TW202342488A - 用於薄膜沉積的有機金屬化合物及使用該化合物形成含第4族金屬的薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
根據本公開的示例，有機金屬化合物由下式1表示，其在沉積含第4族金屬的薄膜時用作前體，以提供高質量的含第4族金屬的薄膜。
在式1中，M為Zr或Hf，R
1選自具有2至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，R
2為具有1至3個碳原子的直鏈烷基，並且R
1和R
2彼此不同。
Description
本公開涉及第4族有機金屬化合物及用於使用該化合物形成含第4族金屬的薄膜的方法，更具體地，涉及用作薄膜沉積前體並且具有改進的熱穩定性的第4族有機金屬化合物，以及用於使用該化合物形成含第4族金屬的薄膜的方法。
由於電子技術的發展，對各種電子設備中使用的電子元件的小型化和重量減輕的需求正在迅速增加。因此，已經提出了用於形成小型化電子元件的各種物理和化學沉積方法。正在積極進行藉由這種沉積方法形成各種類型的金屬薄膜(例如金屬薄膜、金屬氧化物薄膜和金屬氮化物薄膜)並由此製造各種半導體元件的研究。在半導體元件的製造中，通常使用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)或原子層沉積(ALD)製程形成含金屬薄膜。由於ALD製程執行自限制反應，因此臺階覆蓋率優於MOCVD製程的臺階覆蓋率，並且由於ALD過程是相對低溫的製程，因此其具有避免由於熱擴散而導致的元件特性劣化的優點。
為了藉由MOCVD或ALD製程形成高質量的含金屬薄膜，前體化合物應在低溫下具有高蒸汽壓，以便其可以容易地輸送到反應室，而不會在加熱蒸發過程中分解。此外，優選的是，前體化合物具有足夠的熱穩定性，使得其可以在從低溫到高溫的寬沉積溫度範圍內使用，並且具有低黏度的液態以便於處理和沉積製程。
同時，三(二甲基氨基)環戊二烯基鋯(IV) [CpZr(NMe
2)
3]作為一種熟知的第4族有機金屬前體在室溫下是液體並且具有高蒸汽壓。然而，這存在的問題在於沉積製程溫度受限，並且在沉積製程中產生副反應物。因此，存在的問題在於即使使用ALD製程(其是具有相對優異的臺階覆蓋率的沉積方法)，臺階覆蓋率也較低。此外，由於熱穩定性差，在沉積期間發生熱分解，使得難以形成高質量的鋯薄膜。
本公開的目的是提供一種第4族有機金屬化合物，其在室溫下為液體，在低溫下具有高蒸汽壓，使得其具有便於處理和沉積製程的優點，並且能夠形成高質量的含金屬薄膜。
此外，本公開的另一個目的是提供一種用於薄膜沉積的前體組合物，該前體組合物能夠使用有機金屬化合物形成具有均勻膜質量和高密度的高質量含第4族金屬的薄膜；以及一種用於使用該前體合物形成含第4族金屬的薄膜的方法。
本公開的任務不限於上述任務，本領域技術人員將從以下描述中清楚地理解未提及的其他任務。
根據本公開的一個示例的有機金屬化合物可以由式1表示。
[式1]
在式1中，M為Zr或Hf，R
1選自具有2至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，R
2為具有1至3個碳原子的直鏈烷基，並且R
1和R
2彼此不同。
根據本公開的一個示例的用於形成含第4族金屬的薄膜的方法包括以下步驟：使用由上述式1表示的有機金屬化合物作為前體，藉由金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)製程或原子層沉積(ALD)製程在襯底上沉積薄膜。
其他示例的細節包括在詳細描述和附圖中。
根據本公開的一個示例的有機金屬化合物在室溫下以液態存在，從而具有便於儲存和處理的優點。
