TW202306959A - 有機金屬化合物、其合成方法、包含其的氣相沉積前驅物及薄膜的製造方法 - Google Patents
有機金屬化合物、其合成方法、包含其的氣相沉積前驅物及薄膜的製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202306959A TW202306959A TW111119784A TW111119784A TW202306959A TW 202306959 A TW202306959 A TW 202306959A TW 111119784 A TW111119784 A TW 111119784A TW 111119784 A TW111119784 A TW 111119784A TW 202306959 A TW202306959 A TW 202306959A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- chemical formula
- carbon atoms
- aforementioned
- compound
- thin film
- Prior art date
Links
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002243 precursor Substances 0.000 title claims description 33
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims description 14
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 title claims description 9
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 70
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 37
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 29
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 15
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 10
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000005265 dialkylamine group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 7
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N o-toluidine Chemical compound CC1=CC=CC=C1N RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 6
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 6
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 2
- -1 carbon atoms Hydrocarbon Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- 238000000277 atomic layer chemical vapour deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 15
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 abstract description 15
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 13
- JDEJGVSZUIJWBM-UHFFFAOYSA-N n,n,2-trimethylaniline Chemical compound CN(C)C1=CC=CC=C1C JDEJGVSZUIJWBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 9
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 9
- UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N benzene-d6 Chemical compound [2H]C1=C([2H])C([2H])=C([2H])C([2H])=C1[2H] UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- LQLJZSJKRYTKTP-UHFFFAOYSA-N 2-dimethylaminoethyl chloride hydrochloride Chemical compound Cl.CN(C)CCCl LQLJZSJKRYTKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 125000006222 dimethylaminomethyl group Chemical group [H]C([H])([H])N(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WYURNTSHIVDZCO-SVYQBANQSA-N oxolane-d8 Chemical compound [2H]C1([2H])OC([2H])([2H])C([2H])([2H])C1([2H])[2H] WYURNTSHIVDZCO-SVYQBANQSA-N 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- YVHVGFSDGHMIIG-UHFFFAOYSA-N 2-(2-tert-butylsulfonylethynylsulfonyl)-2-methylpropane Chemical compound CC(C)(C)S(=O)(=O)C#CS(=O)(=O)C(C)(C)C YVHVGFSDGHMIIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OCWGRWAYARCRTQ-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n,n-dimethylpropan-1-amine;hydron;chloride Chemical compound Cl.CC(Cl)CN(C)C OCWGRWAYARCRTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAGSWDIQBBZLLL-UHFFFAOYSA-N 2-chloroethyl(diethyl)azanium;chloride Chemical compound Cl.CCN(CC)CCCl RAGSWDIQBBZLLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N N-Butyllithium Chemical compound [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N potassium tert-butoxide Chemical compound [K+].CC(C)(C)[O-] LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJGIVMDZOFCFET-UHFFFAOYSA-N CN(C=1C(=CC=CC1)C)C.CN(C1=C(C)C=CC=C1)C Chemical compound CN(C=1C(=CC=CC1)C)C.CN(C1=C(C)C=CC=C1)C GJGIVMDZOFCFET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VAUCILWNLYXVIS-UHFFFAOYSA-N [dimethyl-(trimethylsilylamino)silyl]methane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C.C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C VAUCILWNLYXVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000000058 cyclopentadienyl group Chemical group C1(=CC=CC1)* 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N endo-cyclopentadiene Natural products C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQOAQUXIUNVRQW-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC.CCCCCC JQOAQUXIUNVRQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 1
- 150000004993 o-toluidines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000005616 pyroelectricity Effects 0.000 description 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- YBRBMKDOPFTVDT-UHFFFAOYSA-N tert-butylamine Chemical compound CC(C)(C)N YBRBMKDOPFTVDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
Abstract
本發明係關於一種合成有機金屬化合物(特別是含稀土類金屬的有機金屬化合物)的方法及將所合成的有機金屬化合物進行沉積以製造優異特性的薄膜的方法。
