TWI564423B - (醯胺胺基烷)金屬化合物、及利用該金屬化合物之含金屬之薄膜之製造方法 - Google Patents

(醯胺胺基烷)金屬化合物、及利用該金屬化合物之含金屬之薄膜之製造方法 Download PDF

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Description

(醯胺胺基烷)金屬化合物、及利用該金屬化合物之含金屬之薄膜之製造方法
本發明係關於新穎的(醯胺胺基烷)金屬化合物、及使用該金屬化合物而利用化學氣相蒸鍍法(Chemical Vapor Deposition法;以下稱為CVD法),在成膜對象物上製造含金屬之薄膜的方法。
近年來,就半導體或電子零件等領域之材料而言,已有人研發了各種含金屬之薄膜。
以往,含鎂薄膜製造用之鎂化合物,例如:雙(環戊二烯基)鎂、鎂醇鹽、二酮酸鎂等各種鎂化合物為已知(例如參照專利文獻1~2)。其中,雙(環戊二烯基)鎂或其類緣化合物較常採用。另一方面,雙(醯胺胺基烷)鎂化合物亦為已知,例如當做觸媒、醫藥或農藥等的製造原料(例如參照非專利文獻1~2)。
薄膜製造用鈷化合物,例如已有人提出:雙(乙醯基丙酮酸)鈷(例如參照非專利文獻3)、雙(二-三甲基乙醯基甲烷酸)鈷(bis(dipivaloylmethanate)cobalt)(例如:參照非專利文獻4)、八羰基二鈷(例如參照非專利文獻5及專利文獻3)鈷環戊二烯基二羰基(例如參照非專利文獻6及專利文獻4),或雙(三甲基矽基環戊二烯基)鈷(例如參照專利文獻5)、雙(N,N’-二異丙基乙脒)鈷(例如參照專利文獻6、專利文獻7及非專利文獻7)、雙(N-第三丁基-N’-乙基丙脒)鈷(例如參照專利文獻8及非專利文獻8)。
薄膜製造用錳化合物,例如有人提出雙(二-三甲基乙醯基甲烷酸)錳(bis(dipivaloylmethanate)manganase(例如參照專利文獻9)、雙(乙基環戊二烯基)錳(例如參照專利文獻9及10)、雙(N,N’-二異丙基乙脒)錳(例如參照專利文獻11)、雙(N,N’-二異丙基戊脒)錳(例如參照專利文獻12及13、非專利文獻9及10)。
又,薄膜製造用鋅化合物,例如有人提出雙(乙醯基丙酮酸)鋅(參照例如專利文獻14及15)。
再者,有人提出含鐵之薄膜、含鎳之薄膜、含鑭之薄膜製造用金屬化合物,例如:雙(N,N’-二異丙基乙脒)鐵、雙(N,N’-二異丙基乙脒)鎳、參(N,N’-二異丙基-2-第三丁脒) 鑭(例如參照專利文獻11)等。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-170993號公報 [專利文獻2]日本特開2005-298074號公報 [專利文獻3]美國專利申請案公開第2005/0130417號說明書 [專利文獻4]美國專利申請案公開第2006/0157863號說明書 [專利文獻5]國際公開第2008/111499號小冊 [專利文獻6]國際公開第2004/046417號小冊 [專利文獻7]國際公開第2009/088522號小冊 [專利文獻8]日本特表2010-524264號公報 [專利文獻9]國際公開第2010/116889號小冊 [專利文獻10]國際公開第2011/037090號小冊 [專利文獻11]日本特開2010/156058號公報 [專利文獻12]國際公開第2009/117670號小冊 [專利文獻13]國際公開第2011/050073號小冊 [專利文獻14]日本特開2009-277357號公報 [專利文獻15]日本特開2003-31846號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Eur. J. Soild State Inorg. Chem., p.241(1993) [非專利文獻2]Tetrahedron Lett., p.4175(2004) [非專利文獻3]Japanese Journal of Applied Physics, vol. 36, p.705(1997) [非專利文獻4]Chemistry of Materials, vol. 13, p.588(2001) [非專利文獻5]Thin Solid Films, vol. 485, p.95(2005) [非專利文獻6]Japanese Journal of Applied Physics, vol. 46, p.173(1997) [非專利文獻7]Journal of The Electrochemical Society, vol. 157, D10-15(2010) [非專利文獻8] Dalton Transactions, p.2592-2597(2008) [非專利文獻9]Journal of The Electrochemical Society, vol. 157, D341-345(2010) [非專利文獻10]Journal of The Electrochemical Society, vol. 158, D248-D253(2011) [非專利文獻11]Jpn. J. Appl. Phys. 1114(2004)
[發明欲解決之課題]
但是,習知之薄膜製造用金屬化合物,蒸氣壓、熱安定性、反應性等物性於含金屬之薄膜之製造時不一定為最適,均難稱得上是用於製造含金屬之薄膜的令人滿意的金屬化合物。因此,期待有蒸氣壓、熱安定性、反應性等任一物性均能令人滿意之金屬化合物。
本發明之課題在於,亦即解決上述問題且能利用簡便方法在成膜對象物上製造含金屬之薄膜之對於工業化為理想的金屬化合物,更具體而言,提供適於利用CVD法製造含金屬之薄膜的金屬化合物。又,本發明之課題為提供使用該金屬化合物之含金屬之薄膜之製造方法。 [解決課題之方法]
本發明係關於以下事項。
1.一種以通式(1)表示之(醯胺胺基烷)金屬化合物,
【化1】(式中,M代表金屬原子,R1 代表碳原子數1~6之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基,R2 及R3 可為相同或不同,且代表碳原子數1~3之直鏈狀或分支狀之烷基,或R2 及R3 成為一體而與此等所鍵結之氮原子一起形成取代或無取代之5員或6員環。Z代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之伸烷基(惟,其一部分也可形成環)。n代表配位子之數,與金屬M之價數相等,且代表1~3之整數。
惟,排除以下情形:M為Li(鋰)、Be(鈹)、Ge(鍺)、Nd(釹);M為Mg(鎂)且R1 為甲基;M為Zn(鋅)且R1 為甲基;及M為Bi(鉍)且R1 為第三丁基。又,n為2以上時,2個以上之配位子可為相同也可不同。)。
2.如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物,其中,M為鈉、鎂、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、釔、鑭或銦。
3.如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物,其中,Z為碳原子數1~5之直鏈狀或分支狀的伸烷基,或以下式表示之基:
【化2】(式中,Z1 代表碳原子數1~3之直鏈狀伸烷基,且R代表碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀烷基,或碳原子數3~6之環烷基。)。
4.一種如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物之製造方法,其特徵為: 使以通式(2a)或(2b)表示之單或二烷基金屬化合物與以通式(3)表示之二胺基烷化合物反應:
【化3】(式中,M代表金屬原子,R4 及R5 可為相同或不同,且代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀烷基。)
【化4】(式中,R1 、R2 、R3 及Z與前述為相同含意。)
【化5】(式中,M、R1 、R2 、R3 、Z及n與前述為相同含意。)。
5.一種如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物之製造方法,其特徵為: 使以通式(4a)表示之烷基鹼金屬化合物或鹼金屬,與以通式(3)表示之二胺基烷化合物反應,而獲得以通式(5)表示之(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物,接著,將該(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物,與以通式(6)表示之鹵化金屬化合物反應;
【化6】(式中,R4 代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之烷基,且A代表鹼金屬原子。)
【化7】(式中,R1 、R2 、R3 及Z與前述為相同含意。)
【化8】(式中,R1 、R2 、R3 、A及Z與前述為相同含意。)
【化9】(式中,M代表金屬原子,X代表鹵素原子,n代表鹵素原子的數目且與金屬M的價數相等,而代表1~3之整數。)
【化10】(式中,M、R1 、R2 、R3 、Z及n與前述為相同含意。)。
6.一種如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物之製造方法,其特徵為: 使以通式(7)表示之金屬,與以通式(3)表示之二胺基烷化合物反應:
【化11】(式中,M代表金屬原子,且與前述為相同含意。)
【化12】(式中,R1 、R2 、R3 及Z與前述為相同含意。)
【化13】(式中,R1 、R2 、R3 、M、Z及n與前述為相同含意。)。
7.一種含金屬之薄膜之製造方法,其係利用將如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物當做供給源之化學氣相蒸鍍法。
8.一種含金屬之薄膜形成用原料,其包含如1.之(醯胺胺基烷)金屬化合物。 [發明之效果]
依照本發明,可提供尤適於利用CVD法製造、成膜含金屬之薄膜的新穎的雙(醯胺胺基烷)鎂化合物、雙(醯胺胺基烷)鈷化合物、雙(醯胺胺基烷)錳化合物、雙(醯胺胺基烷)鋅化合物等(醯胺胺基烷)金屬化合物。又,使用該金屬化合物,利用CVD法,能以良好成膜特性製造含金屬之薄膜。
雙(醯胺胺基烷)鎂化合物、雙(醯胺胺基烷)鈷化合物、雙(醯胺胺基烷)錳化合物、雙(醯胺胺基烷)鋅化合物等(醯胺胺基烷)金屬化合物,係分別為當做含鎂之薄膜製造用材料、含鈷之薄膜製造用材料、含錳之薄膜製造用材料、含鋅之薄膜製造用材料等含金屬之薄膜製造用材料為有用之化合物,而且例如為當做觸媒、醫藥或農藥等之製造原料為有用之化合物。
[實施發明之形態]
本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物,係以前述通式(1)表示。
該通式(1)中,M代表金屬原子(排除Be(鈹)、Ge(鍺)、Nd(釹)),例如:鋰、鈉、鎂  錳、鐵、鈷、鎳、鋅、釔、鑭或銦。
R1 代表甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、第二丁基、第三丁基、環丁基、第三戊基、新戊基、環戊基、環己基等碳原子數1~6之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基。R1 較佳為碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基,碳原子數1~5之直鏈狀或分支狀之烷基更佳。於有些實施態樣中,碳原子數2~5之直鏈狀或分支狀之烷基更佳,碳原子數3~5之直鏈狀或分支狀之烷基更佳,異丙基、第二丁基、第三丁基、第三戊基尤佳。
惟,不含以下情形:M為Mg(鎂)且R1 為甲基之情形;M為Zn(鋅)且R1 為甲基之情形;M為Bi(鉍)且R1 為第三丁基之情形。
R2 及R3 可為相同或不同,代表甲基、乙基、正丙基、異丙基等碳原子數1~3之直鏈狀或分支狀之烷基,或R2 及R3 成為一體而與此等所鍵結之氮原子一起形成取代或無取代之5員或6員環。R2 及R3 較佳為碳原子數1~2之烷基(甲基、乙基),又,R2 及R3 成為一體而與此等所鍵結之氮原子一起形成取代或無取代之5員環,較佳為無取代之5員環亦為較佳。R2 及R3 為甲基、乙基尤佳。
又,Z代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之伸烷基(惟,其一部分也可形成環)。Z也可含有其一部分形成環之亦即環丙基、環丁基、環戊基、環己基等環烷基,但較佳為不含環烷基之碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之伸烷基。
Z為亞甲基、伸乙基、三亞甲基、甲基伸乙基、1,2-二甲基伸乙基、1,1-二甲基伸乙基、四伸乙基、2-甲基三亞甲基、六亞甲基等碳原子數1~5之直鏈狀或分支狀之伸烷基為較佳。
Z為直鏈狀之伸烷基時,碳原子數1~3之伸烷基更佳,碳原子數2之伸烷基(伸乙基)尤佳。
Z為分支狀之伸烷基時,例如以下式表示之基較佳:
【化14】
(式中,Z1 表示碳原子數1~3之直鏈狀伸烷基,R表示碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀烷基,或碳原子數3~6之環烷基)。
Z1 表示例如:亞甲基、伸乙基、三亞甲基等碳原子數1~3之直鏈狀伸烷基,亞甲基較佳。