此外，根據本公開的一個示例的有機金屬化合物具有優異的揮發性，從而具有在薄膜沉積期間促進有機金屬化合物轉移和供應到反應室的優點。
此外，根據本公開的一個示例的有機金屬化合物包括在環戊二烯基上不對稱二取代的取代基，從而具有優異的結構和熱穩定性的優點。因此，當使用它作為前體來沉積薄膜時，可以獲得含第4族金屬的薄膜，其具有均勻的膜質量同時減少殘留物含量，因為配體容易被去除而沒有熱分解。
此外，根據本公開的一個示例的有機金屬化合物具有使薄膜能夠在從低溫到高溫的寬溫度範圍內進行穩定沉積的優點。
根據本公開的效果不受上面舉例說明的內容的限制，並且在本公開中包括更多的各種效果。
參考以下結合附圖詳細描述的示例，本公開的優點和特徵以及實現它們的方法將變得清楚。然而，本公開不限於以下公開的示例，而是將以各種不同的形式實現，只有這些示例使本公開的公開完整，並且提供這些示例是為了將本發明的範圍完全告知於具有本公開所屬領域的公知常識的人員，並且本公開僅由請求項的範圍來限定。
在描述本公開時，如果確定相關已知技術的詳細描述可能不必要地模糊本公開的主題，則將省略該詳細描述。當使用本公開中提到的“包括”、“具有”、“組成”等時，除非使用“僅”，否則可以添加其他部分。在組分以單數表示的情況下，除非另有特別說明，否則包括包含複數的情況。
在解釋組分時，即使沒有單獨的明確描述，也會被解釋為包括誤差範圍。
在本申請的整個說明書中，術語“室溫”意指15℃至30℃的溫度。
在本申請的整個說明書中，化合物的氫原子可以被選自作為同位素的輕氫、氘和氚中的一個取代。
在本申請的整個說明書中，除非另有說明，否則百分比按重量計。
根據本申請的一個示例的有機金屬化合物可以由下式1表示。
[式1]
在式1中，M可以是鋯(Zr)或鉿(Hf)。
在式1中，R
1可以選自具有2至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，R
2可以是具有1至3個碳原子的直鏈烷基。在這種情況下，在用於形成含第4族金屬的薄膜的沉積製程中容易地去除配體，使得殘留物含量減少，可以相應獲得高質量的薄膜。
在根據式1的有機金屬化合物中，基於與環戊二烯結構中的金屬元素(M)鍵合的碳，取代基R
1在環戊二烯的鄰位被取代，並且取代基R
2在對位被取代。此外，在式1中，R
1和R
2彼此不同。相應地，根據式1的有機金屬化合物具有不對稱結構，其中與環戊二烯鍵合的取代基的位置和類型不同。
如上所述，由於取代基R
1和R
2在環戊二烯基中不對稱取代，因此式1的化合物即使在低溫下也表現出高蒸汽壓的特性。在MOCVD或ALD期間，有機金屬化合物被蒸發並供應到反應室。由式1表示的有機金屬化合物具有優異的揮發性，因為與環戊二烯鍵合的取代基是不對稱取代的，因此，其優點在於有機金屬化合物在沉積製程期間易於轉移並供應到反應室。
此外，不對稱二取代的環戊二烯配體可以更容易地藉由取代基向金屬原子提供電子，因此，式1的有機金屬化合物具有結構和熱穩定的優點。當有機金屬化合物的結構和熱穩定性惡化時，其黏度在蒸發器中對其蒸發的過程中增加。因此，在將氣態有機金屬化合物轉移和供應到反應室中可能存在困難，並且薄膜的質量可能劣化。如上所述，由式1表示的有機金屬化合物具有結構和熱穩定性。因此，在為了沉積製程的目的而在蒸發器中蒸發有機金屬化合物的過程中，它可以在不被熱分解的情況下進行蒸發。
此外，由於式1的有機金屬化合物具有優異的熱穩定性，因此其具有能夠在從低溫到高溫的寬溫度範圍內進行沉積的優點。此外，在沉積製程中配體被去除時生成的殘留物量可以減少。因此，可以形成具有低殘留物含量和高密度的高質量的含第4族金屬的薄膜。
此外，式1的有機金屬化合物在室溫下以液態存在。因此，具有便於存儲和處理的優點。
與上述描述不同，當取代基R
1和R
