專利名稱：采用單環(huán)戊二烯基三烷氧基鉿和鋯前體通過原子層沉積制備薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用基于鉿和/或鋯的前體通過原子層沉積(ALD)制備薄膜的方法。

背景技術(shù)：
ALD是用于薄膜的沉積的已知方法。它是基于表面反應(yīng)的、自限制、順序性的獨(dú)特膜生長技術(shù)，所述表面反應(yīng)可以提供原子層控制和將由前體提供的材料的共形薄膜沉積到各種組成的基材上。在ALD中，在反應(yīng)過程中分離各前體。使第一前體經(jīng)過所述基材，在基材上產(chǎn)生一個(gè)單層。從反應(yīng)室泵抽出任何過量的、未反應(yīng)的前體。然后，使第二前體經(jīng)過所述基材并與所述第一前體反應(yīng)，在基材表面上形成單層膜。重復(fù)這個(gè)循環(huán)，以便產(chǎn)生所需厚度的膜。ALD過程在納米技術(shù)和半導(dǎo)體裝置(例如電容器電極、門電極、粘附擴(kuò)散勢壘區(qū)和集成電路)的制造中有各種應(yīng)用。此外，具有高介電常數(shù)(電容率)的介電薄膜在微電子學(xué)和光電子學(xué)的很多分領(lǐng)域中是必要的。微電子元件尺寸的不斷縮小已經(jīng)增加了對采用這類介電膜的需要。日本專利申請N0.P2005-171291報(bào)道了用于化學(xué)蒸氣沉積的基于鈦的前體。目前用于ALD的前體不能提供實(shí)現(xiàn)制造下一代裝置例如半導(dǎo)體的新工藝所要求的性能。例如，需要改進(jìn)的熱穩(wěn)定性、更高的揮發(fā)性或提高的沉積速率。發(fā)明概述現(xiàn)提供了通過原子層沉積形成含金屬的膜的方法。該方法包含將至少一種前體送遞到基材，其中所述至少一種前體對應(yīng)于式II:
權(quán)利要求
1.通過原子層沉積形成含金屬的膜的方法，該方法包含將至少一種前體送遞到基材，其中所述至少一種前體在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于式II:
2.權(quán)利要求1的方法，其中 M是Hf R是甲基、乙基或丙基； η是零、I或2 ;和 L選自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基組成的組。
3.權(quán)利要求1的方法，其中 M是Hf R是甲基或乙基； η是I或2 ;和 L選自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基組成的組。
4.權(quán)利要求1的方法，其中 M是Hf R是甲基或乙基； η是I ;和 L選自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基組成的組。
5.權(quán)利要求1的方法，其中 M 是 Zr ; R是甲基、乙基或丙基； η是零、I或2 ;和 L選自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基組成的組。
6.權(quán)利要求1的方法，其中 M 是 Zr ; R是甲基或乙基； η是I或2 ;和 L選自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基組成的組。
7.權(quán)利要求1的方法，其中 M 是 Zr ; R是甲基或乙基； η是I ;和 L選自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基組成的組。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于式II的前體選自由下列組成的組: (甲基環(huán)戊二烯基)Hf (OMe)3;(乙基環(huán)戊二烯基)Hf (OMe) 3 ； (丙基環(huán)戊二烯基)Hf (OMe)3 ； (甲基環(huán)戊二烯基)Hf (OEt)3; (乙基環(huán)戊二烯基)Hf (OEt) 3 ； (丙基環(huán)戊二烯基)Hf (OEt)3 ； (甲基環(huán)戊二烯基)Hf (OiPr) 3 ; (乙基環(huán)戊二烯基)Hf (OiPr)3 ； (丙基環(huán)戊二烯基)Hf (OiPr) 3 ； (甲基環(huán)戊二烯基)Hf (OtBu)3; (乙基環(huán)戊二烯基)Hf (OtBu) 3 ； (丙基環(huán)戍二烯基)Hf (OtBu) 3 ； (甲基環(huán)戊二烯基)Zr (OMe)3; (乙基環(huán)戊二烯基)Zr (OMe) 3 ； (丙基環(huán)戍~■稀基)Zr (OMe) 3 ； (甲基環(huán)戊二烯基)Zr (OEt)3; (乙基環(huán)戍二烯基)Zr (OEt) 3 ； (丙基環(huán)戍二烯基)Zr (OEt) 3 ； (甲基環(huán)戍二烯基)Zr (OiPr) 3 ； (乙基環(huán)戍二烯基)Zr (OiPr) 3 ； (丙基環(huán)戍二烯基)Zr (OiPr) 3 ； (甲基環(huán)戍二烯基)Zr (OtBu) 3 ； (乙基環(huán)戊二烯基)Zr (OtBu) 3 ;和 (丙基環(huán)戍二烯基)Zr (OtBu)3O
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于式II的前體選自由(甲基環(huán)戍二烯基)Hf (OtBu)3和(甲基環(huán)戍二烯基)Zr (OtBu)3組成的組。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述原子層沉積包含光輔助的原子層沉積。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述原子層沉積包含液體注射原子層沉積。
12.權(quán)利要求1的方法，其中以脈沖的形式將所述前體沉積到所述基材，與氧源的脈沖交替進(jìn)行。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述氧源選自Η20、02或臭氧。
14.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包含沉積至少一種適當(dāng)?shù)墓卜磻?yīng)劑，所述共反應(yīng)劑選自由下列組成的組:氫、氫等離子體、氧、空氣、水、氨、肼、烯丙基肼、硼烷、硅烷、臭氧及其組合。
15.權(quán)利要求1的方法，其中將至少兩種在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于式II的前體送遞到所述基材，以便通過原子層沉積形成含金屬的膜。
16.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包含將至少一種共前體送遞到所述基材，以便通過原子層沉積形成混合金屬膜。
17.權(quán)利要求16的方法，其中形成的混合金屬膜選自由鉿、鋯、鈦、鑭和任何其它鑭系金屬的氧化物和氮化物、以及鋯酞酸鉛組成的組。
18.權(quán)利要求1的方法，其中將所述含金屬的膜用于存儲器和/或邏輯應(yīng)用。
全文摘要
提供了通過原子層沉積形成含金屬的膜的方法。該方法包含將至少一種前體基材送遞到基材，其中所述至少一種前體在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于式(II)其中M是Hf或Zr；R是C1-C6-烷基；n是零、1、2、3、4或5；L是C1-C6-烷氧基。提供了通過液體注射原子層沉積形成含金屬的膜的其它方法。這些方法包含將至少一種前體送遞到基材，其中所述至少一種前體在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于式(III)其中M是Hf或Zr；R是C1-C6-烷基；n是零、1、2、3、4或5；L是氨基，其中所述氨基任選地、獨(dú)立地被C1-C6-烷基取代1或2次。
文檔編號C23C16/18GK103147062SQ20111044839
公開日2013年6月12日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者P·N·黑斯, A·金斯里, 宋福全, P·威廉姆斯, T·利斯, H·O·戴維斯, R·奧德拉 申請人:西格瑪-奧吉奇有限責(zé)任公司