R例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、庚基、己基等碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基;或環丙基、環丁基、環戊基、環己基等碳原子數3~6之環烷基,為碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基較佳,碳原子數1~4之直鏈狀或分支狀之烷基更佳,碳原子數1~3之直鏈狀之烷基又更佳,甲基尤佳。
就該情形之較佳態樣而言,Z1 為亞甲基,且R為碳原子數1~3之直鏈狀之烷基,更佳為甲基。
Z較佳為不含環(環烷基)之碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之伸烷基,碳原子數1~5之直鏈狀或分支狀之伸烷基更佳,碳原子數1~5,更佳為碳原子數1~3,更佳為碳原子數2之伸烷基(直鏈狀伸烷基),或碳原子數1~3之烷基,更佳為有1或2個甲基鍵結之碳原子數2之伸烷基(分支狀伸烷基)尤佳。又,該分支狀伸烷基中,2個烷基可以鍵結於伸烷基之相同碳原子,也可鍵結於不同的碳原子,又,2個烷基可相同也可不同。
通式(1)中,n代表配位子之數目,且與金屬M之價數相等,通常為1~3之整數。
n為2以上時,2個以上的配位子可以相同也可以不同。又,配位子為2種以上之混合物時,有時會得到多種錯合物。
本發明之一較佳態樣為:R1 為碳原子數2~5之烷基,又更佳為碳原子數3~5之烷基、R2 及R3 為碳原子數1~2之烷基,且Z為碳原子數1~3之伸烷基。
本發明之又另一較佳態樣,R1 為碳原子數1~5之烷基、R2 及R3 為碳原千數1~2之烷基,且Z為下式表示之基,
【化15】式中,Z1 為碳原子數1~3之伸烷基,R為碳原子數1~4之直鏈狀或分支狀烷基。
本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物,例如以下式(1)~(498)表示之化合物。又,式中,M代表金屬原子,n代表配位子之數目,且與金屬M之價數相等。o、p也代表各配位子之數目,且其合計(o+p)與金屬M之價數相等。
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】
【化37】
【化38】
【化39】
【化40】
【化41】
尤其,本發明之雙(醯胺胺基烷)鎂化合物,例如:以下式(4)~(18)表示之化合物。
【化42】
【化43】
本發明之雙(醯胺胺基烷)鈷化合物,例如以下式(6)~式(20)、(1a)~(1u)表示之化合物。
【化44】
【化45】
【化46】
【化47】
【化48】
本發明之雙(醯胺胺基烷)錳化合物,例如以下式(6)~式(27)表示之化合物。
【化49】
【化50】
本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物,尤其雙(醯胺胺基烷)鎂化合物、(醯胺胺基烷)鋰化合物等之合成,可藉由使以下所示二烷基鎂化合物、烷基鋰化合物等單或二烷基金屬化合物(2a)或(2b)與二胺基烷化合物(3)反應,而合成(醯胺胺基烷)金屬化合物(1)之(以下有時稱為本發明之反應(I))而進行。
【化51】(式中,R4 與R5 可為相同或不同,代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之烷基,且M、R1 、R2 、R3 及Z與前述為相同含意)。
本發明之反應(I)中使用之單或二烷基金屬化合物,係以前述通式(2a)或(2b)表示。該通式(2a)及(2b)中,R4 及R5 可為相同或不同,代表甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、第三戊基、新戊基、正癸基等碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之烷基。
本發明之反應(I)中使用之單或二烷基金屬化合物,可使用市售品,又,可利用公知方法,以金屬鎂等金屬單體當做起始原料以製造,較佳為二(正丁基)鎂或正丁基乙基鎂等R4 及R5 為正丁基或乙基的以通式(2a)或(2b)表示之單或二烷基金屬化合物等。
本發明之反應(I)中使用之二胺基烷化合物,係以前述通式(3)表示。該通式(3)中,R1 、R2 、R3 及Z各與式(1)中之R1 、R2 、R3 及Z對應且與前述為相同含意。
因此,本發明之反應(I)中使用的二胺基烷化合物,宜使用1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷、1-環丙胺基-2-二甲胺基乙烷、1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷、1-異丁胺基-2-二甲胺基乙烷、1-二甲胺基-2-(第三戊胺基)乙烷、1-異丙胺基-3-二甲胺基丙烷、1-(第三丁胺基)-3-二甲胺基丙烷、(異丙胺基)(二甲胺基)甲烷、(第三丁胺基)(二甲胺基)甲烷等。
本發明之反應(I)中使用之二胺基烷化合物,可使用市售品,又可藉由組合公知之方法等以製造,例如可適當採用單烷胺與構造中具有「二烷胺基」之鹵烷之鹽酸鹽,或對應之亞胺化合物之還原反應等方法。
前述二胺基烷化合物之使用量,相對於單或二烷基金屬化合物1莫耳,較佳為1.5~3.0莫耳,又更佳為1.8~2.2莫耳。
本發明之反應(I),於有機溶劑中進行為理想。使用之有機溶劑只要不會抑制反應即可,不特別限定,可使用例如:二乙醚、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二烷等醚類;己烷、庚烷、辛烷、環己烷、甲基環己烷、乙基環己烷等脂肪族烴類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類,較佳為醚類、脂肪族烴類、醚類與脂肪族烴類之混合溶劑。又,該等有機溶劑可以單獨使用或混合二種以上使用。
前述有機溶劑之使用量,相對於單或二烷基金屬化合物1g,較佳為1~100g,又更佳為1~10g。
本發明之反應(I),係藉由將例如單或二烷基金屬化合物、二胺基烷化合物及有機溶劑混合,於攪拌狀態使反應之等方法以實施。此時之反應溫度較佳為-20~120℃,又更佳為0℃~100℃,反應壓力無特別限制。
依照本發明之反應(I)可獲得目的物(醯胺胺基烷)金屬化合物。合成的(醯胺胺基烷)金屬化合物,可於反應結束後利用萃取、過濾、濃縮、蒸餾、昇華、再結晶、管柱層析公知方法單離、精製。
又,本發明之目的物(醯胺胺基烷)金屬化合物、及其製造原料二烷基鎂化合物,由於常會對於大氣中之水分或氧氣不穩定,故理想為於無水條件下或鈍性氣體氛圍下進行反應操作或反應液之後處理等。
又,也可以金屬替代單或二烷基金屬化合物,並與使用單或二烷基金屬化合物之情形以同樣方式,使金屬與二胺基烷化合物反應而獲得本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物。
【化52】(式中,M、R1 、R2 、R3 及Z與前述為相同含意。)
本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物,尤其雙(醯胺胺基烷)鈷化合物、雙(醯胺胺基烷)錳化合物、雙(醯胺胺基烷)鋅化合物、雙(醯胺胺基烷)鐵化合物、雙(醯胺胺基烷)鎳化合物、參(醯胺胺基烷)銦化合物、參(醯胺胺基烷)釔化合物、參(醯胺胺基烷)鑭化合物等之合成,可藉由以下所示實施,具體而言,使烷基鹼金屬化合物(4a)或鹼金屬(4b)與二胺基烷化合物(3)反應而獲得(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物(5)(以下有時也稱為反應(A)),其次,使其與二鹵化鈷化合物、二鹵化錳化合物等鹵化金屬化合物(6)反應而獲得(醯胺胺基烷)金屬化合物(1)(以下有時也稱為反應(B))之方法實施。又,有時也會將反應(A)與反應(B)統稱為本發明之反應(II)。
【化53】(式中,R4 代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之烷基,且A代表鹼金屬原子,X代表鹵素原子,且M、R1 、R3 、R3 及Z與前述表示相同含意)。
(反應(A);(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物(5)之合成) 本發明之反應(A)使用之烷基鹼金屬化合物,係以前述通式(4a)表示。該通式(4a)中,R4 代表甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、第三戊基、新戊基、正癸基等碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之烷基,A代表鋰原子、鈉原子或鉀原子等鹼金屬。又,該等烷基鹼金屬化合物,可以單獨使用或將2種以上混合使用。
前述烷基鹼金屬化合物,可以理想地使用甲基鋰、正丁基鋰。
也可使用鹼金屬(4b)代替烷基鹼金屬化合物(4a)。
本發明之反應(A)中使用之二胺基烷化合物,係以前述通式(3)表示。該通式(3)中,R1 、R2 、R3 及Z各對應於式(1)之R1 、R2 、R3 及Z,並與前述為相同含意。
因此,本發明之反應(A)使用之二胺基烷化合物,具體而言,例如:1-乙胺基-2-二甲胺基乙烷、1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷、1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷、1-異丁胺基-2-二甲胺基乙烷、1-二甲胺基-2-(第三戊胺基)乙烷、1-異丙胺基-3-二甲胺基丙烷、1-(第三丁胺基)-3-二甲胺基丙烷、(異丙胺基)(二甲胺基)甲烷、(第三丁胺基)(二甲胺基)甲烷、1-甲胺基-2-二甲胺基丙烷、1-乙胺基-2-二甲胺基丙烷、1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷、1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基丙烷、1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基丙烷、1-異丁胺基-2-二甲胺基丙烷、1-(第三戊胺基)-2-二甲胺基丙烷等。
本發明之反應(A)中使用的二胺基烷化合物可使用市售品,又,可組合公知的方法製造,例如可以適當採用利用單烷胺與構造中具有「二烷胺基」之鹵烷之鹽酸鹽,或對應的亞胺化合物的還原反應等的方法。
前述二胺基烷化合物之使用量,相對於烷基鹼金屬化合物或鹼金屬1莫耳,較佳為1.5~3.0莫耳,又更佳為1.8~2.2莫耳。
本發明之反應(A),於有機溶劑中進行為理想。使用之有機溶劑只要不抑制反應即可,不特別限定例如可使用二乙醚、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二烷等醚類;己烷、庚、辛烷、環己烷、甲基環己烷、乙基環己烷等脂肪族烴類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類,較佳為醚類、脂肪族烴類、醚類與脂肪族烴類之混合溶劑。又,該等有機溶劑可以單獨使用或混合二種以上使用。
前述有機溶劑之使用量,相對於烷基鹼金屬化合物或鹼金屬1g,較佳為1~100g,又更佳為1~10g。
本發明之反應(A),例如可藉由將混合有二胺基烷化合物及有機溶劑者於攪拌狀態,添加烷基鹼金屬化合物或鹼金屬之有機溶劑溶液(也可為懸浮液)並使反應等之方法實施。此時的反應溫度,較佳為-78~120℃,又更佳為-20~60℃,反應壓力不特別限定。
(反應(B);(醯胺胺基烷)金屬化合物(I)之合成) 本發明之反應(B)中使用之二鹵化鈷化合物、二鹵化錳化合物、二鹵化鋅化合物、二鹵化鐵化合物、二鹵化鎳化合物、三鹵化銦化合物、三鹵化釔化合物、三鹵化鑭化合物等鹵化金屬化合物,係以前述通式(6)表示。該通式(6)中,X代表氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵素原子。
前述鹵化金屬化合物,宜使用氯化鈷(II)、氯化錳(II)、氯化鋅(II)、氯化鐵(II)、氯化鎳(II)、氯化銦(III)、氯化釔(III)、氯化鑭(III)等金屬氯化物、溴化鈷(II)、溴化錳(II)、溴化鋅(II)、溴化鐵(II)、溴化鎳(II)、溴化銦(III)、溴化釔(III)、溴化鑭(III)等金屬溴化物、碘化鈷(II)、碘化錳(II)、碘化鋅(II)、碘化鐵(II)、碘化鎳(II)、碘化銦(III)、碘化釔(III)碘化鑭(III)等金屬碘化物。
前述鹵化金屬化合物之使用量,相對於(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物1莫耳,較佳為0.25~0.75莫耳,又更佳為0.4~0.6莫耳。
本發明之反應(B),於有機溶劑中進行為理想。使用之有機溶劑只要不抑制反應即可,不特別限定,可使用例如:二乙醚、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二烷等醚類;己烷、庚烷、辛烷、環己烷、甲基環己烷、乙基環己烷等脂肪族烴類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類,但較佳為醚類、脂肪族烴類、醚類與脂肪族烴類之混合溶劑。又,該等有機溶劑可以單獨使用或混合2種以上使用。
前述有機溶劑之使用量,相對於(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物1g,較佳為1~100g,又更佳為1~10g。