2相同並且它們被取代的位置形成對稱結構時，有機金屬化合物可能在室溫下不作為液體存在，但可能被固化，或者有機金屬化合物的蒸發可能存在困難。在這種情況下，存在的問題在於，藉由沉積製程形成的薄膜的厚度或物理特性不均勻，並且薄膜的質量惡化。
環戊二烯取代基不存在任何問題。然而，在現有前體結構中具有對稱配體的情況下，存在有機金屬化合物有時變成固體或不能很好地蒸發的情況。
例如，式1中的R
1可以選自具有3至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，並且R
2可以是甲基。在這種情況下，當使用式1的有機金屬化合物作為前體，藉由沉積製程形成薄膜時，可以獲得高質量的含第4族金屬的薄膜，其在結構穩定性和熱穩定性方面都優異，並且具有低殘留物含量和高密度。
更具體地，由式1表示的有機金屬化合物可以是由下式2表示的有機鋯化合物或由下式3表示的有機鉿化合物。
[式2] [式3]
鋯(Zr)和鉿(Hf)是第4族金屬元素並且具有優良的物理特性，但鋯與鉿相比具有供應穩定且價格低廉的優點。因此，由式2表示的有機鋯化合物與由式3表示的有機鉿化合物相比具有製備成本更低且更易於製備的優點。
根據本公開的一個示例的有機金屬化合物在結構穩定性和熱穩定性方面都優異。因此，根據本公開的一個示例的有機金屬化合物可以用作用於沉積含第4族金屬的薄膜的前體。
在下文中，將描述根據本公開的一個示例的用於形成含第4族金屬的薄膜的方法。
根據本公開的一個示例的用於形成含第4族金屬的薄膜的方法包括使用由式1表示的有機金屬化合物作為前體，藉由沉積製程在襯底上沉積薄膜的步驟。如果需要，可以將有機金屬化合物溶解在溶劑中並使用。
例如，沉積製程可以是金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)製程或原子層沉積(ALD)製程。
例如，沉積製程可以在200℃至400℃的溫度範圍內進行。在這種情況下，可以藉由去除配體同時使殘留物含量最小化來形成高質量的含第4族金屬的薄膜。
沉積薄膜的步驟包括將由式1表示的有機金屬化合物轉移到其上安裝有襯底的反應室的步驟。
例如，可以藉由鼓泡法、氣相質量流量控制器法、直接氣體注入(DGI)法、直接液體注入(DLI)法、將其溶解在有機溶劑中並轉移的液體轉移法等將式1的有機金屬化合物供應到襯底上，但不限於此。
如有必要，可將有機金屬化合物與載氣或稀釋氣體一起供應。載氣與有機金屬化合物沒有反應性，並且比有機金屬化合物輕，以容易地將蒸發的有機金屬化合物轉移到襯底。稀釋氣體由於其與有機金屬化合物的非反應性而不引起副反應，並且可以藉由控制其流速來容易地控制反應，例如薄膜的每個循環的生長。例如，載氣和稀釋氣體中的每一種可以是選自氬(Ar)、氮(N
2)、氦(He)和氫(H
2)中的一種或多種。
例如，將有機金屬化合物與含有選自氬(Ar)、氮(N
2)、氦(He)和氫(H
2)中的一種或多種的載氣或稀釋氣體混合，從而可以藉由鼓泡法或直接氣體注入法將其轉移到襯底上。
沉積薄膜的步驟可以包括供應反應氣體的步驟。
例如，當要製造第4族金屬氧化物薄膜時，可以供應含氧的反應氣體。例如，含氧的反應氣體可以包括選自水蒸汽(H
2O)、氧(O
2)、臭氧(O
3)和過氧化氫(H
2O
2)中的一種或多種。這種反應氣體在薄膜沉積製程中與有機金屬化合物反應，以允許形成第4族金屬氧化物薄膜。
作為另一個示例，當要製造第4族金屬氮化物薄膜時，可以供應含氮的反應氣體。例如，含氮的反應氣體可以包括選自氨(NH
3)、肼(N
2H
4)、一氧化二氮(N
2O)和氮(N
2)中的一種或多種。這種反應氣體在薄膜沉積製程中與有機金屬化合物反應，以允許形成第4族金屬氮化物薄膜。
在將式1的有機金屬化合物供應到襯底上之後，當熱能、等離子體、電偏壓等被施加到襯底時，包括在有機金屬化合物中的配體被分解，以在襯底上形成含第4族金屬的薄膜。
