TW202402771A - 鈮、釩、鉭成膜組成物及利用其沉積含第v(五)族之膜 - Google Patents

鈮、釩、鉭成膜組成物及利用其沉積含第v(五)族之膜 Download PDF

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Abstract

本發明提供用於形成含第V族之膜的方法,其包含: a)       將基板暴露於含第V(五)族之成膜組成物的蒸氣; b)      將該基板暴露於共反應物;及 c)       重複a)及b)之步驟直至使用氣相沉積製程在該基板上沉積所需厚度的該含第V(五)族之膜, 其中該含第V(五)族之成膜組成物包含具有下式之前驅物: 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta);R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。

Description

鈮、釩、鉭成膜組成物及利用其沉積含第V(五)族之膜
本發明係關於含第V(五)族之成膜組成物、合成其之方法,及經由氣相沉積製程利用其在基板上沉積含第V族之膜的方法。含第V族之成膜組成物包含具有下式之前驅物: 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta); R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。
現今,仍存在對金屬有機前驅物之需求,該金屬有機前驅物在室溫或接近室溫下呈液態,具有高揮發性、熱穩定性及高通用性,且適用於半導體製造中之各種應用。對於若干主要應用,諸如:後段生產線(back end of line;BEOL)應用中之銅擴散障壁、互補金屬氧化物半導體(complementary metal - oxide - semiconductor;CMOS)金屬柵、用於金屬-絕緣體-金屬應用之電極(DRAM等)及薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)應用,在過去幾年已增長對藉由原子層沉積(atomic layer deposition;ALD)沉積之導電性(電阻率1000 μΩ.cm)含第V(五)族(V、Nb、Ta)金屬之薄膜的關注。對於記憶體裝置中之高k層,含第V(五)族(V、Nb、Ta)金屬之膜亦備受關注。
已廣泛探究鹵化物,諸如CpNbCl 4(CAS 33114-1507)、NbF 5、NbBr 5(Thin solid films,1981,79,75)、NbCl 5(Crystal growth,1978,45,37)及TaCl 5(US 6,268,288)。然而,在沉積製程期間產生之一些副產物,諸如HCl或Cl 2 引起可對最終膜有害的表面/界面粗糙度。此外,Cl或F雜質對最終電特性亦有害。因此,期望發現具有充分揮發性但不含有Cl、F或Br原子之新穎化合物。
許多第V(五)族前驅物已認為能夠實現此沉積。實例包括:廣泛使用及揭示之烷氧化物,諸如五-乙氧基-鉭(PET)。然而,其導致含氧膜且不適用於沉積含金屬之膜,該等含金屬之膜特定言之用作電極且即使在痕量級下不應含有氧。對於諸如以下之化合物觀測到相同問題:Cp 2Nb(H)(CO)、CpNb(CO) 4(J. Organomet. Chem., 557 (1998) 77-92)、V(CO) 6(Thermochimica Acta, 1984, 75, 71)、(η 5-C 5H 5)V(CO) 4(M. L. Green, R. A. Levy, J. Metals 37 (1985) 63)。
US 6,379,748揭示對Ta(OEt) 5(PET)之改良。已例如藉由使用TaMe 3(OEt) 2代替Ta(OEt) 5(PET)引入烷基鍵。揮發性藉此得到顯著改良而不影響熔點。然而,TaMe 3(OEt) 2不允許多功能沉積:尤其不可獲得無氧金屬。
US 6,368,398揭示使用例如Ta[OC(O)C(CH 3) 3] 5之另一改良,然而,具有與如上文所揭示相同的侷限性。
WO 2002/20870揭示使用三級丁基亞胺基(參(二乙醯胺基)鉭(TBTDET)沉積Ta 2O 5
US 6,593,484及US 2004/0219784揭示一種藉由依序注射TBTDET或三級戊基亞胺基-參-二甲基醯胺基鉭(Ta(NC(CH 3) 2C 2H 5)(N(CH 3) 2) 3;TAIMATA)及其他N源沉積氮化鉭膜之方法。
US 6,379,748揭示Ta(Me 3SiCp) 2H 3,其為二環戊二烯基Ta氫化物且為具有低揮發性之固體。
US 8,460,989揭示一種藉由NbCp(=NtBu)(NEtMe) 2之CVD及ALD沉積含鈮之膜的方法。
揭示一種形成含第V(五)族之膜的方法,該方法包含以下步驟: a)       將基板暴露於含第V(五)族之成膜組成物的蒸氣; b)將基板暴露於共反應物;及 c)       重複a)及b)之步驟直至使用氣相沉積製程在基板上沉積所需厚度的含第V(五)族之膜, 其中該含第V(五)族之成膜組成物包含具有下式之前驅物: 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta); R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。所揭示之方法可包括以下態樣中之一或多者: ●   進一步包含以下步驟: 分別在步驟a)及b)之後引入惰性氣體吹掃以分離各暴露; ●   使用選自N 2、He、Ar、Kr或Xe之惰性氣體進行惰性氣體吹掃; ●   使用Ar進行惰性氣體吹掃; ●   進一步包含電漿處理共反應物之步驟; ●   共反應物係選自由以下組成之群:O 2、O 3、H 2O、H 2O 2、NO、N 2O、NO 2、其氧自由基,及其混合物; ●   共反應物為O 3; ●   共反應物係選自由以下組成之群:H 2、H 2CO、N 2H 4、NH 3、胺、肼N(SiH 3) 3、B 2H 6、其Si 2H 6自由基及其混合物; ●   共反應物為NH 3或O 3; ●   前驅物為鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD); ●   前驅物為(R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD) , 其中DAD =二氮雜二烯;R 1為tBu或nPr;R 2為Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基(nPentyl)或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。 ●   (R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD)包括(Cp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 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2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)或(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)。 ●   前驅物為(R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA) , 其中EDA為乙二胺;R 1為tBu或nPr;R 2為Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu; ●   (R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA)包括(Cp)Nb(=NtBu)(EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)或(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)。 ●   含第V(五)族之膜為Nb 2O 5膜或NbN膜; ●   基板為Si晶圓; ●   基板為結晶矽層; ●   基板為粉末基板; ●   氣相沉積製程為ALD製程或CVD製程; ●   氣相沉積製程為PEALD製程或空間ALD製程;及 ●   沉積溫度在大致50℃與大致600℃範圍內。
亦揭示用於氣相沉積製程之含第V(五)族之成膜組成物,其包含具有下式之前驅物: 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta); R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。所揭示之方法可包括以下態樣中之一或多者: ●   R 1至R 8各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、tBu、sBu、iBu、nBu、三級戊基(tAmyl)、SiMe 3、SiMe 2H或SiH 2Me; ●   前驅物為鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD); ●   含第V(五)族之成膜組成物包含大致95% w/w與大致100.0% w/w之間的前驅物; ●   含第V(五)族之成膜組成物包含在99.0% w/w至100.0% w/w之間的前驅物; ●   含第V(五)族之成膜組成物包含在大致0.0% w/w與大致5.0% w/w之間的雜質。
亦揭示一種藉由ALD製程在反應腔室中之基板上形成Nb 2O 5膜或塗層之方法,該方法包含以下步驟: a)       將該基板暴露於鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基(CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD))之蒸氣; b)      將基板暴露於氧化劑;及 c)       重複a)及b)之步驟直至使用ALD製程在基板上沉積所需厚度的Nb 2O 5膜。所揭示之方法可包括以下態樣中之一或多者: ●   進一步包含以下步驟: 在步驟a)及b)之後分別引入惰性氣體以吹掃反應腔室,以分離各暴露; ●   基板為粉末; ●   該粉末包含氧化鋰鎳錳鈷(Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide;NMC)、氧化鋰鈷(Lithium Cobalt Oxide;LCO)、磷酸鋰鐵(Lithium Iron Phosphate;LFP)及其他電池陰極材料中之一或多者。 符號及術語
以下詳細描述及申請專利範圍利用多種縮寫、符號及術語,該等縮寫、符號及術語一般為此項技術中熟知。
如本文所用,不定冠詞「一(a/an)」意謂一或多個。
如本文所用,正文或申請專利範圍中之「約(about)」或「大約」或「大致(approximately)」意謂所述值±10%。
如本文中所使用,正文或申請專利範圍中之「室溫(room temperature)」意謂大致20℃至大致30℃。
術語「環境溫度(ambient temperature)」係指大致20℃至大致30℃之環境溫度。
術語「基板(substrate)」係指在其上實施製程的一或多種材料。基板可指具有在其上實施製程之一或多種材料的晶圓。基板可為用於半導體、光伏打、平板或LCD-TFT裝置製造之任何適合晶圓。基板亦可具有一或多個已自先前製造步驟沉積於其上之不同材料層。舉例而言,晶圓可包括矽層(例如,結晶、非晶形、多孔性等)、含矽層(例如,SiO 2、SiN、SiON、SiCOH等)、含金屬層(例如,銅、鈷、釕、鎢、鉑、鈀、鎳、釕、金等)或其組合。此外,基板可為平面或經圖案化的。基板可為有機圖案化光阻膜。基板可包括在MEMS、3D NAND、MIM、DRAM或FeRam裝置應用中用作介電材料之氧化物層(例如,基於ZrO 2之材料、基於HfO 2之材料、基於TiO 2之材料、基於Al 2O 3之材料、基於稀土氧化物之材料、基於三元氧化物之材料等)或用作電極的基於氮化物之膜(例如,TaN、TiN、NbN)。一般熟習此項技術者將認識到,本文所用之術語「膜(film)」或「層(layer)」係指鋪在或散佈於表面上的一定厚度之一些材料且該表面可為溝槽或線條。在本說明書及申請專利範圍通篇中,晶圓及其上之任何締合層稱為基板。
術語「晶圓」或「圖案化晶圓」係指在基板上具有膜堆疊及在沉積含第V(五)族之膜之前的步驟中已形成至少具有表面形貌特徵之最頂端膜的晶圓。
術語「縱橫比」係指溝槽(或通孔)高度與溝槽寬度(或通孔直徑)之比率。
術語「高縱橫比」係指大於大致2:1之縱橫比,較佳地在大致2:1至大致200:1範圍內之縱橫比。
在本文中應注意,術語「膜」及「層」可互換使用。應瞭解膜可對應於層或與層相關,且該層可指膜。此外,一般技術者將認識到本文所用之術語「膜」或「層」係指鋪在或散佈於表面上之一定厚度之一些材料且表面可在大至整個晶圓至小至溝槽或線之範圍內。
應注意在本文中,術語「孔口(aperture)」、「通孔(via)」、「孔洞(hole)」及「溝槽(trench)」可互換使用以指形成於半導體結構中之開口。
如本文所用,縮寫「NAND」係指「否定AND」或「非AND」(電子邏輯閘);縮寫「2D」係指平面基板上之2維度閘極結構;縮寫「3D」係指3維或豎直閘極結構,其中閘極結構沿垂直方向堆疊。
應注意,在本文中,術語「沉積溫度」及「基板溫度」可互換使用。應理解,基板溫度可對應於或係關於沉積溫度,且沉積溫度可指基板溫度。
術語「成膜組成物」係指用於沉積膜之組成物。成膜組成物可包括但不限於前驅物、溶劑及/或載體氣體。此外,成膜組成物可包括但不限於前驅物、視情況選用之溶劑、視情況選用之載體氣體及視情況選用之一或多種共反應物。在本文中,前驅物可以純形式或以與適合溶劑之摻合物形式供應。前驅物可以不同濃度存在於溶劑中。替代地,可藉由將載體氣體傳送至含有前驅物之容器中或藉由使載體氣體鼓泡至前驅物中來汽化前驅物。接著,載體氣體及前驅物以蒸氣形式引入反應器中。共反應物可為氧化劑、還原劑、稀釋氣體、添加劑、抑制劑、用於幫助形成膜之額外或輔助前驅物等。此處,選自N 2、He、Ar、Kr、Xe之惰性氣體可用作載體氣體及/或稀釋氣體。