本發明之反應(B)可藉由例如將混合有鹵化金屬化合物及有機溶劑者於攪拌狀態,添加反應(A)獲得之(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物之有機溶劑溶液並使反應之等方法以進行。此時反應溫度,較佳為-78~120℃,又更佳為-20~60℃,反應壓力不特別限制。
依照本發明之反應(B),可獲得目的物(醯胺胺基烷)金屬化合物。合成之(醯胺胺基烷)金屬化合物,於反應結束後可藉由例如:萃取、過濾、濃縮、蒸餾、昇華、再結晶、管柱層析等公知方法單離、精製。
本發明進行反應(A)與反應(B)時,例如可使用相同溶劑,也可將獲得當做反應(A)之結果的(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物(5)不加以單離、精製而直接將反應(A)獲得之反應液使用在反應(B),而連續地合成(醯胺胺基烷)金屬化合物。
又,目的物(醯胺胺基烷)金屬化合物、其起始原料烷基鹼金屬化合物、及合成中間體(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物,常對於大氣中之水分或氧氣不穩定,故宜於無水條件下或鈍性氣體氣體氛圍下,進行反應操作或反應液之後處理等。又,起始原料或溶劑等宜在使用前預先脱水或乾燥。
使用本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物,藉由例如CVD法能以良好的成膜特性將含金屬之薄膜進行成膜。
於成膜對象物上蒸鍍含金屬之薄膜之蒸鍍方法,可以利用公知之CVD法或原子層沉積法(ALD法)進行,例如於常壓或減壓下,將(醯胺胺基烷)金屬化合物之蒸氣,與氫源(例如:氫氣、氨氣等還原性氣體)、氮源(例如:氮、氨等)或氧源(例如:氧氣、臭氧等氧化性氣體;水;甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇等醇類)一起送入經加熱之成膜對象物上,而蒸鍍含金屬之薄膜之方法。又,該等該等氣體(也包含經氣化的液體)也可以鈍性氣體等稀釋。又,也可藉由同樣的原料供給,以電漿CVD法蒸鍍含金屬之薄膜。
CVD法中,為了形成薄膜,需要將(醯胺胺基烷)金屬化合物氣化,但是使本發明使用之(醯胺胺基烷)金屬化合物氣化之方法,例如不僅是將(醯胺胺基烷)金屬化合物本身充填或運送到氣化室而使氣化之方法,也可使用將(醯胺胺基烷)金屬化合物經適當溶劑(例如:己烷、環己烷、甲基環己烷、乙基環己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烴類;甲苯、乙基苯、二甲苯等芳香族烴穎;甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、二烷、四氫呋喃等醚類等)稀釋而獲得之溶液以液體運送用泵浦導入氣化室而使氣化之方法(溶液法)。
使用本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物蒸鍍含金屬之薄膜時,其蒸鍍條件,例如:反應系內之壓力較佳為1Pa~200kPa、成膜對象物溫度較佳為50~900℃,又更佳為100~600℃,使(醯胺胺基烷)金屬化合物氣化之溫度,較佳為0~250℃,又更佳為30~200℃。
又,蒸鍍含金屬之薄膜時,相對於總氣體量,氧源(例如:氧化性氣體、水蒸氣或醇蒸氣、或該等之混合氣體)、氮源(例如:氮氣、氨氣或該等混合之氣體)或還原性氣體(例如:氫氣或氨氣、或該等之混合氣體)之含有比例,較佳為3~99容量%,又更佳為5~98容量%。 [實施例]
以下舉實施例具體說明本發明,但本發明之範圍不限於該等。
參考例A1(二丁基鎂之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積100ml之燒瓶中,於氬氣氛圍,添加金屬鎂5.5g(0.23mol)及二乙醚20ml後,緩慢滴加溴丁烷3.0g(21mmol)。其次,緩慢滴加二乙醚180ml及溴丁烷25g(0.18mol),於攪拌狀態於40℃使反應2小時,再添加二烷55g(0.62mol),於攪拌狀態於40℃使反應2小時。反應結束後,於氬氣氛圍過濾反應液,將濾液於減壓下濃縮。於將濃縮物加熱之狀態使真空乾燥,獲得二丁基鎂22g(單離產率;80%)。
參考例A2(1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷之合成)
【化54】於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,添加異丙胺6.0g(0.10mol)及水5ml後,緩慢滴加2-(二甲胺基)氯乙烷鹽酸鹽5.0g(35mmol)之水溶液10ml,使液溫成為30~50℃之範圍,於此狀態攪拌2小時。其次,於冰浴下緩慢滴加氫氧化鈉2.8g(70mmol)之水溶液10ml,使反應10分鐘。反應結束後,將反應液以己烷25m1萃取2次,將己烷層於減壓下濃縮。將濃縮物減壓蒸餾(65℃、4.0kPa),獲得1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷1.4g (單離產率;31%)。
參考例A3(1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷之合成) 將參考例A2中的異丙胺改變為第三丁胺7.3g(0.10mo1),除此以外與參考例A2同樣進行反應並濃縮後,進行減壓蒸餾(60℃、2.4kPa),獲得1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷1.8g (單離產率;36%)。
參考例A4(1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基乙烷之合成) 將參考例A2中之異丙胺改變為第二丁胺7.3g(0.10mo1),除此以外與參考例A2同樣進行反應,濃縮後進行減壓蒸餾(65℃、2.0kPa),獲得1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基乙烷1.7g (單離產率;34%。)。
參考例A5((第三丁基)(3-(二甲胺基)丙胺之合成) 將參考例A2中之2-(二甲胺基)氯乙烷鹽酸鹽5.0g(35mmol)改變成3-(二甲胺基)氯丙烷鹽酸鹽5.5g(35mmol),除此以外與參考例A2同樣進行反應,濃縮後進行減壓蒸餾(60℃、0.80kPa),獲得(第三丁基)(3-(二甲胺基)丙胺2.2g(單離產率;40%)
參考例A6(1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,添加第三丁胺16g(0.22mol)、2-(二甲胺基)氯乙烷鹽酸鹽5.0g(35mmol)及水1ml後,於70℃使反應10小時。反應結束後,將反應液以己烷25m1萃取2次,將己烷層於減壓下濃縮。將濃縮物減壓蒸餾(60℃、2.4kPa),獲得1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷3.0g(單離產率;60%)。
實施例A1(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(6)之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積25ml的燒瓶中,於氬氣氛圍添加參考例A1獲得之二丁基鎂0.69g(5.0mmol)及庚烷10ml,並緩慢添加參考例A2獲得之1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷1.3g(10mmol),於攪拌狀態於90℃使反應6小時。反應結束後,將反應液濃縮後,於減壓下蒸餾(80℃、13Pa),獲得無色透明液體的雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂1.3g(單離產率;92%)。將該化合物保持在25℃,經數小時成為白色固體。
又,雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂為以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.99(4H,t,5.8Hz), 2.85(2H,sept,6.3Hz),2.61(4H,t,5.8Hz),2.35(12H,s),1.01(12H,d,6.3Hz) 熔點;53~55℃
實施例A2(雙(1- (第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(7)之合成) 將實施例Al中之1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷改變為參考例A3獲得之1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷1.4g(10mmol),除此以外與實施例Al同樣進行反應,濃縮後於減壓下使昇華(90℃、13Pa),獲得白色固體之雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂1.2g (單離產率;77%)。
又,雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂為以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));3.00)(4H,t,5.8Hz),2.58(4H,t,5.8Hz),2.34(12H,s),1.08(18H,s) 熔點;90~93℃
實施例A3(雙(1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(8)之合成) 將實施例Al中之1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷改變為參考例A4獲得之1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基乙烷1.4g(10mmol),除此以外與實施例Al同樣進行反應,濃縮後於減壓下蒸餾(90℃、13Pa),獲得無色透明液體之雙(1- (第二丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂1.4g (單離產率;90%)。
又,雙(1- (第二丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂係以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR (四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.98(6H,m),2.60(4H,m),2.35(12H,s),1.53(2H,m),1.16(2H,m), 1.00(6H,m),0.85(6H,m)
實施例A4(雙(1-乙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(4)之合成) 將實施例Al中之1-異丙胺基ー2-二甲胺基乙烷改變為1-乙胺基-2-二甲胺基乙烷(市售品)1.2g(10mmol),除此以外與實施例Al同樣進行反應,濃縮後於減壓下蒸餾(110℃、13Pa),獲得無色透明液體之雙(1-乙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂0.90g(單離產率;71%)。
又,雙(1-乙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂為以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR (四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.93(4H,br), 2.90(4H,br),2.63(4H,br),2.15(12H,br),1.00)(6H,br)
實施例A5(雙(1-乙基醯胺-2-二乙胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(11)之合成) 將實施例Al中之1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷改變為1-乙胺基-2-二乙胺基乙烷(市售品)1.4g(10mmol),除此以外與實施例Al同樣進行反應,濃縮後於減壓下蒸餾(130℃、13Pa),獲得無色透明液體之雙(1-乙基醯胺-2-二乙胺基乙烷-N,N’)鎂1.0g(單離產率;60%)。
又,雙(1-乙基醯胺-2-二乙胺基乙烷-N,N’)鎂為以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR (四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.97(4H,br),2.78(8H,br),2.45(8H,br),1.10(6H,br), 0.96(12H,br)
實施例A6(雙(1-(第三丁基醯胺)-3-二甲胺基丙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(13)之合成) 將實施例A1中的1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷改變為參考例A5獲得之(第三丁基)(3-(二甲胺基)丙胺1.6g(10mmol),除此以外與實施例A1同樣進行反應,濃縮後於減壓下蒸餾(90℃、13Pa),獲得無色透明液體之雙(1-(第三丁基醯胺)-3-二甲胺基丙烷-N,N’)鎂1.4g(單離產率;76%)。
