專利名稱：用于金屬硅氮化物、氧化物或氮氧化物的ALD/CVD的Ti、Ta、Hf、Zr及相關(guān)金屬硅氨化物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路的制備中的銅擴(kuò)散阻擋層，其用于避免在制備金屬線(metal line)的沉積和后續(xù)處理過程中作為金屬線沉積到絕緣層和其他層、特征和半導(dǎo)體材料中的銅或其他金屬的遷移。本發(fā)明還涉及半導(dǎo)體工業(yè)中作為電極或介電層的薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物(complex) 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R1-4可以相同或不同，選自二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、氟代烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R1和R2是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷基或烷氧基或氟代烷氧基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明是下式表示的雙(N，N’-二(叔丁基)-二氨基甲硅烷基)鈦。
下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R5-10可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、氟代烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R5、R6、R9和R10是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷基烷氧基或氟代烷氧基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表5族的金屬，R11-16可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、氟代烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基；n＝1，2，m＝5-2n，其中當(dāng)R11、R12、R15和R16是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基或烷氧基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表6族的金屬，R17-22可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基；p＝1，2，3，q＝6-2p，其中當(dāng)R17、R18、R21和R22是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基或烷氧基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
也期望使用這些絡(luò)合物的化學(xué)氣相沉積(CVD)和原子層沉積(ALD)工藝。


圖1是用于含鈦硅氮化物膜的CVD或ALD的雙(N，N’二(叔丁基)-二氨基甲硅烷基)鈦單晶體結(jié)構(gòu)。
圖2是雙(N，N’-二(叔丁基)-二氨基甲硅烷基)鈦的熱重分析(TGA)圖。幾乎全部的重量損失表明它是易揮發(fā)的以及在典型CVD或ALD工藝中可容易地釋放到反應(yīng)室中。因此，有和沒有氨或其他合適的含氮試劑時(shí)它是合適的制備含鈦硅氮化物膜的前體。
圖3示出有和沒有氨時(shí)，沉積壓力為1.5托，He載氣流速為46sccm，作為基底溫度函數(shù)的Ti-Si-N膜的沉積速率(/min)。
圖4示出了在各種溫度的鈦硅氮化物膜的組成。通過使用Ti(H2Si(NBUt)2)2作為有機(jī)金屬前體由化學(xué)氣相沉積形成鈦硅氮化物膜。
具體實(shí)施例方式
由于銅良好的電導(dǎo)率和高電遷移阻抗，它現(xiàn)在有效地替代鋁作為半導(dǎo)體邏輯器件的互連金屬。然而，銅可以快速并破壞性地?cái)U(kuò)散通過器件中其他材料例如硅或?qū)娱g電介質(zhì)從而導(dǎo)致最終產(chǎn)物中電功能失調(diào)。由于這些原因有必要使用擴(kuò)散阻擋層封裝銅。金屬氮化物和金屬硅氮化物薄膜是用于這些擴(kuò)散阻擋層的備選材料。它們也可以作為柵極材料在接近晶體管的硅表面使用，在此它們不會(huì)對(duì)硅產(chǎn)生污染并可在較高溫度下處理。使用金屬氮化物層，例如，氮化鈦(TiN)層作為阻擋層來阻擋在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)例如觸點(diǎn)、通路和溝槽中的擴(kuò)散，包括銅擴(kuò)散。然而，由于期望阻擋層對(duì)銅互聯(lián)盡可能提供最小的額外電阻，因此阻擋層必須是相當(dāng)薄的以適應(yīng)當(dāng)前器件的高縱橫比。這些阻擋層必須是化學(xué)惰性的并必須阻擋相鄰材料相互擴(kuò)散通過它，具有低電阻率(顯示高導(dǎo)電性)、低接觸或通道電阻和低結(jié)漏電(junction leakage)。