應注意,在本文中,當前驅物在室溫及環境壓力下呈氣態時,術語「前驅物」及「沉積化合物」以及「沉積氣體」可互換使用。應理解,前驅物可對應於或係關於沉積化合物或沉積氣體,且沉積化合物或沉積氣體可指前驅物。
本文使用來自元素週期表之元素的標準縮寫。應理解,元素可由此等縮寫指代(例如,Si係指矽,N係指氮,O係指氧,C係指碳,H係指氫,F係指氟等)。
提供由化學摘要服務社(Chemical Abstract Service)指定的唯一CAS登記號(亦即「CAS」)以標識所揭示之特定分子。
如本文中所使用,術語「烴(hydrocarbon)」係指排他性地含有碳原子及氫原子之飽和或不飽和官能基。如本文所用,術語「烷基(alkyl group)」係指排他性地含有碳原子及氫原子之飽和官能基。烷基為一種類型之烴。此外,術語「烷基」係指直鏈、分支鏈或環狀烷基。直鏈烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、丙基、丁基等。分支鏈烷基之實例包括但不限於三級丁基。環狀烷基之實例包括但不限於環丙基、環戊基、環己基等。
如本文所用,術語「烷基」係指排他性地含有碳原子及氫原子之飽和官能基。此外,術語「烷基」係指直鏈、分支鏈或環狀烷基。直鏈烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、丙基、丁基等。分支鏈烷基之實例包括但不限於三級丁基。環狀烷基之實例包括但不限於環丙基、環戊基、環己基等。
如本文所用,縮寫「Me」係指甲基;縮寫「Et」係指乙基;縮寫「Pr」係指丙基;縮寫「nPr」係指「正(normal)」丙基或直鏈丙基;縮寫「iPr」係指異丙基;縮寫「Bu」係指丁基;縮寫「nBu」係指「正(normal)」丁基或直鏈丁基;縮寫「tBu」係指三級丁基,亦稱為1,1-二甲基乙基;縮寫「sBu」係指二級丁基,亦稱為1-甲基丙基;縮寫「iBu」係指異丁基,亦稱為2-甲基丙基;術語「戊基(amyl)」係指戊基(amyl)或戊基(pentyl);術語「三級戊基(tAmyl)」係指三級戊基(tert-amyl),亦稱為1,1-二甲基丙基。
請注意,沉積之含金屬(V、Nb及Ta)之膜或層,諸如氧化鈮或氮化鈮,可在整個說明書及申請專利範圍中列舉而不提及其恰當化學計量(例如,NbO=Nb 2O 5)。此等層亦可含有氫,典型地0原子%至15原子%。然而,由於不是常規地量測,因此除非另外明確地規定,否則所給出的任何膜組成物均忽略其H含量。此外,氫之濃度可藉由執行沉積後退火來進一步調節以獲得所需薄膜特性。
範圍在本文中可表示為約一個特定值及/或至約另一特定值。當表示此類範圍時,應理解,另一具體實例係自一個特定值及/或至另一特定值,以及該範圍內之所有組合。本文所列舉的任何及所有範圍均包括其端點(亦即,x=1至4或x在1至4之範圍內包括x=1,x=4,及x=其間的任何數值),無論是否有使用術語「包括端點(inclusively)」。
如本文中所使用,式(R 3R 4R 5R 6R 7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD)由以下結構表示: 其中DAD =二氮雜二烯;R 1= tBu或nPr;R 2= Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。
如本文中所使用,式(R 3R 4R 5R 6R 7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA)由以下結構表示: , 其中EDA為乙二胺;R 1為tBu或nPr;R 2為Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。
本文中提及「一個具體實例(one embodiment)」或「一具體實例(an embodiment)」意謂結合具體實例描述之特定特徵、結構或特性可包括於本發明之至少一個具體實例中。在說明書中之各種地方中之片語「在一個具體實例中(in one embodiment)」之表現形式未必均係指同一具體實例,亦不均係指其他具體實例之彼此排他性的單獨或替代性具體實例。相同情形適用於術語「實施方式(implementation)」。
如本文所用,術語「獨立地(independently)」在用於描述R基團之情形中時應理解為表示目標R基團不僅相對於帶有相同或不同下標或上標之其他R基團獨立地選擇,而且亦相對於任何其他種類之相同R基團獨立地選擇。舉例而言,在式MR 1 x(NR 2R 3) (4-x)(其中x為2或3)中,兩個或三個R 1基團可(但不一定)彼此相同或與R 2或R 3相同。此外,應理解,除非另外特定陳述,否則當用於不同式中時R基團之值彼此獨立。
如本申請案中所使用,字詞「範例性(exemplary)」在本文中用以意謂充當實例、例子或說明。本文中被描述為「範例性」之任何態樣或設計不必解釋為比其他態樣或設計較佳或有利。實情為,使用字詞範例性意欲以具體方式呈現概念。
另外,術語「或」欲意謂包括性「或」而非排他性「或」。亦即,除非另外規定或根據上下文清楚可見,否則「X使用A或B」欲意謂自然包括性排列中之任一者。亦即,若X使用A;X使用B;或X使用A及B兩者,則「X使用A或B」在前述例項中之任一者下被滿足。另外,除非另外規定或根據上下文顯而易見係針對單數形式,否則如本申請案及所附申請專利範圍中所使用,冠詞「一(a/an)」通常應解釋為意謂「一或多個(種)」。
在申請專利範圍中之「包含(Comprising)」為開放過渡術語,此意謂隨後識別之要求元件為非排他性清單,(亦即,可另外包括且保持於「包含」之範疇內的其他任何事物)。「包含」在本文中定義為必定涵蓋更有限的過渡術語「基本上由…組成(consisting essentially of)」及「由…組成(consisting of)」;「包含」可因此經「基本上由…組成」或「由…組成」替換且保持在「包含」之明確界定的範圍內。
在申請專利範圍中之「提供(Providing)」定義為意謂供給、供應、可用或製備某物。在申請專利範圍中不存在明確相反的語言之情況下,可由任何行為者執行步驟。
揭示含第V(五)族(V、Nb、Ta)金屬之成膜組成物、合成其之方法及使用含第V族金屬之成膜組成物在一或多個基板上經由原子層沉積製程(atomic layer deposition processes;ALD)形成含第V族金屬之膜的方法。
所揭示的含第V族元素之成膜組成物包含具有下式的含第V族元素之前驅物: (I) (II) 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta);R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。如上式所說明,氮原子及環戊二烯基環可鍵結至中心第V族原子M,得到四配位M(V)中心。所得幾何結構可為假四面體。