又,雙(1-(第三丁基醯胺)-3-二甲胺基丙烷-N,N’)鎂為以下之物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR (四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));3.04(4H,t,5.8Hz),2.51(4H,t,5.8Hz),2.39(12H,s),1.60(4H,m),1.10(18H,s) 熔點:110~114℃
實施例A7 (蒸鍍實驗;含鎂之薄膜之製造) 使用實施例A1獲得之雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(6)),以CVD法進行蒸鍍實驗,評價成膜特性。
蒸鍍實驗使用圖1所示之裝置。圖1所示之裝置係如以下構造。將以恆溫槽8保持在固定溫度的鎂原料容器(氣化器)7的鎂化合物加熱氣化,由經由質流控制器導入之氦氣載運而流出原料容器7。流出原料容器7之氣體與經由質流控制器5而導入之氦氣一起導入反應器9。另一方面,於反應器9中,亦將反應氣體氧氣也經由質流控制器6導入。反應系內壓力,係以壓力計12監控,藉由在真空泵浦14前側的閥的開閉,控制為既定壓力。反應器9之中央部係可以由加熱器11加熱之構造。導入於反應器9之鎂化合物,放置於反應器內中央部,在以加熱器11加熱到既定溫度之基板10之表面上氧化並熱分解,在基板10上形成含鎂之薄膜。流出反應器9之氣體,經由捕集器13、真空泵浦14而排放到大氣中。
蒸鍍條件及膜特性如下。
(蒸鍍條件)鎂原料;雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎂(鎂化合物(6)) 氣化溫度;40℃ He載流氣體流量;100sccm 氧氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si 基板溫度;300℃ 反應系內壓力;1.33kPa 蒸鍍時間;30分鐘
(膜特性(XPS-depth測定)) 膜厚;50nm以上 XPS分析;鎂氧化膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
比較例A1(蒸鍍實驗;含鎂之薄膜之製造) 使用雙(環戊二烯基)鎂,與實施例A7同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。又,調整各種條件,使原料之供給量與實施例A7一致並進行蒸鍍實驗。
(蒸鍍條件) 鎂原料;雙(環戊二烯基)鎂 氣化溫度;30℃ He載流氣體流量;10sccm 稀釋He流量;90sccm 氧氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si 基板溫度;300℃ 反應系內壓力;10Torr(約1.33kPa) 蒸鍍時間;30分鐘
(膜特性(XPS-depth]測定)) 膜厚;50nm以上 XPS分析;鎂氧化膜 含碳率;30% (碳原子換算) 含氮率;未檢測到(原本原料中不存在氮原子)
從以上結果,解明:藉由使用本發明之雙(醯胺胺基烷)鎂化合物,能製造不含碳原子或氮原子等雜質之高品質之含鎂之薄膜(鎂氧化膜)。
參考例Bl((1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之合成)
【化55】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷2.15g(16.5mmol)與己烷15m1。其次,保持液溫在0℃之狀態,緩慢滴加1.65mol/l之正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol),於攪拌狀態,於同溫度使反應30分鐘,於20℃使反應2小時。於反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得(1-異丙基醯胺胺基乙烷-N,N’)鋰2.13g(單離產率;95%)。
又,(1-異丙基醯胺胺基乙烷-N,N’)鋰之物性值如下。
1 H-NMR (四氫呋喃-d8 ,δ(ppm)); 2.95(2H,t,6.0Hz), 2.91(1H,quint,6.2Hz), 2.44(2H,t,6.0Hz), 2.18(6H,s), 0.99(6H,d,6.2Hz)
實施例B1(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(II)(鈷化合物(8)之合成)
【化56】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍添加氯化鈷(II)(預先乾燥的無水物)0.500g(3.85mmol)及四氫呋喃10ml,混合並攪拌2小時。其次,將液溫保持在0℃的狀態,緩慢滴加與參考例Bl以同樣方法獲得之1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.05g(7.7lmmol)之四氫呋喃溶液10ml。之後,一面攪拌一面於20℃使反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於濃縮物添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓下濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(80℃、 13.3Pa),獲得濃綠色固體之(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(II)1.0g(單離產率;80%)。
又,雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(II)為以下之物性値表示之新穎的化合物。
熔點;68~69℃ 利用感應耦合電漿(ICP)分析之鈷含量;19.2質量% (計算値;18.6質量%)
參考例B2(1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之合成 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加參考例A4獲得之1-第二丁胺基-2-二甲胺基乙烷2.59g(16.5mmol)與己烷15m1。其次,將混合液保持在0℃之狀態,緩慢滴加1.65mol/l之正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol)。滴加後,將混合液於0℃攪拌30分鐘後,於攪拌狀態於20℃使反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,使濃縮物於真空下乾燥,獲得1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’鋰。又,1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’鋰不另外精製,而用在次一反應。
參考例B3(1-第三戊胺基-2-二甲胺基乙烷之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計之內容積300m1之燒瓶中,添加2-(二甲胺基)氯乙烷鹽酸鹽20.6g(143mmol)、第三戊胺74.0g(859mmol)後,進行8小時加熱回流。反應結束後,將反應混合物以己烷100ml進行2次過濾、洗滌,將己烷層於減壓下濃縮。將濃縮物減壓蒸餾(120℃、11.0kPa),獲得1-第三戊胺基-2-二甲胺基乙烷13.5g(單離產率;60%)。
實施例B2(雙(1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(10))之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積100m1之燒瓶中,於氬氣氛圍添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,攪拌2小時。其次,將參考例B2獲得之1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之四氫呋喃溶液20ml,於保持液溫在0℃之狀態緩慢滴加後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,於減壓下濃縮,於濃縮物中添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,將獲得之濃縮物於減壓下蒸餾(90℃、13.3Pa),獲得濃綠色液體之(雙(l-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷0.8g(單離產率27%)。
又,雙(l-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷為以下物性値表示之新穎的化合物。
利用ICP分析之Co含量;16.03wt% (計算値;17.06wt%)
參考例B4(1-第三戊基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之合成 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加參考例B3獲得之l-第三戊胺基-2-二甲胺基乙烷2.69g(16.5mmol)與己烷15m1。其次,保持混合液於0℃之狀態,緩慢滴加1.65mol/l之正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol)。滴加後,將混合液於0℃攪拌30分鐘後,一面攪拌一面於20℃使反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得1-第三戊基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’鋰。又,1-第三戊基醯胺-9-二甲胺基乙烷-N,N’鋰不另外進行精製,而用在次一反應。
實施例B3(雙(1-第三戊基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(12))之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積100ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,攪拌2小時。其次,將參考例B4獲得之1-第三戊基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之四氫呋喃溶液20ml,保持液溫在0℃之狀態緩慢滴加後,一面攪拌一面於20℃使反應6小時。反應結束後,於減壓下濃縮,於濃縮物添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,將獲得之濃縮物於減壓下蒸餾(100℃、13.3Pa),獲得濃綠色液體之(雙(1-第三戊基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷1.45g(單離產率47%)。
又,雙(l-第三戊基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷為以下物性値表示之新穎的化合物。
利用ICP分析得知的Co含量;15.80wt% (計算値;15.80wt%)
實施例B4(雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(9))之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積100ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,攪拌2小時。其次,將參考例D3獲得之1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之四氫呋喃溶液20ml,於保持液溫為0℃之狀態緩慢滴加後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,於減壓下濃縮,並於濃縮物中添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,並將獲得之濃縮物於減壓下蒸餾(95℃、13.3Pa),獲得濃綠色固體之(雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷1.2g(單離產率42%)。
又,雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷為以下物性値表示之新穎的化合物。
利用ICP分析之Co含量;16.5wt% (計算値;17.1wt%)
實施例B5(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用實施例B1獲得之雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(II) (鈷化合物(8)),進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。