Description
本發明係關於合成有機金屬化合物的方法及利用所獲得的有機金屬化合物製造薄膜的方法,前述有機金屬化合物能夠用作可藉由氣相沉積實現薄膜沉積的氣相沉積化合物,具體地,係關於一種合成有機金屬化合物的方法及利用所合成的有機金屬化合物形成薄膜的方法,前述有機金屬化合物可應用於原子層沉積法(Atomic Layer Deposition;ALD)或化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition;CVD),揮發性和熱穩定性優異,與反應氣體的反應性優異。
最近,由於半導體元件的密集封裝和細微化的通道長度,用作介電材料的氧化矽(SiO
2)正在被金屬閘極/高介電材料(High-k)電晶體取代。
特別是隨著元件尺寸極小化,要求開發高介電常數材料和可應用其的製程。
另一方面,高介電(High-k)物質需具有高帶隙和能帶偏移、高k值、對矽相的優異穩定性、最小的SiO
2界面層以及基材上的高品質界面。另外,較佳非晶態或高結晶溫度薄膜。
為了替代氧化矽而正在活躍研究並應用的典型高介電物質可以例如氧化鉿(HfO
2)等,特別是在10nm以下製程中,不斷要求新一代高介電物質,新一代高介電物質的有力備選例如稀土摻雜的氧化鉿等。
特別是含稀土類元素材料,作為用於先進的矽CMOS、鍺CMOS和III-V電晶體元件的有前途的高介電物質,據報道,基於其的新一代氧化物比傳統介電材料具有顯著的容量優勢。
另外,含稀土類元素材料有望應用於製造具有強鐵電性、熱電性、壓電性、電阻轉換等特性的鈣鈦礦材料。即,正在研究藉由使用有機金屬化合物前驅物的氣相沉積製程製造ABO
3形態鈣鈦礦,調節A、B陽離子(稀土類或過渡金屬)的類型或組分,賦予材料的介電性、電子傳輸性和氧離子傳輸率等多樣特性,以用於燃料電池、感測器、二次電池等多種工業領域。
此外,對於含稀土類元素材料,還在研究利用多層氧化物薄膜結構的優異耐水滲透性,用於封裝材料或用於實現新一代非揮發性記憶體。
但是,稀土類含有層依然難以沉積,因而一直在研究具有有利於沉積的多樣配位體的稀土類前驅物。
構成稀土類前驅物的配位體的代表性實例有醯胺(amide)、脒基(amidinate)、β-二酮基(β-Diketonate)、環戊二烯基(cyclopentadienyl,Cp)等化合物基團,這些前驅物具有熔點高、沉積溫度低、薄膜中雜質高、反應性較低等難以應用於實際製程的缺點。
結果,迫切要求開發一種用於含稀土類薄膜沉積的經改善的稀土類前驅物、稀土類前驅物的高效合成方法和應用所合成稀土類前驅物的沉積製程。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1: 美國授權專利第8871304號。
[技術問題]
因此,本發明用於解決先前技術中有機金屬化合物前驅物(特別是稀土類前驅物)的問題,目的在於提供一種熱穩定性和揮發性優異、與反應氣體的反應性優異的有機金屬化合物前驅物化合物。
另外,本發明旨在提供一種用於高效合成前述有機金屬化合物前驅物化合物的方法和利用所合成的有機金屬化合物前驅物化合物的薄膜製造方法。
但是,本發明要解決的課題不限於以上提及的課題,未提及的其他課題是所屬技術領域中具有通常知識者可以從以下記載明確理解的。
[技術方案]
本發明的一個態樣提供一種合成有機金屬化合物的方法,包括使下述化學式1的化合物與下述化學式2的化合物反應以合成下述化學式3的化合物的步驟。
[化學式1]
ML
3[化學式2]
[化學式3]
在前述化學式1至3中,
M為稀土類元素,
L為選自包括矽烷胺(silyl amine)基、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烷基(alkyl)基、碳原子數2至10的二烷基胺(dialkylamine)、碳原子數1至4的醇鹽(alkoxide)基及包括一個以上芳族環的反應基的組的任一種,
R
1至R
3各自獨立地為氫、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烴,
x為1至3的整數。
本發明另一態樣提供一種以下述化學式3表示的有機金屬化合物。
[化學式3]
在前述化學式3中,
M為稀土類元素,
L為選自包括矽烷胺(silyl amine)基、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烷基(alkyl)基、碳原子數2至10的二烷基胺(dialkylamine)基、碳原子數1至4的醇鹽(alkoxide)基及包括一個以上芳族環的反應基的組的任一種,
R
1至R
3各自獨立地為氫、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烴,
x為1或2。
本發明又一態樣提供一種包含前述有機金屬化合物中任一種以上的沉積前驅物。
本發明再一態樣提供一種薄膜的製造方法,包括將前述氣相沉積前驅物導入腔室的步驟。
[發明功效]
本發明的合成有機金屬化合物的方法具有能夠高效合成有機金屬化合物的效果。
另外,使用以本發明的合成有機金屬化合物的方法所合成的有機金屬化合物來製造薄膜,具有提供優異特性的薄膜的效果。
以本發明薄膜的製造方法製造的優異特性的薄膜,可以應用於多種電子裝置的介電材料(特別是高K/金屬閘極、DRAM電容器)、鈣鈦礦材料、顯示裝置、新一代記憶體等。