相比於不具有雙牙配位體之NbCp(=NtBu)(NMe 2) 2,所揭示之含第V族元素之前驅物藉由在兩個胺之間具有鍵聯的雙牙配位體之螯合作用而提供高熱穩定性。
式(I)之範例性含第V族元素之前驅物包括:(R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD) , 其中DAD =二氮雜二烯;R 1= tBu或nPr;R 2= Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。此處,R 3-7表示R 3R 4R 5R 6R 7。更具體言之,(R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD)包括(Cp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(Cp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(Cp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(iPrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(nBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(tBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-DAD)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-DAD)或(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-DAD)。
式(II)之範例性含第V(五)族元素之前驅物包括:(R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA) , 其中EDA為乙二胺;R 1= tBu或nPr;R 2= Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。此處,R 3-7表示R 3R 4R 5R 6R 7。更特定言之,(R 3-7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA)包括(Cp)Nb(=NtBu)(EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(Cp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(iPrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(nBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(tBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Me 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(Et 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(iPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(nBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(正戊基 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NtBu)(tAm 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(Cp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(EtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(nPrCp)Nb(=NnPr)(nPr 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2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(sBuCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(二-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(MeEtCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)、(MePrCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Me 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(Et 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(iPr 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(nBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tBu 2-EDA)、(五-MeCp)Nb(=NnPr)(正戊基 2-EDA)或(五-MeCp)Nb(=NnPr)(tAm 2-EDA)。
更佳地,所揭示之前驅物為鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)。此前驅物可藉由使鋰三級戊基-二氮雜二烯基與Nb(=NtBu)CI 3(py) 2及鈉環戊二烯基於THF中反應來合成。
所揭示之前驅物具有流動優勢。所揭示之前驅物具有高熱穩定性,使得高沉積溫度及寬ALD窗為期望的。另外,所揭示之前驅物為液態前驅物且因此更容易氣化及蒸氣遞送。
所揭示之含第V族之成膜組成物的純度大於95% w/w(亦即,95.0% w/w至100.0% w/w),較佳大於98% w/w(亦即,98.0% w/w至100.0% w/w),且更佳大於99% w/w(亦即,99.0% w/w至100.0% w/w)。一般技術者將認識到純度可藉由H NMR或氣液相層析與質譜分析測定。所揭示之含第V族之成膜組成物可含有以下雜質中之任一者:吡唑;吡啶;烷基胺;烷基亞胺;THF;醚;戊烷;環己烷;庚烷;苯;甲苯;氯化金屬化合物;鋰、鈉、鉀吡唑基。此等雜質之總數量較佳低於5% w/w(亦即,0.0% w/w至5.0% w/w),較佳低於2% w/w(亦即,0.0% w/w至2.0% w/w),且更佳低於1 % w/w(亦即,0.0% w/w至1.0% w/w)。組成物可藉由再結晶、昇華、蒸餾及/或使氣體液體流經諸如4Å分子篩之適合吸附劑來純化。