評價試驗使用圖2所示之裝置。將氣化器3(玻璃製安瓿)中的鈷化合物20,以加熱器10B加熱並氣化,由經過質流控制器1A以預熱器10A預熱後導入之氦氣載運而流出氣化器3。流出氣化器3之氣體,與經由質流控制器1B、截止閥2而導入之氨氣或氫氣、氧氣等反應氣體一起導入反應器4。反應系內壓力藉由真空泵浦前側的閥6的開閉,而控制在既定壓力,並以壓力計5監測。反應器之中央部係能以加熱器10C加熱之構造。將導入於反應器之鈷化合物放置於反應器內之中央部,並且在以加熱器10C加熱至既定溫度之被蒸鍍基板21之表面上進行還原或氧化熱分解,於基板21上析出含鈷之薄膜。流出反應器4之氣體,經過捕集器7、真空泵浦,而排放到大氣中。
蒸鍍條件及膜特性如下。又,被蒸鍍基板係使用尺寸為6mm×20mm之矩形基板。
(蒸鍍條件) 鈷原料;雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(II) (鈷化合物(8)) 氣化溫度;90℃ He載流氣體流量;10sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
(膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;400nm XPS分析;鈷膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
實施例B6(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用實施例B2獲得之雙(1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(II) (鈷化合物(10)),與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,並評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。
(蒸鍍條件) 鈷原料;雙(1-第二丁基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(10)) 氣化溫度;80℃ He載流氣體流量;30sccm 氨氣流量;20sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
(膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;200nm XPS分析;鈷膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
比較例Bl(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用雙(N-第三丁基-N’-乙基丙脒)鈷(專利文獻8記載之化合物),與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。
(蒸鍍條件) 氣化溫度;90℃ He載流氣體流量;10sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
(膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;40nm XPS分析;鈷膜 含碳率;3% (碳原子換算) 含氮率;7% (氮原子換算)
由以上的結果,解明:本發明之雙(醯胺胺基烷)鈷化合物能在短時間製造含鈷之薄膜(高成膜速率),且同時能成為製造不含碳原子或氮原子等雜質之高品質之含鈷之薄膜的原料。
參考例C1(1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷及2-異丙胺基-1-二甲胺基丙烷混合物之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計之內容積300m1之燒瓶中,添加2-(二甲胺基)氯丙烷鹽酸鹽25.0g(158mmol)、異丙胺56.1g(949mmol)及水3m1後,於攪拌狀態於40~50℃使反應10小時。反應結束後,將反應混合物過濾,以己烷200ml洗滌,並將己烷層於減壓下濃縮。將獲得之濃縮物減壓蒸餾(105℃、13.3kPa),獲得1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷及2-異丙胺基-1-二甲胺基丙烷之混合物(混合比8:2)18.2g (單離產率;82%)。
又,1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷及2-異丙胺基-1-二甲胺基丙烷混合物之物性値如下。
1 H-NMR (CDCl3 ,δ(ppm));0.89(3H,s,主要異構物),0.97(3H,s,次要異構物),1.05,1.07(各3H,各d,J=6.3Hz,主要異構物), 1.05,1.10(各3H,各d,J=6.3Hz,次要異構物),1.52(1H,drs),2.19(6H,s,次要異構物),2.20(6H,s,主要異構物),2.48(2H,d,J=6.8Hz,主要異構物),2.50(2H,d,J=6.8Hz,次要異構物),2.68-2.89(2H,m)
參考例C2(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰及2-異丙基醯胺-1-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰混合物之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加參考例Cl獲得之1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷及2-異丙胺基-1-二甲胺基丙烷之混合物(混合比8:2)2.15g(16.5mmol)及己烷15m1。其次,將混合液保持在0℃,緩慢滴加1.65mol/l之正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol)。滴加後,將混合液於0℃攪拌30分鐘後,於攪拌狀態於20℃使反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰及2-異丙基醯胺-1-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之混合物。
又,1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰及2-異丙基醯胺-1-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰混合物直接用在次一反應。
實施例C1(雙(1-異丙基醯胺-2二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1c))、雙(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(lj))及(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1q))混合物之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積100ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,並攪拌2小時。其次,將參考例C2獲得之1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰及2-異丙基醯胺-1-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之混合物之四氫呋喃溶液20ml,於保持液溫為0℃之狀態緩慢滴加後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,並於獲得之濃縮物中添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,並將濃縮物於減壓下蒸餾(95℃、13.3Pa),獲得暗褐色固體之雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷、雙(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷及(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷混合物1.9g(單離產率;67%)。
又,雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷、雙(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷及(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷混合物係以下物性值表示的新穎的化合物。
熔點:90℃ 感應耦合電漿(ICP)分析之鈷含量;16.4質量% (計算值;17.06質量%)
參考例C3(1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積200ml的燒瓶中,添加參考例C1獲得之1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷及2-異丙胺基-1-二甲胺基丙烷之混合物(混合比8:2)12.0g(75.9mmol)、甲醇50ml後,於攪拌狀態加熱到60~70℃。其次,緩慢滴加草酸13.7g(151.8mmol)、甲醇60ml的溶液後,於攪拌狀態於20℃使反應1小時。過濾反應混合液後,將濾液於減壓下濃縮,並於濃縮物中添加水100ml、氫氧化鉀17.0g(303.6mmol)。其次,以氯仿50ml萃取3次後,於減壓下濃縮,將獲得之濃縮物減壓蒸餾(105℃、13.3kPa),獲得1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷7.6g(單離產率;76%)。
又,1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷之物性值如下。又,純度由1 H-NMR的分析,為100%。
1 H-NMR(CDCl3 ,δ(ppm));0.89(3H,s),1.05,1.07(各3H,各d,J=6.3Hz),1.75(1H,drs),2.20(6H,s),2.49(2H,d,J=6.8Hz),2.68-2.83(2H,m)
參考例C4((1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加參考例C3所獲得之1-異丙胺基-2-二甲胺基丙烷2.15g(16.5mmol)及己烷15ml。其次,保持混合液在0℃的狀態,緩慢滴加1.65mol/l之正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol)。滴加後,將混合液於0℃攪拌30分鐘後,於攪拌狀態於20℃使反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰。
又,1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰直接使用在次一反應。
實施例C2(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1c))之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積100ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,並攪拌2小時。其次,將參考例C4獲得之1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰之四氫呋喃溶液20ml,於保持液溫在0℃的狀態緩慢滴加後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,並於獲得之濃縮物中添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,將濃縮物於減壓下蒸餾(95℃,13.3Pa),獲得暗褐色固體之雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷1.2g(單離產率;43%)。
參考例C5(1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基丙烷及2-第二丁胺基-1-二甲胺基丙烷之混合物之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計之內容積300ml的燒瓶中,添加2-(二甲胺基)氯丙烷鹽酸鹽25.0g(158mmol)、第二丁胺69.4g(949mmol)後,於攪拌狀態於80~90℃使反應10小時。反應結束後,將反應混合物過濾,以己烷200ml洗滌,並將己烷層於減壓下濃縮。將獲得之濃縮物減壓蒸餾(110℃、11kPa),獲得1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基丙烷及2-第二丁胺基-1-二甲胺基丙烷的混合物(混合比8:2)21.7g(單離產率;87%)。