當形成具有所需厚度的薄膜時，可以包括藉由將諸如氬氣(Ar)、氮氣(N
2)、氦氣(He)和/或氫氣(H
2)之類的惰性氣體吹掃到反應室中來去除還未反應的有機金屬化合物的步驟。
根據本公開的一個示例的有機金屬化合物在環戊二烯結構中包括不對稱二取代的取代基，因此具有優異的結構穩定性和熱穩定性。因此，使用有機金屬化合物作為前體，藉由MOCVD製程或ALD製程形成的含第4族金屬的薄膜具有優異的臺階覆蓋率，從而具有在具有均勻膜厚度的同時具有高密度的優點。
此外，有機金屬化合物在室溫下以液態存在，因此易於處理，不熱分解，並且易於揮發，從而具有易於轉移和供應到室進行薄膜沉積的優點。
此外，在薄膜沉積製程期間，有機金屬化合物的配體很容易被去除，從而具有大大降低薄膜中殘留物含量的優點。
此外，由於有機金屬化合物具有優異的熱穩定性，因此當形成薄膜時，其優點在於可以在從低溫到高溫的寬沉積溫度範圍內穩定地形成薄膜。
此外，根據本公開的一個示例獲得的含第4族金屬的薄膜具有優異的膜質量，因此可以用於半導體器件的柵極介電膜、電容器介電膜等。
在下文中，將藉由以下實施例更詳細地描述根據本公開的有機金屬化合物和使用該有機金屬化合物形成的含第4族金屬的薄膜。然而，這僅僅是為了幫助理解本公開，並且本公開不限於以下實施例。
[實施例1]
1. [
nPrMe(η-C
5H
5)]的製備
在將40 g (0.25 mol)的甲基環戊二烯二聚體放入火焰乾燥的250 mL Schlenk燒瓶中後，將其加熱至180℃並攪拌。將從該燒瓶中獲得的30 g (0.37 mol，1當量)的甲基環戊二烯放入火焰乾燥的1L Schlenk燒瓶中。在將48.35 g (0.39 mol，1.05當量)的1-溴丙烷和350 ml的四氫呋喃放入燒瓶中後，攪拌混合物。在將37.78 g (0.39 mol，1.05當量)的溶於四氫呋喃的叔丁醇鈉在0℃或更低溫度下逐滴加入燒瓶中後，將溶解的溶液在室溫下攪拌12小時。在過濾反應溶液後，藉由除去溶劑並在減壓下進行蒸餾而獲得21.47 g (產率為47%)的由[
nPrMe(η-C
5H
5)]表示的澄清液體化合物。
除非另有規定，否則在該式中，
nPr意指直鏈丙基並且Me意指甲基。
2. [(
nPrMe(η-C
5H
5))Zr(NMe
2)
3]的製備
在將44.8 g (0.17 mol，1當量)的四(二甲氨基)鋯[Zr(NMe
2)
4]和300 ml的正己烷放入火焰乾燥的500 mL Schlenk燒瓶中後，在室溫下攪拌混合物。在將21.45 g (0.18 mol，1.05當量)的正丙基甲基環戊二烯(
nPrMe(η-C
5H
5))在0℃或更低溫度下滴加到燒瓶中後，將混合物在室溫下攪拌12小時。在過濾反應溶液後，藉由除去溶劑並在減壓下進行蒸餾，獲得43.53 g (產率為75%)的淺黃色液體化合物。由此製備的化合物是式2表示的化合物[(
nPrMe(η-C
5H
5))Zr(NMe
2)
3]。
進行核磁共振分析(
1H NMR)(使用C
6D
6作為溶劑)以檢查化合物的合成，並且據此的結果附於圖1中。基於圖1所示的核磁共振分析結果，確認了由式2表示的化合物的合成。
3.氧化鋯薄膜的製備
使用上文製備的化合物[(
nPrMe(η-C
5H
5))Zr(NMe
2)
3]作為前體，藉由原子層沉積在矽襯底上沉積氧化鋯薄膜。將噴頭型熱ALD反應器用作原子層沉積機，將臭氧氣體用作反應氣體，並且將氬氣用作吹掃氣體和載氣。罐中包含的鋯前體化合物使用蒸發器蒸發，其藉由液體流量計(LFM)加熱至160℃並以0.02至0.04 g/min的流速供應。將在蒸發器中蒸發成氣相的鋯前體化合物與600至2000 sccm的氬氣載氣一起供應到反應室。此後，進行供應鋯前體化合物5秒的步驟1、供應氬氣10秒以去除未反應的殘餘鋯前體化合物的步驟2、供應600 sccm的臭氧氣體5秒以使吸附在襯底表面上的鋯前體組合物反應的步驟3，以及供應氬氣10秒以去除剩餘殘留物的步驟4，並且藉由將步驟1至4作為一個循環來進行薄膜沉積。