所揭示之含第V族之成膜組成物的純化亦可導致金屬雜質在0 ppbw至1 ppmw,較佳0至500 ppbw(十億分之一重量)水平。此等金屬雜質可包括但不限於鋁(Al)、砷(As)、鋇(Ba)、鈹(Be)、鉍(Bi)、鎘(Cd)、鈣(Ca)、鉻(Cr)、鈷(Co)、銅(Cu)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、銦(In)、鐵(Fe)、鉛(Pb)、鋰(Li)、鎂(Mg)、錳(Mn)、鎢(W)、鎳(Ni)、鉀(K)、鈉(Na)、鍶(Sr)、釷(Th)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鈾(U)及鋅(Zn)。
亦揭示使用氣相沉積製程在基板上形成含第V族之層的方法。申請人咸信且在以下沉積實例中表明,所揭示之含第V族之成膜組成物適用於原子層沉積(ALD)。更特定言之,所揭示之含第V族之成膜組成物能夠以大致2:1至大致200:1,且較佳地大致20:1至大致100:1之範圍內的縱橫比進行表面飽和、自身有限的每週期生長及完美的階梯覆蓋。另外,所揭示之含第V族之成膜組成物具有高分解溫度,指示能夠實現ALD之良好熱穩定性。高分解溫度允許在較高溫度下進行ALD,從而產生具有較高純度之膜。
所揭示之方法可適用於製造半導體、光伏打、LCD-TFT或平板型裝置。所揭示之含第V族之成膜組成物可用於使用熟習此項技術者已知之任何沉積法來沉積含第V族之膜。適合氣相沉積方法之實例包括化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)。範例性CVD方法包括熱CVD、電漿增強CVD(PECVD)、脈衝CVD(PCVD)、低壓CVD(LPCVD)、低於大氣壓CVD(SACVD)、大氣壓CVD(APCVD)、熱絲CVD(HWCVD,亦稱為催化CVD,其中熱絲充當沉積法之能量來源)、併有自由基之CVD及其組合。範例性ALD方法包括熱ALD、電漿增強型ALD(PEALD)、空間ALD、熱絲ALD(HWALD)、併有自由基之ALD及其組合,亦可使用超臨界流體沉積。為了提供適合之階梯覆蓋及膜厚度控制,沉積方法較佳為ALD、PE-ALD或空間ALD。
所揭示之含第V族之成膜組成物可以純形式或與諸如乙苯、二甲苯、均三甲苯、十氫萘、癸烷、十二烷之適合溶劑之摻合物形式提供。所揭示之前驅物可以不同濃度存在於溶劑中。
藉由習知手段,諸如管及/或流量計將純摻合的含第V族之成膜組成物以蒸氣形式引入反應器中。蒸氣形式可經由習知汽化步驟(諸如直接汽化、蒸餾)藉由使純摻合的組成物汽化或藉由鼓泡或藉由使用昇華器來製得。純淨摻合組成物可以液態饋入氣化器中,其中其在引入至反應器中之前進行汽化。替代地,可藉由將載體氣體傳送至含組成物之容器中或藉由將載體氣體鼓泡至組成物中來使純淨摻合之組成物汽化。載體氣體可包括但不限於Ar、He、N 2及其混合物。用載體氣體鼓泡亦可移除存在於純淨摻合之組成物中之任何溶解氧。載體氣體及組成物隨後以蒸氣形式引入反應器中。
若需要,可將含有所揭示之含第V族之成膜組成物的容器加熱至准許組成物呈其液相且具有足夠蒸氣壓之溫度。容器可維持在例如大致0℃至大致200℃範圍內之溫度下。熟習此項技術者認識到可以已知方式調節容器之溫度以控制前驅物之汽化量。
反應器可為發生沉積法之裝置內的任何封閉腔室,諸如但不限於平行板型反應器、冷壁型反應器、熱壁型反應器、單晶圓反應器、多晶圓反應器、粉末ALD反應器、其他類型之在適合於使化合物反應且形成層之條件下的沉積系統。一般技術者將認識到此等反應器中之任一者可用於ALD或CVD沉積製程。
反應器含有一或多個上面沉積有膜之基板。基板一般定義為在其上執行方法之材料。基板可為用於半導體、光伏打、平板、LCD-TFT裝置製造之任何適合基板。適合基板之實例包括晶圓,諸如矽、二氧化矽、玻璃或GaAs晶圓。晶圓上可具有根據先前製造步驟沉積於其上之一或多個不同材料層。舉例而言,晶圓可包括介電層。此外,晶圓可包括矽層(結晶、非晶型、多孔等)、氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、經碳摻雜之氧化矽(SiCOH)層、金屬、金屬氧化物、金屬氮化物層(Ti、Ru、Ta等)其組合。另外,晶圓可包括銅層、貴金屬層(例如,鉑、鈀、銠及金)。亦可使用塑膠層,諸如聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸酯)[PEDOT:PSS]。層可經平坦化或圖案化。所揭示之製程可直接在晶圓上或直接在晶圓之頂部上的一或多個層上(當圖案化層形成基板時)沉積含第V族之層。此外,一般熟習此項技術者將認識到,本文所用之術語「膜」或「層」係指鋪在或散佈於表面上的一定厚度之一些材料且該表面可為溝槽或線條。在本說明書及申請專利範圍通篇中,晶圓及其上之任何締合層稱為基板。舉例而言,氧化鈮膜可沉積於金屬氧化層,諸如ZrO 2層、HfO 2層、Al 2O 3層、MoO 2層上。在後續處理中,可將另一金屬氧化層沉積於氧化鈮層上以形成奈米層合物;例如ZrO 2/Nb 2O 5/ZrO 2層合物介電質堆疊為DRAM高k堆疊之典型。可在最後金屬氧化層上之前沉積諸如氮化鈮層或氮化鈦層之導電金屬氮化物層以分別形成底部及頂部電極。可在DRAM電容器中使用所得NbN/ZrO 2/Nb 2O 5/ZrO 2/NbN堆疊。除了NbN或TaN層之外,亦可使用其他導電膜,諸如RuO、Ru、Pt、Ir、WN、WNC作為底部頂部電極。
基板亦可為粉末,諸如用於可再充電電池技術中之粉末。非限制性數目種粉末材料包括氧化鋰鎳錳鈷(Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide;NMC)、氧化鋰鈷(Lithium Cobalt Oxide;LCO)、磷酸鋰鐵(Lithium Iron Phosphate;LFP)及其他電池陰極材料。
反應器內之溫度及壓力保持在適用於ALD之條件下。換言之,將氣化之所揭示組成物引入腔室中之後,腔室內之條件使得前驅物之至少一部分沉積於基板上以形成含第V(五)族之層。舉例而言,反應器中之壓力或沉積壓力可視需要根據沉積參數保持在約10 -3托與約100托之間,更佳地在約10 -2與100托之間。同樣,反應器中之溫度或沉積溫度可保持在約100℃與約600℃之間,較佳地在約150℃與約500℃之間。一般技術者將認識到「沉積前驅物之至少一部分」意謂一些所有前驅物與基板反應黏附至基板。
可藉由控制基板固持器之溫度控制反應器壁之溫度來控制反應器溫度。用於加熱基板之裝置為此項技術中已知。加熱反應器壁至充足溫度以獲得在足夠生長速率下且具有所要物理狀態及組成之所要膜。反應器壁可加熱的非限制性範例性溫度範圍包括大致50℃至大致600℃。當利用電漿沉積製程時,沉積溫度可在大致50℃至大致500℃,較佳地大致100℃至大致500℃,更佳地大致150℃至大致500℃範圍內。替代地,當執行熱製程時,沉積溫度可在大致100℃至大致600℃範圍內。
除了所揭示之含第V族之成膜組成物以外,共反應物亦可引入反應器中。當目標為導電膜時,共反應物可為H 2、H 2CO、N 2H 4、NH 3、一級胺、二級胺、三級胺、三矽基胺、肼N(SiH 3) 3、B 2H 6、Si 2H 6、其自由基及其混合物。較佳地,共反應物為H 2/NH 3