下面藉由本發明的具體實施例,更詳細描述發明的作用和效果。不過,這種實施例只不過是作為發明示例而提出的,本發明的申請專利範圍並不由此限定。
在此之前,本說明書及申請專利範圍中使用的術語或詞語,不得限定為通常的或詞典的意義進行解釋,應立足於「發明人為了以最佳方法描述其自身的發明而可以適當地定義術語的概念」的原則,只解釋為符合本發明的技術思想的意義和概念。
因此,本說明書中記載的實施例的構成只不過是本發明最佳的一個實施例,並不全部代表本發明的技術思想,因此應理解為在本發明時間點會存在可以替代它們的多樣均等物和變形例。
只要上下文未明確表示不同,本說明書中使用的單數的表達包括複數的表達。在本說明書中,應理解為「包括」、「具備」或「具有」等術語係指定存在實施的特徵、數字、步驟、構成要素或它們的組合,不預先排除存在或附加一個或其以上的其他特徵、數字、步驟、構成要素或它們的組合的可能性。
本發明一個態樣的合成有機金屬化合物的方法可以包括:使化學式1的化合物與化學式2的化合物反應以合成化學式3的化合物的步驟。
[化學式1]
ML
3[化學式2]
[化學式3]
在前述化學式1至化學式3中,
M為稀土類元素,
L為選自包括矽烷胺(silyl amine)基、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烷基(alkyl)基、碳原子數2至10的二烷基胺(dialkylamine)基、碳原子數1至4的醇鹽(alkoxide)基及包括一個以上芳族環的反應基的組的任一種,
R
1至R
3各自獨立地為氫、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烴,
x為1至3的整數。
作為用於前述化學式1與化學式2反應的溶劑,可以使用甲苯(toluene),反應溫度可以為18℃~75℃。特別是反應溫度可以為常溫或約70℃。
在一個實現例中,前述稀土類元素可以為鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑 (Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)或鑥(Lu)中任一種,
前述稀土類元素較佳地,可以為鑭(La)。
在一個實現例中,L可以為選自由六甲基二矽氮烷(bis(trimethylsilyl)amine;BTSA)、未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的苄基(benzyl),及未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的鄰甲苯胺(o-toluidine)構成的組的任一種。
在一個實現例中,前述化學式1的化合物可以以下述化學式1-1或下述化學式1-2表示。
[化學式1-1]
[化學式1-2]
在前述化學式1-1和前述化學式1-2中,
M為鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)或鑥(Lu)中任一種。
另外,前述化學式2的化合物可以為但不限於NHtBuCH
2CH
2NMe
2,NHtBuCH(Me)CH
2NMe
2或NHtBuCH
2CH
2NEt
2(tBu代表tert-butyl(第三丁基),Me代表甲基,Et代表乙基)。
本發明另一態樣的有機金屬化合物可以以下述化學式3表示。
[化學式3]
在前述化學式3中,
M為稀土類元素,
L為選自包括矽烷胺(silyl amine)基、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烷基(alkyl)基、碳原子數2至10的二烷基胺(dialkylamine)基、碳原子數1至4的醇鹽(alkoxide)基及包括一個以上芳族環的反應基的組的任一種,
R
1至R
3各自獨立地為氫、碳原子數1至4的直鏈或支鏈型烴,
x為1或2。
在一個實現例中,前述稀土類元素可以為鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑 (Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和鑥(Lu)中任一種,L可以為選自由六甲基二矽氮烷(bis(trimethylsilyl)amine)、未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的苄基(benzyl),及未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的鄰甲苯胺(o-toluidine)構成的組的任一種。
前述化學式3的化合物可以根據前述合成有機金屬化合物的方法合成。
本發明又一態樣提供一種包含前述化合物的沉積前驅物,較佳地,提供一種氣相沉積前驅物。
本發明再一態樣的薄膜的製造方法可以包括將前述氣相沉積前驅物導入腔室的步驟。將前述氣相沉積前驅物導入腔室的步驟可以包括物理吸附、化學吸附、或物理和化學吸附的步驟。
在一個實現例中,前述薄膜的製造方法可以包括原子層沉積法(Atomic Layer Deposition;ALD)或化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition;CVD)。