[比較例1]
藉由獲得[CpZr(NMe)
3]作為鋯前體並將其用作前體，以與上述實施例1相同的方式和條件在矽襯底上沉積氧化鋯薄膜。在上述式中，Cp意指環戊二烯基。
[實驗例1]
對上述實施例1中製備的式2的化合物和比較例1的[CpZr(NMe)
3]進行熱重分析(TGA)。在用惰性純化氮氣吹掃的手套箱中進行熱重分析，並在以10℃/分鐘的速率將溫度從室溫升高到350℃的同時測量測試材料。據此的結果顯示在圖2中。圖2是顯示根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的熱重分析(TGA)結果的曲線圖。
參考圖2，可以確認根據實施例1的化合物具有約209℃的半衰期(T
1/2)，根據比較例1的化合物具有約186℃的半衰期，並且根據實施例1的化合物在高於根據比較例1的化合物的溫度下開始熱分解。由此可見，與根據比較例1的化合物相比，根據實施例1的化合物具有優異的熱穩定性。此外，可以確認，根據實施例1的化合物具有比根據比較例1的化合物更小的殘留物含量，由此可以預測，由於配體在薄膜沉積期間被很好地去除，因此實施例1在膜質量方面更加優異。
[實驗例2]
評估根據實施例1製備的由式2表示的化合物和根據比較例1的化合物[CpZr(NMe)
3]的熱穩定性。藉由以下來評估熱穩定性：將根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物各自放入4個容器中，將一個樣品保持在室溫下，將剩餘的3個樣品分別在150℃、170℃和200℃下加熱1小時，然後目視觀察溶液的狀態。據此得到的結果在圖3中示出。圖3是顯示根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的熱穩定性評價結果的照片。
參考圖3，可以確認根據實施例1和比較例1的化合物中的每一種在室溫下具有透明的黃色。可以確認隨著加熱溫度的升高，顏色變暗，並且可以確認，當在200℃下加熱時，根據實施例1的化合物表現出淺棕色，但是根據比較例1的化合物表現出深棕色，並且比較例1中的變色與實施例1相比嚴重。由此可見，與根據比較例1的化合物相比，根據實施例1的化合物具有優異的熱穩定性。
[實驗例3]
在實驗例2中用肉眼評估熱穩定性後，對8個樣品中的每一個進行熱重分析。在與實施例1相同的條件下進行熱重分析。據此的結果顯示在表1和圖4中。圖4是顯示取決於根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的加熱溫度對殘留物含量進行分析的結果的曲線圖。在表1和圖4中，RT意指室溫。
[表1]
| T 1/2(℃) | 殘留物含量(%) | ||
| 實施例1 | RT | 213 | 0.8 |
| 150℃, 1hr | 216 | 0.8 | |
| 170℃, 1hr | 204 | 0.4 | |
| 200℃, 1hr | 214 | 1.4 | |
| 比較例1 | RT | 189 | 0.5 |
| 150℃, 1hr | 189 | 0.0 | |
| 170℃, 1hr | 186 | 0.4 | |
| 200℃, 1hr | 191 | 3.9 |
一起參考表1和圖4，可以確認根據實施例1的化合物在所有溫度條件下與比較例1相比具有高半衰期，並且可以確認高溫(200℃)下的殘留物含量與比較例1相比較小。由此可見，根據實施例1的化合物是熱穩定的，並且與比較例1相比，因高溫下的副反應所導致的雜質的產生顯著較低。