替代地,當目標為介電膜時,共反應物可為氧化氣體,諸如O 2、O 3、H 2O、H 2O 2、NO、N 2O、NO 2;含氧自由基,諸如O-OH-;羧酸、甲酸、乙酸、丙酸及其混合物。較佳地,氧化氣體係選自由O 3、H 2O 2、H 2O組成之群。
共反應物可藉由電漿處理,以便將反應物分解成其自由基形式,當用電漿處理時,N 2亦可用作氮源氣體。舉例而言,可產生功率在約10 W至約1000 W,較佳約50 W至約500 W範圍內之電漿。電漿可產生存在於反應器自身內。替代地,電漿一般可在一位置處(例如在遠端定位電漿系統中)自反應器中移除。熟習此項技術者應瞭解適用於該電漿處理之方法及設備。
舉例而言,可將共反應物引入在反應室中產生電漿之直接電漿反應器中,以在反應室中產生經電漿處理之反應物。範例性直接電漿反應器包括由Trion Technologies所產生之Titan™ PECVD系統。可在電漿處理之前將共反應物引入且保持在反應室中。替代地,電漿處理可與反應物之引入同時發生。原位電漿典型地為13.56 MHz RF感應耦合電漿,其產生於簇射頭與基板固持器之間。視是否發生正離子碰撞而定,基板簇射頭可為供電電極。在原位電漿產生器中典型的外加功率為大致30 W至大致1000 W。較佳地,在所揭示之方法中使用大致30 W至大致600 W之功率。更佳地,功率在大致100 W至大致500 W範圍內。使用原位電漿之共反應物解離典型地小於對於相同功率輸入使用遠端電漿源達成之解離,且因此在反應物解離中不與遠端電漿系統一樣有效,可有益於在易受電漿損害之基板上沉積含第V(五)族之膜。
替代地,經電漿處理之共反應物可在反應室外部產生,例如在傳遞至反應室中之前處理共反應物之遠程電漿。
腔室內之ALD條件允許所揭示之含第V族之成膜組成物吸附化學吸附於基板表面上以在基板上反應且形成含第V族之膜。在一些具體實例中,申請人咸信電漿處理共反應物可為共反應物提供與所揭示之含第V族之成膜組成物反應所需的能量。
視期望沉積之膜的類型而定,可將額外前驅物化合物引入反應器中。額外前驅物可用於向含第V族之膜提供額外元素。額外元素可包括第I族元素(鋰、鈉、鉀)、鑭系元素(鐿、鉺、鏑、釓、鐠、鈰、鑭、釔)、第IV族元素(鋯、鈦、鉿)、主族元素(鍺、矽、鋁)、額外不同的第V族元素,及其混合物。當使用額外前驅物化合物時,沉積於基板上之所得膜含有第V族金屬以及額外元素。當在超過一個ALD超循環順序中使用額外前驅物及第V族前驅物時,獲得奈米層合物膜。舉例而言,當使用額外含Li之前驅物時,含第V族之膜將含有Li,諸如鈮酸鋰(LiNbO 3)膜。一般熟習此項技術者將認識到含有Li的含第V族之膜可藉由ALD形成於任何類型之基板(包括粉末)上。
含第V族之成膜組成物及共反應物可依序(亦即,ALD)引入反應器中。反應器可在引入含第V族之成膜組成物、任何額外前驅物及共反應物中之各者之間用惰性氣體(例如,N 2、He、Ar、Kr或Xe)吹掃。另一實例為連續引入共反應物及藉由脈衝引入含第V族之成膜組成物,同時依序用電漿活化共反應物,其限制條件為含第V族之成膜組成物及未活化之共反應物在腔室溫度及壓力條件(CW PEALD)下實質上不反應。
所揭示之含第V族之成膜組成物的各脈衝可持續範圍為約0.01秒至約120秒,或者約1秒至約80秒,或者約5秒至約30秒之時段。共反應物亦可脈衝至反應器中,在此類具體實例中,各脈衝可持續範圍為約0.01秒至約120秒、或者約1秒至約30秒、或者約2秒至約20秒之時段。在另一替代方案中,氣化的含第V族之成膜組成物及共反應物可同時自簇射頭之不同區段噴射(在不混合組成物及反應物的情況下),旋轉該簇射頭下固持若干晶圓之晶座(空間ALD)。
視特定製程參數而定,沉積可進行不同時間長度。一般而言,可使沉積持續所期望或所需長度之時間以產生具有必需特性之膜。視特定沉積製程而定,典型的膜厚度可介於幾埃至幾百微米,且典型地2至100 nm範圍內。沉積製程亦可進行獲得所期望之膜所必需之次數。
在一個非限制性範例性ALD製程中,將所揭示之含第族之成膜組成物的氣相引入反應器中,在該反應器中使其與適合基板接觸。可隨後藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除過量組成物。將共反應物(例如O 3)引入反應器中,在反應器中其與吸附之含第V族之成膜組成物以自限制方式反應。藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除任何過量共反應物。若所需膜為含第V族之氧化物,則此兩步法可以得到所需膜厚度可以重複進行直至已獲得具有所需厚度的膜。
替代地,若所需膜含有第V(五)族過渡金屬及第二元素,諸如Li,則以上兩步法之後可將額外前驅物化合物之蒸氣引入反應器中。額外前驅物化合物將基於所沉積之含第V族之膜的性質來選擇。在引入反應器中之後,使額外前驅物化合物與基板接觸。藉由淨化及/或抽空反應器自反應器移除任何過量的前驅物化合物。再次,可將共反應物引入反應器中以與前驅物化合物反應。藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除過量共反應物。若已達成所要膜厚度,則可終止製程。然而,若需要較厚膜,則可重複完整的四步驟方法。藉由交替提供含第V族之成膜組成物、額外前驅物化合物及共反應物,可沉積所需組成及厚度之膜。在一個非限制性範例性ALD製程中,將所揭示之含第V族之成膜組成物(例如,鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD))中之一者之氣相引入反應器中,在反應器中其與粉末基板接觸且吸附於其上。可隨後藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除過量組成物。將共反應物(例如O 3)引入反應器中,在反應器中其與吸附之CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)以自限制方式反應以形成氧化Nb膜。藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除任何過量O 3氣體。含Li之前驅物可隨後暴露於粉末基板及/或氧化Nb膜以形成氧化Li及Nb膜LiNbO 3。舉例而言,LiOtBu可充當Li前驅物。上文所描述的使用CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)、O 3及LiOtBu之此非限制性範例性ALD製程可隨後在粉末上重複直至在粉末上沉積所需厚度之LiNbO 3膜。可在可再充電電池應用中使用所得LiNbO 3膜。一般熟習此項技術者將認識到,適合之鋰前驅物包括但不限於LiOtBu、LiN(SiR 3) 2,其中各R係選自H、C 1至C 4烷基或烯基、Li(DPM)(鋰二特戊醯基甲烷,亦稱為2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸鋰)或任何其他適合鋰ALD前驅物。