前述薄膜的製造方法可以包括但不限於有機金屬化學氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition;MOCVD)、低壓化學氣相沉積(Low Pressure Chemical Vapor Deposition;LPCVD)、脈衝直流化學氣相沉積法(P-CVD)、電漿強化原子層沉積法(PE-ALD)或它們的組合。
在一個實現例中,前述薄膜的製造方法可以進一步包括:作為反應氣體,注入含氧(O)原子化合物、含氮(N)原子化合物、含碳(C)原子化合物和含矽(Si)原子化合物中任一種以上的步驟。
在一個實現例中,前述反應氣體可以為選自氧氣(O
2)、臭氧(O
3)、水(H
2O)、過氧化氫(H
2O
2)、氮氣(N
2)、氨氣(NH
3)和聯氨(N
2H
4)中的任一種以上。
即,當所希望的含稀土類薄膜含有氧時,反應氣體可以選自但不限於氧氣(O
2)、臭氧(O
3)、水(H
2O)、過氧化氫(H
2O
2)和它們的任意組合。
當所希望的含稀土類薄膜含有氮時,反應氣體可以選自但不限於氮氣(N
2)、氨氣(NH
3)和聯氨(N
2H
4)和它們的任意組合。
另外,所希望的含稀土類薄膜亦可以含有其他金屬。
下面利用實施例更具體描述本發明,但本發明不限於此。
[實施例1]配位體的製造
將1 eq的2-氯-N,N-二甲基乙胺鹽酸鹽(2-Chloro-N,N-dimethylethylamine hydrochloride)緩慢溶解於100 mL的水中,在0℃下緩慢添加1 eq的NaOH水溶液。然後在相同溫度下,利用滴液漏斗(dropping funnel)緩慢加入4 eq的第三丁胺(t-butylamine),在室溫下攪拌隔夜。反應完成後,加入1 eq的NaOH並進一步攪拌,利用己烷(hexane)溶劑萃取。將有機層利用MgSO
4去除水後,常壓下去除溶劑並進行純化。合成的NHtBuCH
2CH
2NMe
2為無色液體,合成產率為30%。
所獲得NHtBuCH
2CH
2NMe
2的化學結構式和NMR測量結果如下。
[NHtBuCH
2CH
2NMe
2的化學結構式]
1H-NMR(400MHz,苯-D6):
δ 1.06(s,9H),2.06(s,6H),2.33(t,2H),2.56(t,2H)
NHtBuCH(Me)CH
2NMe
2配位體的製造
除使用二甲胺基異丙基氯鹽酸鹽(Dimethylaminoisopropyl chloride hydrochloride)取代2-氯-N,N-二甲基乙胺鹽酸鹽(2-Chloro-N,N-dimethylethylamine hydrochloride)之外,以與
NHtBuCH
2CH
2NMe
2配位體製造相同的方式進行反應。所合成的NHtBuCH(Me)CH
2NMe
2為無色液體,合成產率為72%。
所獲得的NHtBuCH(Me)CH
2NMe
2的化學結構式和NMR測量結果如下。
[NHtBuCH(Me)CH
2NMe
2的化學結構式]
1H-NMR(400MHz,苯-D6):
δ 0.79(d,3H),1.09(s,9H),2.07(s,6H),2.40(dd,1H),2.51(dd,1H),2.69(m,1H)
NHtBuCH
2CH
2NEt
2配位體的製造
除使用2-氯-N,N-二乙基乙胺鹽酸鹽(2-Chloro-N,N- diethylethylamine hydrochloride)取代2-氯-N,N-二甲基乙胺鹽酸鹽(2-Chloro-N,N-dimethylethylamine hydrochloride)之外,以與
NHtBuCH
2CH
2NMe
2配位體製造相同的方式進行反應。所合成的NHtBuCH
2CH
2NEt
2為無色液體,合成產率為80%。
所獲得的NHtBuCH
2CH
2NEt
2的化學結構式和NMR測量結果如下。
[NHtBuCH
2CH
2NEt
2的化學結構式]
1H-NMR(400MHz,苯-D6):
δ 0.96 (t,6H),1.09(s,9H),2.40(q,4H),2.50(t,2H),2.59(t,2H)
[實施例2]三烷基鑭的製造
[實施例2-1] La(N,N-二甲基鄰甲苯胺)
3的製造
K(N,N-二甲基鄰甲苯胺)合成
在冰浴下,在盛有1 eq的KOtBu的燒瓶中加入溶劑THF,再加入1 eq的N,N-二甲基鄰甲苯胺(N,N- dimethyl-o-toluidine)。在-78℃下,利用滴液漏斗(dropping funnel)加入1eq的nBuLi。攪拌2小時後,減壓獲得固體。將所獲得的固體重新溶解於甲苯後過濾,再將過濾物減壓。對所獲得的固體進行乾燥,合成了K(N,N-dimethyl-o-toluidine)。所合成的K(N,N- dimethyl-o-toluidine)為深紅色固體,合成產率為100%。
所合成的K(N,N-dimethyl-o-toluidine)的NMR測量結果如下所示。
1H-NMR(400MHz,THF-d8): δ 1.83(s,1H),2.42(s,1H),2.50(s,6H),4.91(t,1H),5.89(d,1H),5.96(t,1H),6.08(d,1H)
La(N,N-二甲基鄰甲苯胺)
3合成
在冰浴下,在盛有1 eq的LaBR
3THFx的燒瓶中加入溶劑THF,再緩慢加入所合成的1 eq的K(N,N-二甲基鄰甲苯胺)。攪拌1小時後減壓去除溶劑。重新溶解於甲苯(toluene)後,利用過濾器去除沉澱物。再將濾液減壓,獲得了La(N,N-二甲基鄰甲苯胺)
3。