金屬氮化物趨向于具有晶體結(jié)構(gòu)的金屬化合物，而金屬氮化物/硅氮化物膜趨向?yàn)榉蔷B(tài)的。在前者的情況中，由于銅擴(kuò)散可能沿著它的晶粒邊界發(fā)生，因此膜的結(jié)晶度可以提供其阻擋層性能的擊穿。在后者的情況中，由于材料是非晶態(tài)的，沒有晶粒邊界因此改善了阻擋性能?？蛇x擇地，在金屬氮化物中硅氮化物成分用于阻斷(block)晶粒邊界。
然而，隨著更多的硅氮化物添加到金屬氮化物中以獲得這種非晶特性，材料的電阻增加，因此需要小心控制硅氮化物的含量。典型地這些阻擋薄膜必須長(zhǎng)成為能夠在具有精確控制的膜厚度的硅片上均勻涂覆深度蝕刻特征的高保形(conformal)薄膜。這些特征最終填充銅從而在硅片表面晶體管器件之間提供互聯(lián)電通道。經(jīng)常使用化學(xué)氣相沉積(“CVD”)使這些膜生長(zhǎng)成保形薄膜，但是由于器件的尺寸連續(xù)縮小，需要阻擋膜的厚度是10埃數(shù)量級(jí)。在這一點(diǎn)上，CVD面臨挑戰(zhàn)，而原子層沉積(“ALD”)變得更有吸引力。在任何情況下，都需要揮發(fā)性金屬化合物作為前體。對(duì)于金屬氮化物膜，例如可以使用氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢、金屬氨基或氨基/亞氨基化合物(metal amide or amide/imidecompound)。在ALD或CVD工藝中，這些化合物與如氨等合適的試劑反應(yīng)來沉積金屬氮化物。CVD工藝的實(shí)例，是使用前體四(二乙基氨基)鈦與氨反應(yīng)得到TiN?？蛇x擇地，在CVD工藝中前體可以在晶片表面上熱分解得到碳氮化鈦材料的連續(xù)薄膜，之后用氫/氮等離子體退火以致密化膜并降低碳的含量從而得到主要為氮化鈦的膜。
用于后者工藝的合適的前體實(shí)例是四(二甲基氨基)鈦。可選擇地，可以在ALD工藝中使用前體五(二甲基氨基)鉭與氨反應(yīng)的ALD工藝中生長(zhǎng)氮化鉭膜。可選擇地，可以通過使用前體(ButN＝)2W(NMe2)2與氨在交替循環(huán)中反應(yīng)生長(zhǎng)氮化鎢膜。如果將氮化硅導(dǎo)入到這些膜中，通常通過金屬氮化物前體和氮化硅前體，例如硅烷或如四(二甲基氨基)硅等硅酰胺化合物，共同反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。因此，含金屬(M)的前體、含硅的前體和如氨等氮源共同反應(yīng)得到MSiN膜。因此，硅的摻入程度在一定程度上依賴于工藝中精確控制硅前體的計(jì)量的能力。
當(dāng)前在三重膜的形成中，通過循環(huán)沉積依次在基底上沉積金屬氨化物(metalamide)、硅烷和氨，但是該工藝產(chǎn)生處理問題。硅烷是自燃?xì)怏w，產(chǎn)生潛在的安全隱患。另外，在循環(huán)工藝中使用三種前體需要三個(gè)沉積步驟以及各自的清洗步驟。另一方面，據(jù)報(bào)道可以使用氨基硅烷或肼基硅烷與氨形成氮化硅。重要地，盡管已發(fā)現(xiàn)這些膜中通過化學(xué)氣相沉積或原子層沉積形成的金屬硅氮化物中沒有直接金屬-硅鍵，暗示在得到的膜中金屬氮化物和氮化硅是獨(dú)立的相，即用金屬氮化物被氮化硅填充。對(duì)于生長(zhǎng)MSiN膜，本發(fā)明是可能地更好方法，其使用已經(jīng)在其結(jié)構(gòu)中具有金屬和硅兩者的前體，從而使得這兩種元素以精確固定比例在相同分子中輸送，盡管在由處理這種前體得到的膜中，金屬與硅的精確比例也可以作為精確工藝條件如壓力、溫度、能量輸入和流出的函數(shù)來控制。通過下面提及的幾個(gè)非限定性實(shí)施例闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1雙(N，N’-二(叔丁基)-二氨基甲硅烷基)鈦、Ti(H2Si(NBut)2)2的合成在干燥的氮?dú)鈿夥罩?，?.0克(40mmole)的雙(四丁基氨基)硅烷溶于100毫升無水四氫呋喃溶劑中并冷卻至-78℃。將32.0毫升(840mmole)的2.5M的在已烷中的正丁基鋰在10分鐘內(nèi)逐滴加入到該溶液中，在-78℃攪拌得到的混合物額外30分鐘從而形成白色沉淀。然后將這種混合物加熱到室溫額外20分鐘，之后再次將其冷卻至-78℃。在氮?dú)鈿夥障戮徛貙?.14毫升(10mmole)四氯化鈦加入到含10毫升無水四氫呋喃的單獨(dú)容器中從而形成黃色沉淀。然后在-78℃下將后來得到的沉淀加入到首次得到的沉淀中，然后加熱到室溫并攪拌過夜。然后在真空中完全除去四氫呋喃和已烷溶劑并在氮?dú)鈿夥障聦⒌玫降狞S-綠色固體與100毫升新鮮的無水已烷混合，過濾得到的混合物并在動(dòng)態(tài)真空下將得到的綠色油狀物加熱到110℃并蒸餾提取橙色固體到用液氮冷卻的收集容器中，產(chǎn)量＝3.6克(45％)。然后通過在65-70℃升華進(jìn)一步提純粗產(chǎn)物。通過單晶X-射線分析(參見圖1)確定結(jié)構(gòu)。
1H NMR(500MHz，C6D6)δ＝1.35(s，36H)，δ＝5.41(s，4H).