[實驗例4]
當使用根據實施例1的由式2表示的化合物和根據比較例1的化合物[CpZr(NMe)
3]中的每一種作為前體進行ALD製程時，分析薄膜根據溫度(沉積溫度)的每個循環的生長(GPC)。ALD製程以前面在實施例1和比較例1中提到的方式進行。據此的結果顯示在圖5中。圖5是顯示在分別使用根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的ALD期間，薄膜取決於溫度的每個循環的生長的曲線圖。
參考圖5，當使用根據實施例1的式2的化合物作為前體進行ALD時，觀察到在280℃至380℃的溫度範圍內，薄膜的每個循環的生長差異很小的ALD溫度視窗。ALD溫度視窗是ALD穩定發生的溫度範圍，而在ALD溫度視窗以外的溫度範圍內，ALD不穩定並且薄膜的物理特性大大惡化。也就是說，當使用根據實施例1的化合物作為前體時，在280℃至380℃的寬溫度範圍內形成高質量薄膜，其為具有均勻厚度和物理特性的氧化鋯薄膜。同時，當使用根據比較例1的化合物作為前體進行ALD時，可以確認ALD溫度視窗在240℃至300℃的範圍內， 並且與實施例1相比，ALD溫度視窗範圍窄。由此可見，當使用根據比較例1的化合物作為前體時，在300℃或更高的高溫下不可能藉由ALD形成高質量的氧化鋯薄膜。
總結上述實驗例，根據本公開的一個實施例的化合物具有優異的結構穩定性和熱穩定性，並且當使用其作為前體進行沉積製程時，可以獲得具有均勻膜厚度和質量以及低殘留物含量的高質量的含第4族金屬的薄膜。
根據本公開的各種實施例的有機金屬化合物和用於形成含第4族金屬的薄膜的方法可以描述如下。
根據本公開的一個示例的有機金屬化合物由下式1表示。
[式1]
在式1中，M為Zr或Hf，R
1選自具有2至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，R
2為具有1至3個碳原子的直鏈烷基，並且R
1和R
2彼此不同。
根據本公開的另一個特徵，式1中的R
1可以選自具有3至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，並且R
2可以是甲基。
根據本公開的又一個特徵，有機金屬化合物可以由下式2表示。
[式2]
根據本公開的另一個特徵，有機金屬化合物可以由下式3表示。
[式3]
根據本公開的又一個特徵，有機金屬化合物在室溫下可以是液體。
根據本公開的一個示例的用於形成含第4族金屬的薄膜的方法包括使用有機金屬化合物作為前體，藉由金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)製程或原子層沉積(ALD)製程在襯底上沉積薄膜的步驟。
根據本公開的另一個特徵，沉積製程可以在200℃至400℃的溫度範圍內進行。
根據本公開的又一特徵，沉積薄膜的步驟可以包括藉由選自以下的一種方法將有機金屬化合物移動到襯底的步驟：鼓泡法、氣相質量流量控制器(MFC)法、直接氣體注入(DGI)法、直接液體注入(DLI)法，以及將有機金屬化合物溶解在有機溶劑中並移動的有機溶液供應方法。
根據本公開的又一特徵，有機金屬化合物可以藉由鼓泡法或直接氣體注入法與載氣一起移動到襯底上，並且載氣可以包括選自氬(Ar)、氮(N
2)、氦(He)和氫(H
2)中的一種或多種。
根據本公開的又一特徵，沉積薄膜的步驟可以進一步包括供應選自水蒸汽(H
2O)、氧氣(O
2)、臭氧(O
3)和過氧化氫(H
2O
2)中的一種或多種反應氣體的步驟。
根據本公開的另一個特徵，沉積薄膜的步驟可以進一步包括供應選自氨(NH
3)、肼(N
2H
4)、一氧化二氮(N
2O)和氮(N
2)中的一種或多種反應氣體的步驟。