所合成的La(N,N-二甲基鄰甲苯胺)
3為黃色固體,合成產率為38%。
所合成的La(N,N-二甲基鄰甲苯胺)
3的化學結構式和NMR測量結果如下。
[La(N,N-二甲基鄰甲苯胺)
3的化學結構式]
1H-NMR(400MHz,C6D6):
δ 2.05(s,8H),6.51(t,1H),6.9(m 3H)
[實施例2-2] La(苄基)
3的製造
K(苄基)合成
在冰浴下,在盛有1 eq的KOtBu的燒瓶中加入溶劑THF,再加入1 eq的甲苯(toluene)。在-78℃下,利用滴液漏斗(dropping funnel)加入1 eq的nBuLi。攪拌2小時後,減壓獲得固體。利用己烷(hexane)多次沖洗獲得的固體後乾燥,合成了K(苄基)。所合成的K(苄基)為紅色固體,合成產率為95%。
所合成的K(苄基)的NMR測量結果如下。
1H-NMR(400MHz,THF-d8): δ 2.18(s,2H),4.65(t,1H),5.50(d,2H),5.98(t,2H)
La(苄基)
3合成
在冰浴下,在盛有1 eq的LaBR
3THF
x的燒瓶中加入溶劑THF,緩慢加入所合成的1 eq的K(苄基)。攪拌1小時後過濾,去除產生的沉澱物。再將濾液減壓,獲得了La(苄基)
3。所合成的La(苄基)
3為深紅色固體,合成產率為47%。
所合成的La(苄基)
3的化學結構式和NMR測量結果如下。
[La(苄基)
3的化學結構式]
1H-NMR(400MHz,C6D6):
δ 1.25 (s,2H),5.78(s,2H),6.06(t,1H),6.66(t,2H)
在室溫下,在盛有1 eq的實施例2-1的La(N,N-dimethyl-o-toluidine)
3或實施例2-2的La(苄基)
3的燒瓶中加入溶劑甲苯(Toluene),然後加入3 eq的實施例1的NHtBuCH
2CH
2NMe
2,在室溫下攪拌隔夜。反應完成後,減壓濃縮,在110℃、56 m托下昇華純化,獲得了La(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)
3。所合成的La(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)
3為象牙色固體,合成產率為15%。
所合成的La(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)
3的化學結構式和NMR測量結果如下。
[La(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)
3的化學結構式]
在前述La(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)
3的化學結構式中,tBu為第三丁基(tert-butyl)。
1H-NMR(400MHz,C6D6):
δ 1.42(s,27H),2.1(s,18H),2.54(t,6H),3.16(t,6H)
在盛有1 eq的La(btsa)
3的燒瓶中加入溶劑甲苯(Toluene)後,加入1 eq的實施例1的NHtBuCH
2CH
2NMe
2。在70℃下加熱隔夜。反應完成後減壓濃縮,在110℃、56m托下昇華純化,獲得了La(btsa)2(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)。
所合成的La(btsa)2(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)為象牙色固體,合成產率為76%。
所合成的La(btsa)2(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)的化學結構式和NMR測量結果如下。
[La(btsa)2(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)的化學結構式]
在前述La(btsa)2(NHtBuCH
2CH
2NMe
2)的化學結構式中,BTSA為六甲基二矽氮烷(bis(trimethylsilyl)amine),tBu為第三丁基(tert-butyl)。
1H-NMR(400MHz,THF-d8):
δ 0.15(s,36H),1.23(s,9H),2.48(s,6H),3.03(t,2H),3.09(t,2H)
[實驗例]
實施例3和實施例4的化合物的熱重分析結果參見圖1。
根據熱重分析結果,重量減半的溫度[T1/2]測量顯示,實施例3的化合物為243℃,實施例4的化合物為257℃。
另外,400℃下的殘留物量測量顯示,實施例3的化合物為44重量%,實施例4的化合物為29.4重量%。
[製造例1]
交互使用本發明實施例3和實施例4合成的前驅物與反應物O
3,在基板上沉積稀土類薄膜。本實驗使用的基板為p-型Si晶片,電阻為0.02Ω·m。在沉積之前,p-型Si晶片在丙酮-乙醇-去離子水(DI water)中分別超聲波處理(Ultra sonic)各10分鐘以進行清洗。在Si晶片上形成的自然氧化物薄膜,在HF 10%(HF:H
2O=1:9)的溶液中浸泡10秒後去除。
基板保持150-450℃溫度備用,使前述實施例3和實施例4的前驅物在保持90-150℃溫度的鼓泡器(bubbler)中氣化。
作為吹掃(purge)氣體,供應氬(Ar)以吹掃殘留在沉積腔室中的前驅物和反應氣體,氬的流速為1000sccm。反應氣體採用濃度為224 g/cm3的臭氧(O