又,1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基丙烷及2-第二丁胺基-1-二甲胺基丙烷的混合物之物性值如下。
1 H-NMR(CDCl3 , δ(ppm));0.95(9H,m),1.29(1H,m),1.50(1H,m),1.70(1H,br),2.20(6H,s),2.48(3H,m),2.73(1H,m)
參考例C6(1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加參考例C5獲得之1-(第二丁胺基)-2-二甲胺基丙烷及2-第二丁胺基-1-二甲胺基丙烷的混合物(混合比8:2)2.65g(16.5mmol)及己烷15ml。其次,將混合液保持在0℃的狀態,緩慢滴加1.65mol/l之正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol)。滴加後,將混合液於0℃攪拌30分鐘後,於攪拌狀態於20℃使反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物。
又,1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物直接用在次一反應。
實施例C3(雙(1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1e))、雙(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(11))及1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1s))之混合物之合成) 於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積100ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,攪拌2小時。其次,將參考例C6獲得之1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物之四氫呋喃溶液20ml,以保持液溫為0℃之狀態緩慢滴加後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於獲得之濃縮物中添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,將濃縮物於減壓下蒸餾(105℃、13.3Pa),獲得暗褐色液體之(雙(1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)、雙(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)及1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)之混合物2.1g(單離產率;68%)。
又,(雙(1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)、雙(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)及1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)之混合物,係以下物性值表示之新穎的化合物。
感應耦合電漿(ICP)分析之鈷含量;15.3質量% (計算值;15.8質量%)
參考例C7(1-第三丁胺基-2-二甲胺基丙烷及2-第三丁胺基-1-二甲胺基丙烷混合物之合成)
【化57】
於具備攪拌裝置、溫度計之內容積300ml的燒瓶中,添加2-(二甲胺基)氯丙烷鹽酸鹽25.0g(158mmol)、第三丁胺69.4g(949mmol)及水3ml後,於攪拌狀態於60℃使反應10小時。反應結束後,過濾反應混合物,以己烷200ml洗滌,並將己烷層於減壓下濃縮。將獲得之濃縮物減壓蒸餾(120℃、12kPa),獲得1-第三丁胺基-2-二甲胺基丙烷及2-第三丁胺基-1-二甲胺基丙烷混合物(混合比8:2)19.2g(單離產率;77%)。
又,1-第三丁胺基-2-二甲胺基丙烷及2-第三丁胺基-1-二甲胺基丙烷混合物之物性值如下。
1 H-NMR(CDCl3 ,δ(ppm));0.89(3H,t,6.5Hz),1.10(9H,s),1.40(1H,brs),2.18(6H,s),2.38(1H,m),2.53(1H,t,11.0Hz),2.48(3H,m),2.67-2.77(1H,m)
參考例C8(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物之合成
【化58】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加參考例C7獲得之1-第三丁胺基-2-二甲胺基丙烷及2-第三丁胺基-1-二甲胺基丙烷混合物(混合比8:2)3.15g(19.9mmol)及己烷15ml。其次,將混合液保持在0℃的狀態,緩慢滴加1.65mol/l的正丁基鋰之己烷溶液10ml(16.5mmol)。滴加後,將混合液於0℃攪拌30分鐘後,於攪拌狀態於20℃使反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物。
又,1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物,直接用在次一反應。
實施例C4 (雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1d))、雙(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1k))及(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1r))混合物之合成)
【化59】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積100ml的燒瓶中,於氬氣氛圍下,添加無水氯化鈷(II)1.07g(8.25mmol)及四氫呋喃20ml,攪拌2小時。其次,將參考例C8獲得之1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰及2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鋰混合物之四氫呋喃溶液20ml,於保持液溫在0℃的狀態緩慢滴加後,於攪拌狀態於20℃反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下過濾,於獲得之濃縮物中添加己烷100ml並攪拌。過濾後,將濾液於減壓下濃縮,將濃縮物於減壓下蒸餾(115℃、13.3Pa),獲得暗褐色固體之(雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)、雙(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)及(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)混合物2.9g(單離產率;94%)。
又,(雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)、雙(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)及(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷)混合物,係以下物性值表示的新穎的化合物。
熔點:90℃ 感應耦合電漿(ICP)分析的鈷含量;15.0質量% (計算值;15.8質量%)
實施例C5(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用實施例C1獲得之鈷化合物,與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。 (蒸鍍條件) 鈷原料;實施例C1獲得之鈷化合物 (雙(1-異丙基醯胺-2二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1c))、雙(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(lj))及(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-異丙基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1q))混合物 氣化溫度;90℃ He載流氣體流量;30sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;300nm XPS分析;鈷膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
實施例C6(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用實施例C2獲得之鈷化合物,與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。  (蒸鍍條件) 鈷原料;實施例C2獲得之鈷化合物 雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1c)) 氣化溫度;90℃ He載流氣體流量;30sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;300nm XPS分析;鈷膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
實施例C7(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用實施例C3獲得之鈷化合物,與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。 (蒸鍍條件) 鈷原料;實施例C3獲得之鈷化合物 雙(1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1e))、雙(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(11))及1-(第二丁基醯胺)-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-(第二丁基醯胺)-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1s))之混合物 氣化溫度;100℃ He載流氣體流量;30sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;200nm XPS分析;鈷膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
實施例C8(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用實施例C4獲得之鈷化合物,與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。 (蒸鍍條件) 鈷原料; 實施例C4獲得之鈷化合物 雙(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1d))、雙(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1k))及(1-第三丁基醯胺-2-二甲胺基丙烷-N,N’)(2-第三丁基醯胺-1-二甲胺基丙烷-N,N’)鈷(鈷化合物(1r))混合物 氣化溫度;90℃ He載流氣體流量;30sccm 氨氣流量;30sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;300nm XPS分析;鈷膜 含碳率;未檢測到 含氮率;未檢測到
比較例C1(蒸鍍實驗;含鈷之薄膜之製造) 使用雙(N-第三丁基-N’-乙基丙脒)鈷(專利文獻8記載之化合物),與實施例B5同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。 (蒸鍍條件) 鈷原料; 雙(N-第三丁基-N’-乙基丙脒)鈷(專利文獻8記載之化合物) 氣化溫度;90℃ He載流氣體流量;10sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 /Si晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;0.67kPa 蒸鍍時間;5分鐘
膜特性(SEM及XPS-depth測定)) 膜厚;40nm XPS分析;鈷膜 含碳率;3%(碳原子換算) 含氮率;7%(氮原子換算)
由以上結果,可知:本發明之雙(醯胺胺基烷)鈷化合物,能於短時間製造含鈷之薄膜(高成膜速率),且能成為製造不含碳原子或氮原子等雜質之高品質之含鈷之薄膜的原料。
參考例D1((1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之合成)