當此範例性ALD製程中之共反應物經電漿處理時,範例性ALD製程變為範例性PEALD製程。共反應物可在引入至腔室中之前之後經電漿處理。
在第二非限制性範例性ALD製程中,將所揭示之含第V族之成膜組成物(例如,鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD))中之一者之氣相引入反應器中,在反應器中其與Si基板接觸。可隨後藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除過量組成物。將共反應物(例如,O 3)引入反應器中,在反應器中其與吸附之含第V族之成膜組成物以自限制方式反應以形成含第V族之氧化物膜。藉由吹掃及/或抽空反應器自反應器移除任何過量O 3氣體。此等兩步驟可重複直至含第V族之氧化物膜獲得所需厚度,典型地約10埃,ZrO 2可隨後沉積於含第V族之氧化物膜上,例如ZrCp(NMe 2) 3或HfCp(NMe 2) 3可分別充當Zr或Hf前驅物。上文所描述的使用CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)及O 3之第二非限制性範例性ALD製程可隨後在ZrO 2或HfO 2層上重複。可在DRAM電容器中使用所得Nb 2O 5/ZrO 2/Nb 2O 5、Nb 2O 5/HfO 2/Nb 2O 5或Nb 2O 5/HZO/Nb 2O 5堆疊。此處,HZO表示氧化鉿鋯。
在另一範例性ALD製程中,另一前驅物可在一個若干ALD超循環(例如,含O之共反應物/含第V族之前驅物/含O之共反應物)之間依序引入,以便沉積含第V族之MO膜、含第V(五)族之O/MO奈米層合物,M係選自第IV元素族、不同的第V(五)族元素、矽、鍺、鋁或任何鑭系元素。所選擇之M前驅物較佳地在由所選的含第V族之成膜組成物展現的相同溫度窗下進行ALD生長。
由上文所論述之製程產生的含第V族之膜可包括Nb、Nb kSi l、Nb nO m、Nb oN p、Nb oN pO q,其中k、l、m、n、o、p及q可各自獨立地在1至6之範圍內。範例性膜包括NbO 2、Nb 2O 5、NbN及NbON,一般熟習此項技術者將認識到藉由適當選擇含第V族之成膜組成物共反應物,可獲得所需膜組成。含第V族之膜可為DRAM中之電容器電極、3D快閃記憶體裝置中之閘極金屬、相變記憶體中之加熱元件、電遷移障壁層、閘極金屬及邏輯裝置中之接觸層提供適合的階梯覆蓋。
在獲得所要膜厚度之後,膜可經受進一步處理,諸如熱退火、爐退火、快速熱退火、UV電子束固化、及微波退火及/或電漿氣體暴露。熟習此項技術者認識到用於進行此等額外處理步驟之系統及方法。舉例而言,Nb 2O 5膜可在惰性氛圍(含O氛圍、含H氛圍其組合)下暴露於大致200℃與大致1000℃範圍內之溫度中持續大致0.1秒至大致7200秒範圍內之時間。最佳地,在惰性氛圍或含O氛圍下400℃溫度持續3600秒。所得膜可含有較少雜質且因此可具有產生改良之洩漏電流之改良密度。可在進行沉積製程之相同反應室中進行退火步驟。替代地,可自反應室移除基板,在獨立設備中進行退火/急驟退火製程。已發現上述後處理方法中之任一者,但尤其熱退火會有效減少Nb 2O 5膜之碳及氮污染。此舉又傾向於改良膜之電阻率。
在退火之後,藉由所揭示之製程中任一者沉積的含第V族之膜在室溫下可具有大致50 μohm·cm至大致1,000 μohm·cm之體電阻率。視季節而定,室溫為大致20℃至大致28℃。體電阻率亦稱為體積電阻率。一般熟習此項技術者將認識到,在室溫下對典型地為大致50 nm厚的含第V族之膜量測體電阻率。由於電子傳輸機制變化,對於較薄膜,體電阻率典型地增加。體電阻率亦在較高溫度下增加。
在另一替代方案中,所揭示之組成物可用作摻雜植入劑。所揭示之含第V族之成膜組成物的一部分可沉積於摻雜之膜之頂部上,諸如氧化銦(In 2O 3)膜、二氧化鉭(TaO 2)、二氧化釩(VO 2)膜、氧化鈦膜、氧化銅膜或二氧化錫(SnO 2)膜。第V(五)族元素,例如Nb隨後在退火步驟期間擴散至膜中以形成摻雜第V(五)族元素之膜,諸如{(Nb)In 2O 3、(Nb)VO 2、(Nb)TiO、(Nb)CuO、(Nb)SnO 2}。參見例如Lavoie等人之US2008/0241575,其摻雜方法以全文引用之方式併入本文中。 實施例
提供以下非限制性實施例以進一步說明本發明之具體實例。然而,該等實施例並不意欲包括所有且並不意欲限制本文所描述之發明範疇。 實施例 1.鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)之合成
在-78℃下將鈉環戊二烯基(2.4 mL,2.0 M,4.8mmol)之溶液逐滴添加至Nb(=NtBu)CI 3(py) 2(2 g,4.6 mmol)於30 mL之THF中之溶液中以形成混合物。將混合物在室溫下攪拌12 h。混合物之顏色變成黃色。隨後在-78℃下將由三級戊基-二氮雜二烯(0.9 g,4.6 mmol)及純鋰(80 mg,11.5 mmol)之反應製備的鋰三級戊基-二氮二烯基於THF中之新鮮紅色溶液添加至混合物中。隨後,混合物之顏色變成深棕色。在室溫下攪拌整夜之後,在真空下自混合物移除溶劑且用戊烷萃取棕色油狀產物。隨後藉由在25毫托下蒸餾達至220℃來純化棕色油狀產物,得到0.23 g(11%)棕色油狀物。純化產物之特徵在於NMR 1H (δ, ppm, C 6D 6): 5.68 (s, 5H), 5.65 (s, 2H), 1.60 (m, 4H), 1.29 (s, 6H), 1.26(s, 9H), 1.14 (s, 6H), 0.79(t, 6H)。
在開杯TGA分析期間在10℃/min之溫度升高速率下在以200 mL/min流動之氮氣惰性氛圍中量測得到純化產物留下1.2%剩餘質量。結果展示於 1中,其為說明溫度增加時重量損失之百分比的TGA曲線圖。藉由差示掃描熱量法(DSC)量測產物之熔融(26℃)及分解(422℃)之起始溫度,其展示於 2中。 實施例 2.鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)之ALD結果
將CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)儲存於容器中。將容器在90℃下加熱,且Ar用作載體氣體以200 sccm之流速將CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)運載至反應器中。O 3用作氧氣源。將基板自200℃加熱至400℃。在第一步驟期間,將CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)(藉由載體氣體Ar)在10s內引入反應室中。隨後進行10s之Ar吹掃作為第二步驟。作為第三步驟,隨後在1s內將O 3脈衝引入反應室中,接著進行10s Ar吹掃作為第四步驟。重複所有四個步驟200次以獲得Nb 2O 5膜。獲得自身受限之原子層沉積。