3),藉由調節氣動閥的開/關(on/off)注入各反應氣體,在製程溫度下成膜。
ALD循環依次包括10/15秒的前驅物脈衝、10秒的氬氣吹掃、2/5/8/10秒的反應物脈衝和10秒的氬氣吹掃。沉積腔室壓力調節為1-1.5托,沉積溫度調節為150-450℃。
可以確認使用實施例3和實施例4的化合物作為前驅物而形成氧化鑭薄膜。
[製造例2]
使用本發明實施例3和實施例4中合成的前驅物,藉由化學氣相沉積法製造了含有稀土類元素的薄膜。準備含有實施例3和實施例4中合成的前驅物的起始前驅物溶液(starting precursor solution)。
將該起始前驅物溶液以0.1cc/min的流速輸送到溫度保持在90-150℃的氣化器中。使用50至300sccm的氦載氣將汽化的前驅物輸送到沉積腔室。反應氣體使用氫氣(H2)和氧氣(O
2),並分別以0.5 L/min(0.5pm)的流速供應到沉積腔室。沉積腔室的壓力調節為1至15托,沉積溫度調節為150-450℃。在這種條件下進行約15分鐘的沉積製程。
可以確認能夠使用實施例3和實施例4的化合物作為前驅物形成氧化鑭薄膜。
藉由上述薄膜製造,可以確認實施例3和實施例4合成的稀土類前驅物可以藉由CVD以及ALD形成優異性能的薄膜。
即,可以製造具有均一特性的薄膜,並且可以確保優異的薄膜特性、厚度和錯層被覆性。
與前述詳細描述相比,本發明的範圍由後述申請專利範圍所代表,申請專利範圍的意義和範圍以及從其均等概念導出的所有變更或變形的形態應解釋為包含於本發明的範圍。
無
圖1係本發明實施例3和實施例4的化合物的熱重(Thermogravimetric;TG)分析結果圖表。
Claims (11)
- 如請求項1所述之合成有機金屬化合物的方法,其中, 前述稀土類元素為鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鑥(Lu)中任一種。
- 如請求項1所述之合成有機金屬化合物的方法,其中, L為選自由六甲基二矽氮烷、未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的苄基、及未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的鄰甲苯胺構成的組的任一種。
- 如請求項5所述之有機金屬化合物,其中,在前述化學式3中, 前述稀土類元素為鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑 (Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩 (Tm)、鐿(Yb)及鑥(Lu)中任一種, L為選自由六甲基二矽氮烷、未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的苄基、及未取代或被碳原子數1至3的一個以上烷基取代的鄰甲苯胺構成的組的任一種。
- 一種包含如請求項5或6所述之有機金屬化合物中任一種以上的氣相沉積前驅物。
- 一種薄膜的製造方法,包括將如請求項7所述之氣相沉積前驅物導入腔室的步驟。
- 如請求項8所述之薄膜的製造方法,其中,前述薄膜的製造方法包括原子層沉積法或化學氣相沉積法。
- 如請求項8所述之薄膜的製造方法,其進一步包括:作為反應氣體,注入含氧(O)原子化合物、含氮(N)原子化合物、含碳(C)原子化合物和含矽(Si)原子化合物中任一種以上的步驟。
- 如請求項10所述之薄膜的製造方法,其中,前述反應氣體為選自氧氣(O 2)、臭氧(O 3)、水(H 2O)、過氧化氫(H 2O 2)、氮氣(N 2)、氨氣(NH 3)和聯氨(N 2H 4)中的任一種以上。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210072719A KR102569201B1 (ko) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 유기 금속 화합물 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법 |
KR10-2021-0072719 | 2021-06-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202306959A true TW202306959A (zh) | 2023-02-16 |
TWI828165B TWI828165B (zh) | 2024-01-01 |
Family
ID=84324440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW111119784A TWI828165B (zh) | 2021-06-04 | 2022-05-27 | 有機金屬化合物、其合成方法、包含其的氣相沉積前驅物及薄膜的製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102569201B1 (zh) |
TW (1) | TWI828165B (zh) |