13C NMR(500MHz，C6D6)δ＝35.25(s，12C)，δ＝58.97(s，4C).
質(zhì)譜在387m/z顯示強(qiáng)峰(即393m/z母體減去15m/z的CH3)。
還可以使用可選擇的合成，其中在-78℃下將雙(四丁基氨基)硅烷二價(jià)陽(yáng)離子的兩種等價(jià)物添加到已烷或無水四氫呋喃中的四氯化鈦中，并且如上述處理得到的混合物。
圖2是雙(N，N’-二(叔丁基)-二氨基甲硅烷基)鈦的熱重分析(TGA)圖。幾乎全部的重量損失表明它是易揮發(fā)的并能在典型CVD或ALD工藝中容易地輸送到反應(yīng)室中。因此，有和沒有氨或其他合適的含氮試劑時(shí)，它是合適的制備含鈦硅氮化物的膜的前體。
實(shí)施例2HSi(NMe2)(ButN)2Ti(NMe2)2的合成在干燥的氮?dú)鈿夥罩?，?.48克(20mmole)的雙(四丁基氨基)硅烷溶于100毫升無水四氫呋喃溶劑中并冷卻至-78℃。將24.4毫升(40mmole)的1.6M的在己烷中的正丁基鋰在10分鐘內(nèi)逐滴加入到該溶液中，并且在-78℃攪拌得到的混合物額外30分鐘從而形成白色沉淀。然后將這種混合物加熱到室溫額外20分鐘，之后再次將其冷卻至-78℃。在氮?dú)鈿夥障戮徛貙?.55毫升(5mmole)四氯化鈦加入到含10毫升無水四氫呋喃的單獨(dú)容器中形成黃色沉淀。然后在-78℃下將這種鈦沉淀加入到鋰化的混合物中。維持在-78℃下將20克(20mmole)5wt％二甲基氨基鋰加入到這種混合物中。然后將得到的混合物加熱到室溫并攪拌一夜。然后除去溶劑并在氮?dú)鈿夥障聦⒌玫降拇之a(chǎn)物與100毫升無水已烷混合，在真空下過濾從而除去已烷。然后在動(dòng)態(tài)真空下將得到的油狀物加熱到110℃并蒸餾提取橙色固體到用液氮冷卻的收集容器中。然后通過在60℃真空升華提純?cè)摮壬a(chǎn)物。
實(shí)施例3通過使用Ti(H2Si(NBut)2)2作為有機(jī)金屬前體由CVD工藝形成Ti-Si-N膜使用已知的CVD技術(shù)在常規(guī)的CVD裝置中使用Ti(H2Si(NBUt)2)2作為有機(jī)金屬前體用于形成金屬硅氮化物膜。
在90℃在鼓泡器中蒸發(fā)Ti(H2Si(NBut)2)2并輸送到CVD室中與有和沒有NH3的含氮源混合。CVD室是具有熱基底夾持架的冷壁系統(tǒng)?；拙S持在400℃到500℃范圍內(nèi)的溫度。室壓維持在1到2托。
圖3示出在沉積壓力為1.5托，He載氣流速為46sccm時(shí)，作為基底溫度函數(shù)的Ti-Si-N膜的沉積速率。NH3的流速范圍是0sccm(沒有NH3)到75sccm。沉積速率隨著基底溫度的提高而提高。無NH3沉積的沉積速率最低，表明NH3的存在促進(jìn)鈦硅氮化物膜的形成。
在各種溫度下用NH3作為含氮源沉積的鈦硅氮化物膜的EDX分析表明膜含有鈦、硅和氮原子(如圖4所示)。
權(quán)利要求
1.一種由下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R1-4可以相同或不同，選自二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、氫、烷基、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R1和R2是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中M選自鈦、鋯和鉿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，包括雙(N，N’-二(叔丁基)-二氨基甲硅烷基)鈦。
4.一種在基底上形成保形金屬硅氮化物薄膜的沉積工藝，其中將權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物引入到沉積室、氣化并沉積在基底上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的沉積工藝，其選自原子層沉積(ALD)工藝和化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，任選使用氨。
6.一種ALD或CVD工藝，其使用根據(jù)權(quán)利要求1的前體與選自氨、肼、二甲基肼和氮的含氮試劑反應(yīng)以形成金屬硅氮化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境(energizing environment)。
7.一種ALD或CVD工藝，其使用根據(jù)權(quán)利要求1的前體與選自氧化劑以及含氧化劑和含氮試劑的混合物的試劑反應(yīng)以形成金屬硅氧化物或氮氧化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的工藝，其使用額外處理步驟用于最后的膜致密化或膜退火，選自熱、臭氧、等離子體、UV和微波。
9.一種由下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R5-10可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基烷氧基、氟代烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R5、R6、R9和R10是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中M選自鈦、鋯和鉿。
11.一種在基底上形成保形金屬硅氮化物薄膜的沉積工藝，其中將權(quán)利要求9的有機(jī)金屬絡(luò)合物引入到沉積室、氣化并沉積在基底上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的沉積工藝，其選自原子層沉積(ALD)工藝和化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，任選使用氨。
13.一種ALD或CDV工藝，其中根據(jù)權(quán)利要求9的前體與選自氨、肼、二甲基肼和氮的含氮試劑反應(yīng)以形成金屬硅氮化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