儘管已經藉由上述示例詳細描述了本公開，但本公開不一定限於這些示例，並且可以在不偏離本公開的技術思想的範圍內進行各種修改和實施。因此，本公開中公開的示例並非旨在限制本公開的技術思想，而是用於對其進行解釋，並且本公開技術思想的範圍不受這些示例的限制。因此，應該理解，上述示例在所有方面都是說明性的而非限制性的。本公開的保護範圍應當根據以下請求項來解釋，並且在與其等效的範圍內的所有技術思想應當被解釋為包括在本公開的請求項範圍內。
本申請主張於2022年4月25日向韓國智慧財產局提交的韓國專利申請號10-2022-0050896的優先權，該韓國專利申請案的公開內容藉由引用併入本文。
無
[圖1]是顯示根據實施例1的化合物的核磁共振分析(
1H NMR)結果的曲線圖。
[圖2]是顯示根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的熱重分析(TGA)結果的曲線圖。
[圖3]是顯示根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的熱穩定性評價結果的照片。
[圖4]是顯示取決於根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的加熱溫度對殘留物含量進行分析的結果的曲線圖。
[圖5]是顯示在分別使用根據實施例1的化合物和根據比較例1的化合物的ALD期間，薄膜取決於溫度的每個循環的生長的曲線圖。
Claims (11)
- 一種由以下式1表示的有機金屬化合物， [式1] 在式1中， M為Zr或Hf， R 1選自具有2至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，R 2為具有1至3個碳原子的直鏈烷基，並且R 1和R 2彼此不同。
- 如請求項1所述的有機金屬化合物，其中式1中的R 1選自具有3至6個碳原子的直鏈烷基和具有3至6個碳原子的支鏈烷基，並且R 2是甲基。
- 如請求項1所述的有機金屬化合物，其中所述有機金屬化合物由下式2表示， [式2] 。
- 如請求項1所述的有機金屬化合物，其中所述有機金屬化合物由下式3表示， [式3] 。
- 如請求項1所述的有機金屬化合物，其中所述有機金屬化合物在室溫下是液體。
- 一種用於形成含第4族金屬的薄膜的方法，所述方法包括使用如請求項1-5中任一項所述的有機金屬化合物作為前體，藉由金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)製程或原子層沉積(ALD)製程在襯底上沉積薄膜的步驟。
- 如請求項6所述的方法，其中所述沉積製程在200℃至400℃的溫度範圍內進行。
- 如請求項6所述的方法，其中沉積薄膜的步驟包括藉由選自以下的一種方法將所述有機金屬化合物移動到所述襯底的步驟：鼓泡法、氣相質量流量控制器(MFC)法、直接氣體注入(DGI)法、直接液體注入(DLI)法，以及將有機金屬化合物溶解在有機溶劑中並移動的有機溶液供應方法。
- 如請求項8所述的方法，其中有機金屬化合物藉由所述鼓泡法或所述直接氣體注入法與載氣一起移動到所述襯底上，並且所述載氣包括選自氬(Ar)、氮(N 2)、氦(He)和氫(H 2)中的一種或多種。
- 如請求項6所述的方法，其中沉積薄膜的步驟進一步包括供應選自水蒸汽(H 2O)、氧氣(O 2)、臭氧(O 3)和過氧化氫(H 2O 2)中的一種或多種反應氣體的步驟。
- 如請求項6所述的方法，其中沉積薄膜的步驟進一步包括供應選自氨(NH 3)、肼(N 2H 4)、一氧化二氮(N 2O)和氮(N 2)中的一種或多種反應氣體的步驟。
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