WO (1) | WO2022255837A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003033545A2 (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-24 | Dow Global Technologies Inc. | Metal complex compositions and their use as catalysts to produce polydienes |
KR20100016477A (ko) * | 2007-04-12 | 2010-02-12 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | Ald/cvd용의 지르코늄, 하프늄, 티타늄 및 규소 전구체 |
WO2012060428A1 (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 宇部興産株式会社 | (アミドアミノアルカン)金属化合物、及び当該金属化合物を用いた金属含有薄膜の製造方法 |
JP7026683B2 (ja) * | 2016-11-08 | 2022-02-28 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | シクロペンタジエニル配位子を含む金属錯体 |
JP7378267B2 (ja) * | 2018-11-12 | 2023-11-13 | 東ソー株式会社 | コバルト錯体、その製造方法、及びコバルト含有薄膜の製造方法 |
KR102138707B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-07-28 | 주식회사 한솔케미칼 | 희토류 전구체, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법 |
-
2021
- 2021-06-04 KR KR1020210072719A patent/KR102569201B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-05-27 TW TW111119784A patent/TWI828165B/zh active
- 2022-06-03 WO PCT/KR2022/007918 patent/WO2022255837A1/ko active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022255837A1 (ko) | 2022-12-08 |
KR102569201B1 (ko) | 2023-08-23 |
KR20220164225A (ko) | 2022-12-13 |
TWI828165B (zh) | 2024-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6596737B2 (ja) | アミドイミン配位子を含む金属複合体 | |
KR101656890B1 (ko) | 원자 층 증착(ald) 공정을 사용하는 기재 위 티타늄-함유 층 제조 방법 | |
KR20150139628A (ko) | 하프늄과 지르코늄계 전구체를 이용한 원자층 증착에 의한 박막의 제조 방법 | |
KR102470237B1 (ko) | 사이클로펜타디에닐 리간드를 포함하는 금속 착화합물 | |
KR102138707B1 (ko) | 희토류 전구체, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법 | |
TWI828165B (zh) | 有機金屬化合物、其合成方法、包含其的氣相沉積前驅物及薄膜的製造方法 | |
TWI822465B (zh) | 使用有機金屬化合物製備薄膜的方法及由其製備的薄膜 | |
TWI831079B (zh) | 稀土前驅體、製備其的方法和使用其形成薄膜的方法 | |
KR20220058190A (ko) | 3족 금속 전구체 및 금속 함유 박막 | |
US20220145461A1 (en) | Rare earth precursor, method of preparing the same, and method of forming thin film using the same | |
KR102621779B1 (ko) | 박막 증착을 위한 니오비움 전구체 화합물 및 이를 이용한 니오비움 함유 박막의 형성 방법 | |
CN114746573B (zh) | 用于选择性形成含金属膜的化合物及方法 | |
TWI846016B (zh) | 含有環戊二烯配位基之金屬錯合物以及形成含金屬之膜之方法 | |
KR20230089234A (ko) | 몰리브데넘 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 박막 증착용 조성물 | |
KR20230050655A (ko) | 할로겐을 포함하지 않는 텅스텐 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법 | |
KR20160007187A (ko) | 붕소함유 전구체, 이를 포함하는 붕소함유 조성물 및 이를 포함하는 붕소함유 박막 |