14.一種ALD或CVD工藝，其中根據(jù)權(quán)利要求9的前體與選自氧化劑以及氧化劑和含氮試劑的混合物的試劑反應(yīng)以形成金屬硅氧化物或氮氧化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其使用額外處理步驟用于最后的膜致密化或膜退火，選自熱、臭氧、等離子體、UV和微波。
16.一種由下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表5族的金屬，R11-16可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基和環(huán)脂族基以及芳基；n＝1，2，m＝5-2n，其中當(dāng)R11、R12、R15和R16是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中M選自釩、鈮和鉭。
18.一種在基底上形成保形金屬硅氮化物薄膜的沉積工藝，其中將權(quán)利要求16的有機(jī)金屬絡(luò)合物引入到沉積室、氣化并沉積在基底上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的沉積工藝，其選自原子層沉積(ALD)工藝和化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，任選使用氨。
20.一種ALD或CVD工藝，其中根據(jù)權(quán)利要求16的前體與選自氨、肼、二甲基肼和氮的含氮試劑反應(yīng)以形成金屬硅氮化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
21.一種ALD或CVD工藝，其中根據(jù)權(quán)利要求16的前體與選自氧化劑以及氧化劑和含氮試劑的混合物的試劑反應(yīng)以形成金屬硅氧化物或氮氧化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的工藝，其使用額外處理步驟用于最后的膜致密化或膜退火，選自熱、臭氧、等離子體、UV和微波。
23.一種由下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物 其中M是選自元素周期表6族的金屬，R17-22可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基；p＝1，2，3，q＝6-2p，其中當(dāng)R17、R18、R21和R22是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中M選自鉻、鉬和鎢。
25.一種在基底上形成保形金屬硅氮化物薄膜的沉積工藝，其中將權(quán)利要求23的有機(jī)金屬絡(luò)合物引入到沉積室、氣化并沉積在基底上。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的沉積工藝，其選自原子層沉積(ALD)工藝和化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，任選使用氨。
27.一種ALD或CVD工藝，其中根據(jù)權(quán)利要求23的前體與選自氨、肼、二甲基肼和氮的含氮試劑反應(yīng)以形成金屬硅氮化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
28.一種ALD或CVD工藝，其中根據(jù)權(quán)利要求23的前體與選自氧化劑以及氧化劑和含氮試劑的混合物的試劑反應(yīng)來形成金屬硅氧化物或氮氧化物基膜，反應(yīng)條件選自熱、等離子體、遠(yuǎn)程等離子體和其他供能環(huán)境。
29.一種在基底上形成金屬硅氮化物膜的循環(huán)沉積工藝，包括以下步驟將有機(jī)金屬前體導(dǎo)入到沉積室中并在加熱的基底上沉積膜；吹掃沉積室以除去未反應(yīng)的有機(jī)金屬前體和任何副產(chǎn)物；導(dǎo)入金屬氨化物以在加熱的基底上沉積膜；吹掃沉積室以除去任何未反應(yīng)的金屬氨化物和副產(chǎn)物；以及重復(fù)循環(huán)沉積工藝直到形成期望的膜厚度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的工藝，其中有機(jī)金屬絡(luò)合物選自以下物質(zhì) 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R1-4可以相同或不同，選自二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、氫、烷基、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R1和R2是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)； 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R5-10可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基烷氧基、氟代烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R5、R6、R9和R10是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)； 其中M是選自元素周期表5族的金屬，R11-16可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基和環(huán)脂族基以及芳基；n＝1，2，m＝5-2n，其中當(dāng)R11、R12、R15和R16是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)；以及(d) 