【化60】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍下,添加1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷2.1g(16mmol)、己烷15ml。其次,保持液溫在0℃的狀態,緩慢滴加1.6mol/l的正丁基鋰之己烷溶液10ml(16mmol),並於攪拌狀態於同溫度反應30分鐘、於20℃反應2小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮後,將濃縮物於真空下乾燥,獲得(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰2.1g(單離產率;94%)。
又,(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之物性值如下。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.95(2H,t,6.0Hz), 2.91(1H,quint,6.2Hz), 2.44(2H,t,6.0Hz),2.18(6H,s),0.99(6H,d,6.2Hz)
實施例D1(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II)(錳化合物(8))之合成
【化61】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍下,添加氯化錳(II)(預先經乾燥之無水物)0.48g(3.8mmol)及四氫呋喃10ml,混合並攪拌2小時。其次,保持液溫為0℃之狀態,緩慢滴加與參考例D1以同樣方法獲得之(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.0g(7.6mmol)之四氫呋喃溶液10ml。之後,於攪拌狀態於20℃反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,並於濃縮物中添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓下濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(80℃、13.3Pa),獲得為淡褐色液體之雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II)1.0g(單離產率;84%)。
又,雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II)為以下物性值表示的新穎化合物。
感應耦合電漿(ICP)分析之錳含量;17.7質量% (計算值;17.5質量%)
參考例D2 (1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之合成 將參考例D1中的1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷改變為1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷2.3g(16mmol),除此以外,與參考例D1同樣進行反應,獲得1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰2.4g(單離產率;96%)。
實施例D2(雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II)(錳化合物(9)之合成) 將實施例D1中的1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之四氫呋喃溶液,改變為1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.1g(7.6mmol)之四氫呋喃溶液10ml,除此以外,與實施例D1同樣進行反應,濃縮後,於減壓下使昇華(90℃、13Pa),獲得淡綠褐色固體之雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳1.1g(單離產率;85%)。
又,(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II)為以下物性值表示之新穎化合物。
熔點:70~71℃ 感應耦合電漿(ICP)分析之錳含量;16.5質量% (計算值;16.1質量%)
實施例D3 (蒸鍍實驗:含錳之薄膜之製造) 使用實施例D2獲得之雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II)(錳化合物(9)),利用CVD法進行蒸鍍實驗,並評價成膜特性。
評價試驗使用圖2所示之裝置。將於氣化器3(玻璃製安瓿)中的錳化合物20,以加熱器10B加熱並氣化,由經過質流控制器1A以預熱器10A預熱後導入之氦氣載運而流出氣化器3。流出氣化器3之氣體,與經由質流控制器1B、截止閥2而導入之氨氣或氫氣、氧氣等反應氣體一起導入反應器4。反應系內壓力藉由真空泵浦前側的閥6的開閉,而控制在既定壓力,並以壓力計5監測。反應器之中央部係能以加熱器10C加熱之構造。將導入於反應器之錳化合物放置於反應器內之中央部,並且在以加熱器10C加熱至既定溫度之被蒸鍍基板21之表面上進行還原或氧化熱分解,於基板21上析出含錳之薄膜。流出反應器4之氣體,經過捕集器7、真空泵浦,而排放到大氣中。
蒸鍍條件及膜特性如下。又,被蒸鍍基板係使用尺寸為6mm×20mm之矩形基板。
(蒸鍍條件1) 錳原料;雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II) (錳化合物(9)) 氣化溫度;50℃ He載流氣體流量;60sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;Si晶圓 基板溫度;300℃ 反應系內壓力;1.33kPa 蒸鍍時間;30分鐘
(膜特性(SEM及XPS-depth測定及由四探針法測定電阻率)) 膜厚;100nm XPS分析;錳膜 電阻率;(1.6~1.9) ×10-6 Ωm
(蒸鍍條件2) 錳原料;雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)錳(II) (錳化合物(9)) 氣化溫度;50℃ He載流氣體流量;60sccm 氨氣流量;10sccm 基板材料;SiO2 晶圓 基板溫度;200℃ 反應系內壓力;1.33kPa 蒸鍍時間;30分鐘
((膜特性(外觀觀察)) 膜外觀;形成了有金屬光澤的含Mn膜。
比較例D1(蒸鍍實驗;含錳之薄膜之製造) 使用雙(N,N’-二異丙基戊脒)錳(非專利文獻9及10記載之化合物),與實施例D3以同樣方法進行以CVD法之蒸鍍實驗,並評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。
(蒸鍍條件3) 氣化溫度;70℃ He載流氣體流量;60sccm 氫氣流量;10sccm 基板材料;Si晶圓 基板溫度;300℃ 反應系內壓力;1.33kPa 蒸鍍時間;30分鐘
以與實施例D3大致同樣的條件(蒸鍍條件3)無法成膜。
(蒸鍍條件4) 氣化溫度;70℃ He載流氣體流量;60sccm 氫氣流量;10sccm 基板材料;Si晶圓 基板溫度;350℃ 反應系內壓力;1.33kPa 蒸鍍時間;30分鐘
(膜特性(SEM及XPS-depth測定及由四探針法測定電阻率)) 膜厚;10nm以下 電阻率:無法測定
由以上結果,可知:本發明之雙(醯胺胺基烷)錳化合物,能於較低溫且短時間製造含錳之薄膜 (高成膜速率),並且能成為製造低電阻(不含碳原子等雜質)且高品質之含錳之薄膜的原料。
實施例E1(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)之合成
【化62】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50m1之燒瓶中,於氬氣氛圍,添加氯化鋅(II)(預先經乾燥之無水物)0.52g(3.8mmol)及四氫呋喃10ml,混合並攪拌2小時。其次,保持液溫在0℃,緩慢滴加於參考例D1以同樣方法獲得之(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.0g(7.6mmol)之四氫呋喃溶液10ml。之後,於攪拌狀態於20℃反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於濃縮物中添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓下濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(80℃、13.3Pa),獲得無色透明液體之(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)1.1g(單離產率;89%)。
又,雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)係以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));3.01(4H,t,6.0Hz),2.91(2H,quint,6.2Hz),2.52(4H,t,6.0Hz),2.27(12H,s),1.03(12H,d,6.2Hz) 感應耦合電漿(ICP)分析之含鋅量;19.8質量% (計算值:20.2質量%)
實施例E2(雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)之合成
【化63】
將實施例E1中的(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之四氫呋喃溶液,改變為與參考例D2以同樣方法獲得之(1-(第三丁胺基)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.1g(7.6mmol)之四氫呋喃溶液10ml,除此以外與實施例E1同樣進行反應,濃縮後,於減壓下使昇華(90℃、13Pa),獲得白色固體之雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)1.2g(單離產率:90%)。
又,雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)係以下物性值表示之新穎化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));3.03(4H,t,6.0Hz),2.50(4H,t,6.0Hz),2.26(12H,s),1.11(18H,s) 熔點:98~100℃ 感應耦合電漿(ICP)分析之含鋅量:18.5質量% (計算值:18.6質量%)
實施例E3(蒸鍍實驗;含鋅之薄膜之製造) 使用實施例E1獲得之(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II),與實施例D3同樣進行利用CVD法之蒸鍍實驗,並評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下所示。
(蒸鍍條件1) 鋅原料;實施例E1所得之鋅化合物 (雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋅(II)) 氣化溫度:40℃ He載流氣體流量:100sccm 氧氣流量:10sccm 基板材料:SiO2 晶圓 基板溫度:300℃ 反應系內壓力:1.33kPa 蒸鍍時間:30分鐘
(膜特性(XPS-depth測定) 膜厚:50nm以上 XPS分析:鋅氧化膜 含碳率:未檢測出 含氮率:未檢測出
比較例E1(蒸鍍實驗;含鋅之薄膜之製造) 使用雙(乙醯基丙酮酸)鋅(專利文獻14記載之化合物),與實施例E3同樣利用CVD法進行蒸鍍實驗,並評價成膜特性。蒸鍍條件及膜特性如下。
(蒸鍍條件2) 氣化溫度:50℃ He載流氣體流量:30sccm 氧氣流量:10sccm 基板材料:SiO2 晶圓 基板溫度:300℃ 反應系內壓力:1.33kPa 蒸鍍時間:30分鐘
與實施例E3以大致相同條件(蒸鍍條件2),無法成膜。
(蒸鍍條件3) 氣化溫度:50℃ He載流氣體流量:30sccm 氧氣流量:10sccm 基板材料:SiO2 晶圓 基板溫度:450℃ 反應系內壓力:1.33kPa 蒸鍍時間:30分鐘
(膜特性(XPS-depth測定) 膜厚:50nm以上 XPS分析:鋅氧化膜 含碳率: 5%(碳原子換算) 含氮率: 未檢測出(原本於原料不存在氮原子) 由以上結果,可知:藉由使用本發明之雙(醯胺胺基烷)鋅化合物,可製造不含碳原子或氮原子等雜質的高品質的含鋅之薄膜(鋅氧化膜)。
實施例F1(雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鐵(II)之合成)
