이 순차적으로 챔버 내로 도입되고 반응기가 원자층 증착을 위해 구성된, 공정.
제10항에 있어서, 반응기가 플라즈마 강화 원자층 증착을 위해 구성된, 공정.
제4항에 있어서, 니켈-함유 전구체가
η3-알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디트리메틸실릴아세트아미디네이트;
η3-알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트;
η3-알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디-n-프로필아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-디-tert부틸아세트아미디네이트;
η3-1-메틸알릴 N,N'-에틸,tert부틸아세트아미디네이트;
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η3-2-메틸알릴 N,N'-디메틸아세트아미디네이트;
η3-2-메틸알릴 N,N'-디에틸아세트아미디네이트;
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η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필구아니디네이트; 및
η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필포름아미디네이트
로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 공정.
제12항에 있어서, 니켈-함유 전구체가 η3-2-메틸알릴 N,N'-디이소프로필아세트아미디네이트인, 공정.
제13항에 있어서, 니켈-함유 필름을 어닐링하는 단계를 더 포함하는 공정.
제14항에 있어서, 어닐링된 니켈-함유 필름이 약 98 at% 내지 약 100 at% Ni를 함유하는, 공정.
제15항에 있어서, 어닐링된 니켈-함유 필름이 약 100 at% Ni 필름인, 공정.
제15항에 있어서, 어닐링된 니켈-함유 필름이 탄소 및 질소 각각을 약 0 at% 내지 약 1 at% 함유하는, 공정.
제14항의 공정에 의해 증착되는, 저항률이 약 7 μΩ·cm 내지 약 70 μΩ·cm인 니켈-함유 필름.