其中M是選自元素周期表6族的金屬，R17-22可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基；p＝1，2，3，q＝6-2p，其中當(dāng)R17、R18、R21和R22是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的工藝，其中金屬氨化物選自四(二甲基氨基)鈦(TDMAT)、四(二乙基氨基)鈦(TDEAT)、四(乙基甲基氨基)鈦(TEMAT)、四(二甲基氨基)鋯(TDMAZ)、四(二乙基氨基)鋯(TDEAZ)、四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)、四(二甲基氨基)鉿(TDMAH)、四(二乙基氨基)鉿(TDEAH)、四(乙基甲基氨基)鉿(TEMAH)、叔丁基亞氨基三(二乙基氨基)鉭(TBTDET)、叔丁基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(TBTDMT)、叔丁基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭(TBTEMT)、乙基亞氨基三(二乙基氨基)鉭(EITDET)、乙基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(EITDMT)、乙基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭(EITEMT)、叔戊基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(TAIMAT)、叔戊基亞氨基三(二乙基氨基)鉭、五(二甲基氨基)鉭、叔戊基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭、雙(叔丁基亞氨基)雙(二甲基氨基)鎢(BTBMW)、雙(叔丁基亞氨基)雙(二乙基氨基)鎢、雙(叔丁基亞氨基)雙(乙基甲基氨基)鎢及其混合物。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的工藝，選自原子層沉積(ALD)工藝和化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，任選使用氨。
33.根據(jù)權(quán)利要求29的工藝，其使用額外的處理步驟用于最終膜致密化和膜退火，選自熱、臭氧、等離子體、UV和微波。
34.一種任選使用氨的CVD工藝，使用以下物質(zhì)的混合物(A)選自以下的前體 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R1-4可以相同或不同，選自二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、氫、烷基、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R1和R2是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)； 其中M是選自元素周期表4族的金屬，R5-10可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基烷氧基、氟代烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基，額外條件是當(dāng)R5、R6、R9和R10是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)； 其中M是選自元素周期表5族的金屬，R11-16可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷基和環(huán)脂族基以及芳基；n＝1，2，m＝5-2n，其中當(dāng)R11、R12、R15和R16是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)；和 其中M是選自元素周期表6族的金屬，R17-22可以相同或不同，選自氫、烷基、烷氧基、氟代烷基和烷氧基、環(huán)脂族基以及芳基；p＝1，2，3，q＝6-2p，其中當(dāng)R17、R18、R21和R22是二烷基酰胺、二氟代烷基酰胺、烷氧基、氟代烷氧基或氟代烷基時(shí)，它們可以連接成環(huán)；(B)金屬氨化物，選自四(二甲基氨基)鈦(TDMAT)、四(二乙基氨基)鈦(TDEAT)、四(乙基甲基氨基)鈦(TEMAT)、四(二甲基氨基)鋯(TDMAZ)、四(二乙基氨基)鋯(TDEAZ)、四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)、四(二甲基氨基)鉿(TDMAH)、四(二乙基氨基)鉿(TDEAH)、四(乙基甲基氨基)鉿(TEMAH)、叔丁基亞氨基三(二乙基氨基)鉭(TBTDET)、叔丁基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(TBTDMT)、叔丁基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭(TBTEMT)、乙基亞氨基三(二乙基氨基)鉭(EITDET)、乙基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(EITDMT)、乙基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭(EITEMT)、叔戊基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(TAIMAT)、叔戊基亞氨基三(二乙基氨基)鉭、五(二甲基氨基)鉭、叔戊基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭、雙(叔丁基亞氨基)雙(二甲基氨基)鎢(BTBMW)、雙(叔丁基亞氨基)雙(二乙基氨基)鎢、雙(叔丁基氨基)雙(乙基甲基亞氨基)鎢及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于金屬硅氮化物、氧化物或氮氧化物的ALD/CVD的Ti、Ta、Hf、Zr及相關(guān)金屬硅氨化物，具體而言，所述金屬硅氨化物為一種由下列結(jié)構(gòu)表示的有機(jī)金屬絡(luò)合物其中M是選自元素周期表4族的金屬，R
文檔編號(hào)C07F7/00GK1990492SQ20061014443
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者J·A·T·諾曼, 雷新建 申請(qǐng)人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司