【化64】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,於氬氣氛圍,添加氯化鐵(II) (預先經乾燥之無水物)0.48g(3.8mmol)及四氫呋喃10ml,混合並攪拌2小時。其次,保持液溫為0℃,緩慢滴加與參考例D1以同樣方法獲得之1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.0g(7.6mmol)之四氫呋喃溶液10ml。之後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於濃縮物中添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(80℃、13.3Pa),獲得褐色透明液體之雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鐵(II)1.0g (單離產率;84%)。
又,雙(1-異丙基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鐵(II)為以下物性値表示之新穎的化合物。
感應耦合電漿(ICP)分析之鐵含量;18.2質量% (計算値;17.8質量%)
實施例G1 (雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎳之合成)
【化65】
將實施例E2中的氯化鋅(II)改為氯化鎳(II)0.49g(3.8mmol),除此以外與實施例E2同樣進行反應,濃縮後於減壓下使昇華(90℃、13Pa),獲得褐色固體之雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎳(單離產率;61%)。
又,雙(1-(第三丁基醯胺)-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鎳(II)為以下物性値表示之新穎的化合物。
熔點;90~92℃ 感應耦合電漿(ICP)分析之鎳含量:17.4質量% (計算値17.0質量%)
參考例H1((1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰之合成) 將參考例Dl中的1-異丙胺基-2-二甲胺基乙烷改成1-甲胺基-9-二甲胺基乙烷1.6g(16mmol),除此以外與參考例Dl同樣進行反應,獲得(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.6g(單離產率;92%)。
實施例H1(參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)銦(III)之合成)
【化66】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗之內容積50ml之燒瓶中,於氬氣氛圍添加氯化銦(III) (預先經乾燥之無水物)0.84g(3.8mmol)及四氫呋喃10ml,混合並攪拌2小時。其次,保持液溫為0℃之狀態,緩慢滴加參考例H1獲得之(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鋰1.Ig(11mmol)之四氫呋喃溶液10ml,之後於攪拌狀態於20℃反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於濃縮物中添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓下濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(130℃、13.3Pa),獲得淡黃色半固體(蠟狀)的參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)銦(III)1.2g(單離產率;75%)。
又,參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)銦(III)係顯示以下物性値表示之新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.95(6H,t,5.6Hz),2.83(9H,s),2.44(6H,t,5.6Hz),2.26(18H,s) 感應耦合電漿(ICP)分析之銦含量:26.8質量% (計算值:27.5質量%)
實施例I1(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈉之合成)
【化67】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,於20℃添加金屬鈉0.21g(9.0mmol)、1-甲胺基-2-二甲胺基乙烷1.0g(10mmol)、異戊二烯1.4g(20mmol)、己烷25ml,於同溫度攪拌20小時。反應結束後,將反應液於氬氣氛圍下過濾後,將過濾物以己烷20ml洗滌。將過濾物於真空下乾燥,獲得1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈉0.9g(單離產率:80%)。
又,1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈉為以下物性值表示之新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.98(2H,t,6.0Hz),2.97(3H,s),2.42(2H,t,6.0Hz),2.16(6H,s)
實施例J1(參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)釔(III)之合成)
【化68】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加氯化釔(III)(預先經乾燥的無水物)0.74g(3.8mmol)及四氫呋喃10ml,混合並攪拌2小時。其次,保持液溫為0℃,緩慢滴加實施例I1獲得之(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈉1.4g(11mmol)之四氫呋喃溶液10ml。之後,於攪拌狀態於20℃反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於濃縮物中添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓下濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(140℃、13.3Pa),獲得淡黃色半固體(蠟狀)之參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)釔(III)0.60g(單離產率:40%)。
又,參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)釔(III)係以下物性值表示之新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.49(6H,t,6.0Hz),2.30(9H,s),2.26(6H,t,6.0Hz),2.14(18H,s) 感應耦合電漿(ICP)分析之釔含量:21.9質量% (計算值:22.7質量%)
實施例K1(參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鑭(III)之合成
【化69】
於具備攪拌裝置、溫度計及滴加漏斗的內容積50ml的燒瓶中,於氬氣氛圍,添加碘化鑭(III)(預先經乾燥之無水物)1.97g(3.8mmol)及四氫呋喃20ml,混合並攪拌2小時。其次,保持液溫為0℃,緩慢滴加實施例I1獲得之(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鈉1.4g(11mmol)之四氫呋喃溶液10ml。之後,於攪拌狀態於20℃使反應6小時。反應結束後,將反應液於減壓下濃縮,於濃縮物中添加己烷50ml並攪拌。過濾後,將獲得之濾液於減壓下濃縮後,將濃縮物於減壓下蒸餾(140℃、13.3Pa),獲得淡黃色半固體(蠟狀)的參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鑭(III)0.50g(單離產率:30%)。
又,參(1-甲基醯胺-2-二甲胺基乙烷-N,N’)鑭(III)係以下物性值表示的新穎的化合物。
1 H-NMR(四氫呋喃-d8 ,δ(ppm));2.90(6H,t,6.0Hz),2.84(9H,s),2.70(6H,t,6.0Hz),2.31(18H,s) 感應耦合電漿(ICP)分析之鑭含量:30.2質量% (計算値;31.4質量%) [產業上利用性]
依照本發明,可提供能以簡便方法製造含金屬之薄膜的新穎的(醯胺胺基烷)金屬化合物。又,也可提供使用該金屬化合物以CVD法而在成膜對象物上製造含金屬之薄膜之方法。本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物,適於以CVD法製造含金屬之薄膜,對於工業化為理想。
雙(醯胺胺基烷)鎂化合物,例如係當做含鎂之薄膜製造材料、聚合用觸媒、醫藥或農藥等製造原料為有用的化合物。雙(醯胺胺基烷)鈷化合物,例如係當做含鈷之薄膜製造材料、聚合用觸媒、醫藥或農藥等製造原料為有用的化合物。雙(醯胺胺基烷)錳化合物,例如係當做含錳之薄膜製造材料、聚合用觸媒、醫藥或農藥等製造原料為有用的化合物。雙(醯胺胺基烷)鋅化合物,例如係當做含鋅之薄膜製造材料、聚合用觸媒、醫藥或農藥等製造原料為有用的化合物。
(圖1)
1‧‧‧載流氣體(He)
2‧‧‧稀釋氣體(He)
3‧‧‧反應氣體(O2)
4、5、6‧‧‧質流控制器
7‧‧‧鎂原料容器(氣化器)
8‧‧‧恆溫槽
9‧‧‧反應器
10‧‧‧基板
11‧‧‧反應器加熱器
12‧‧‧壓力計
13‧‧‧捕集器
14‧‧‧真空泵浦
(圖2)
1A、1B‧‧‧質流控制器
2‧‧‧截止閥
3‧‧‧氣化器
4‧‧‧反應器
5‧‧‧壓力計
6‧‧‧閥
7‧‧‧捕集器
10A‧‧‧預熱器
10B、10C‧‧‧加熱器
20‧‧‧(醯胺胺基烷)金屬化合物
21‧‧‧基板
[圖1]顯示實施例使用之用於使用本發明之雙(醯胺胺基烷)鎂化合物而製造含鎂之薄膜的蒸鍍裝置之構成圖。 [圖2]顯示實施例使用之用於使用雙(醯胺胺基烷)鎂化合物以外之本發明之(醯胺胺基烷)金屬化合物製造含金屬之薄膜之蒸鍍裝置之構成圖。

Claims (7)

  1. 一種(醯胺胺基烷)(amidoaminoalkane)金屬化合物,係以通式(1)表示: 式中,M代表鈷,R1代表異丙基、第二丁基、第三丁基或第三戊基,R2及R3可為相同或不同,且各獨立地代表碳原子數1~3之直鏈狀或分支狀之烷基,或R2及R3成為一體而與此等所鍵結之氮原子一起形成取代或無取代之5員或6員環;Z代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之伸烷基(惟,該伸烷基之一部分也可形成環);n代表配位子之數,與金屬M之價數相等且代表2;其中二配位子可為相同也可不同。
  2. 如申請專利範圍第1項之(醯胺胺基烷)金屬化合物,其中,Z為碳原子數1~5之直鏈狀或分支狀的伸烷基、或以下式表示之基: 式中,Z1代表碳原子數1~3之直鏈狀伸烷基,且R代表碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀烷基、或碳原子數3~6之環烷基。
  3. 一種如申請專利範圍第1項之(醯胺胺基烷)金屬化合物之製造方法,其特徵為:使以通式(2a)或(2b)表示之單或二烷基金屬化合物與以通式(3)表示之二胺基烷化合物反應:【化3】R4M (2a) R4R5M (2b)式中,M代表鈷,R4及R5可為相同或不同且各獨立地代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀烷基; 式中,R1、R2、R3及Z與前述為相同含意; 式中,M、R1、R2、R3、Z及n與前述為相同含意。
  4. 一種如申請專利範圍第1項之(醯胺胺基烷)金屬化合物之製造方法,其特徵為:使以通式(4a)表示之烷基鹼金屬化合物或鹼金屬,與以通式(3)表示之二胺基烷化合物反應,而獲得以通式(5)表示之(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物,接著,將該(醯胺胺基烷)鹼金屬化合物,與以通式(6)表示之鹵化金屬化合物反應:【化6】R4A (4a)式中,R4代表碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀之烷基,且A代表鹼金屬原子; 式中,R1、R2、R3及Z與前述為相同含意; 式中,R1、R2、R3、A及Z與前述為相同含意;【化9】MXn (6) 式中,M代表鈷,X代表鹵素原子,n代表鹵素原子的數目且與金屬M的價數相等,並代表2; 式中,M、R1、R2、R3、Z及n與前述為相同含意。
  5. 一種如申請專利範圍第1項之(醯胺胺基烷)金屬化合物之製造方法,其特徵為:使以通式(7)表示之金屬,與以通式(3)表示之二胺基烷化合物反應:【化11】M (7)式中,M代表鈷; 式中,R1、R2、R3及Z與前述為相同含意;【化13】 式中,R1、R2、R3、M、Z及n與前述為相同含意。
  6. 一種含金屬之薄膜之製造方法,其係利用將如申請專利範圍第1項之(醯胺胺基烷)金屬化合物作為供給源之化學氣相蒸鍍法。
  7. 一種含金屬之薄膜形成用原料,係包含如申請專利範圍第1項之(醯胺胺基烷)金屬化合物。
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