3 4a 至圖 4c以及 5 CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)之ALD結果。生長速率為0.3埃/週期且ALD窗高達325℃( 3)。 4a展示在325℃藉由SEM在1:15縱橫比圖案化晶圓中之極佳階梯覆蓋之完整影像。 4b展示 4a之頂部影像且 4c展示 4a之底部影像。 5為XPS深度分佈,其展示在325℃下Nb 2O 5與可忽略的雜質含量之恰當組成比率。
儘管本文中所描述之主題可在說明性實施方式之上下文中描述以處理用於具有使用者交互組件之計算應用程式的一或多個計算應用程式特徵/操作,但主題不限於此等特定具體實例。實際上,本文中所描述之技術可適用於任何合適類型之使用者交互組件執行管理方法、系統、平台及/或設備。
應理解,在如所附申請專利範圍中所表述之本發明之原理及範疇內,熟習此項技術者可對本文中已描述及說明以便解釋本發明之性質的細節、材料、步驟及部件配置作出許多額外改變。因此,本發明並不意欲限於上文及/或隨附圖式中給出之實例中的特定具體實例。
雖然本發明之具體實例已展示且描述,但熟習此項技術者可進行修改而不偏離本發明之精神或教示。本文所描述之具體實例僅為例示性且不具限制性。可對組成物及方法進行諸多變更及修改且此等變更及修改屬於本發明之範疇內。因此,保護範疇不限於本文所描述之具體實例,但僅受隨後之申請專利範圍限制,該範疇應包括申請專利範圍之標的物之所有等效物。
本發明之其他態樣、特徵及優勢將自以下實施方式、隨附申請專利範圍及附圖中變得更充分地顯而易見,在附圖中,類似附圖標號識別類似或相同元件。 [ 1]為熱解重量分析(TGA)曲線圖,其表明鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)隨溫度增加之重量百分比; [ 2]展示CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)之差示掃描熱量法(DSC)熱分析圖; [ 3]為CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)之ALD窗; [ 4a]為Nb 2O 5膜之圖案化晶圓在325℃藉由SEM之階梯覆蓋之完整影像; [ 4b] 4a之頂部影像; [ 4c] 4a之底部影像;及 [ 5]為Nb 2O 5膜在325℃下之XPS深度分佈圖。

Claims (15)

  1. 一種形成含第V(五)族之膜的方法,該方法包含以下步驟: a)       將基板暴露於含第V(五)族之成膜組成物的蒸氣; b)      將該基板暴露於共反應物;及 c)       重複a)及b)之步驟直至使用氣相沉積製程在該基板上沉積所需厚度的該含第V(五)族之膜, 其中該含第V(五)族之成膜組成物包含具有下式之前驅物: , 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta); R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。
  2. 如請求項1之方法,其進一步包含以下步驟 分別在步驟a)及b)之後引入惰性氣體吹掃以分離各暴露,其中該惰性氣體吹掃使用選自N 2、He、Ar、Kr或Xe之惰性氣體。
  3. 如請求項1之方法,其進一步包含電漿處理該共反應物之步驟。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法,其中該共反應物係選自由以下組成之群:O 2、O 3、H 2O、H 2O 2、NO、N 2O、NO 2、其氧自由基及其混合物。
  5. 如請求項1至3中任一項之方法,其中該共反應物係選自由以下組成之群:H 2、H 2CO、N 2H 4、NH 3、胺、肼N(SiH 3) 3、B 2H 6、其Si 2H 6自由基及其混合物。
  6. 如請求項1至3中任一項之方法,其中該前驅物包括(R 3R 4R 5R 6R 7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD) 及(R 3R 4R 5R 6R 7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA) , 其中DAD =二氮雜二烯;EDA為乙二胺;R 1為tBu或nPr;R 2為Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基(nPentyl)或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。
  7. 如請求項1至3中任一項之方法,其中該前驅物為鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)。
  8. 如請求項1至3中任一項之方法,其中沉積溫度在大致50℃與大致600℃範圍內。
  9. 一種用於氣相沉積製程之含第V(五)族之成膜組成物,其包含具有下式之前驅物: 其中M為第V(五)族元素釩(V)、鈮(Nb)或鉭(Ta); R 1至R 8各自為H、C 1-C 6烷基、氟基、烷基矽基、鍺烷基、烷基醯胺或烷基矽基醯胺;m = 1至5,n = 1至5。
  10. 如請求項9之含第V(五)族之成膜組成物,其中該前驅物包括(R 3R 4R 5R 6R 7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-DAD) 及(R 3R 4R 5R 6R 7Cp)Nb(=NR 1)(R 2 2-EDA) , 其中DAD =二氮雜二烯;EDA為乙二胺;R 1為tBu或nPr;R 2為Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu、正戊基或tAm;R 3、R 4、R 5、R 6及R 7各自獨立地為H、Me、Et、nPr、iPr、nBu、tBu或sBu。
  11. 如請求項9之含第V(五)族之成膜組成物,其中該前驅物為鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD)。
  12. 一種藉由ALD製程在基板上形成Nb 2O 5膜或塗層之方法,該方法包含以下步驟: a)       將該基板暴露於鈮三級丁基亞胺基環戊二烯基三級戊基-二氮雜二烯基(CpNb(=NtBu)(tAm 2-DAD))之蒸氣; b)      將該基板暴露於氧化劑;及 c)       重複a)及b)之步驟直至使用該ALD製程在該基板上沉積所需厚度的該Nb 2O 5膜。
  13. 如請求項12之方法,其進一步包含以下步驟: 分別在步驟a)及b)之後引入惰性氣體吹掃以分離各暴露。
  14. 如請求項12之方法,其中該基板為粉末。
  15. 如請求項12至14中任一項之方法,其中該粉末包含以下中之一或多者:氧化鋰鎳錳鈷(Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide;NMC)、氧化鋰鈷(Lithium Cobalt Oxide;LCO)、磷酸鋰鐵(Lithium Iron Phosphate;LFP)及其他電池陰極材料。
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