[发明专利]多齿β－酮亚胺盐的金属络合物

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2006年4月25提交的美国临时申请60/794,820的权益。 

发明背景 

半导体制造业仍然需要用于化学气相沉积(包括原子层沉积)的含金属源前体，用以使用这些含金属的前体在衬底上制造共形的含金属薄膜和其它含金属层，所述衬底例如为硅、金属氮化物、金属氧化物。 

发明概述 

本发明涉及含金属的多齿β-酮亚胺盐和溶液，其中多齿β-酮亚胺盐与亚氨基中的氮或氧官能团结合。多齿β-酮亚胺盐选自下式所示结构： 

其中M为2-5价金属。金属的实例包括钙、锶、钡、钪、钇、镧、钛、锆、钒、钨、锰、钴、铁、镍、钌、锌、铜、钯、铂、铱、铼和锇。可以使用多种有机基团，例如，其中R¹选自具有1-10个碳原子，优选具有1-6个碳原子的烷基、氟代烷基、环脂基和芳基；R²选自氢、烷基、烷氧基、环脂基和芳基；R³选自烷基、氟代烷基、环脂基和芳基；R⁴为亚烷基桥，优选为含有2或3个碳原子的基团，由此形成配位至金属中心的五元或六元配位环；R^5-6独立地选自烷基、氟代烷基、环脂基、芳基，并且它们可以连接形成含有碳、氧或氮原子的环。下标n为整数并且等于金属的化合价。 

其中M为选自包括钛、锆和铪的第4和5族金属的金属离子；其中R¹选自烷基、氟代烷基、环脂基和芳基，优选为具有1-6个碳原子的基团；R²选自氢、烷基、烷氧基、环脂基和芳基；R³选自烷基、氟代烷基、环脂基和芳基；R⁴为亚烷基桥，优选为含有2或3个碳原子的基团，由此形成配位至金属中心的五元或六元配位环；R^5-6独立地选自烷基、氟代烷基、环脂基、芳基，并且它们可以连接形成含有碳、氧或氮原子的环；R⁷选自烷基、氟代烷基、环脂基和芳基；其中m和n至少为1并且m和n的和等于金属的化合价。 

其中M为碱土金属并且特定实例包括钙、锶、钡；R¹选自烷基、氟代烷基、环脂基和芳基，优选为具有1-6个碳原子的基团；R²选自氢、烷基、烷氧基、环脂基和芳基；R³选自烷基、氟代烷基、环脂基和芳基；R^4-5每个为两个碳原子的亚烷基桥，由此形成配位至金属中心的五元配位环；R^6-7独立地选自烷基、氟代烷基、环脂基、芳基，或他们可以连接形成含有碳、氧或氮原子的环；并且X为氧，或被氢、烷基或芳基取代的氮。 

通过将这些含金属的多齿β-酮亚胺盐作为化学气相沉积或原子层沉积的前体可以获得若干优越性，所述优越性包括： 

以良好收率形成活性络合物的能力； 

与一种配体配位形成单体络合物，特别是形成锶和钡络合物的能力，由此使其获得高蒸气压； 

制造适于多种电学应用的高共形金属薄膜的能力； 

形成适用于微电子学设备的高共形金属氧化物薄膜的能力； 

基于络合物的较高化学活性而使含金属的多齿β-酮亚胺盐与衬底表面之间的表面反应得以提高的能力；和 

通过R^1-7基团的变化而调整这些含金属的多齿β-酮亚胺盐物理性质的能力。

附图简述 

图1为双(2，2-二甲基-5-(二甲氨基乙基-亚氨基)-3-己酮合-N，O，N′)锶的结晶结构图。 

图2为双(2，2-二甲基-5-(二甲氨基乙基-亚氨基)-3-己酮合-N，O，N′)锶的TGA图，其表明该络合物为挥发性的，但在更高温度下分解。 

图3为三(2，2-二甲基-5-(二甲氨基乙基-亚氨基)-3-己酮合)镱的结晶结构图。 

图4为双(2，2-二甲基-5-(二甲氨基乙基-亚氨基)-3-己酮合)钴的结晶结构图。 

图5为双(2，2-二甲基-5-(二甲氨基乙基-亚氨基)-3-己酮合)镍的结晶结构图。 

图6为三(叔丁氧基)(4-(二甲氨基乙基-亚氨基)-2-戊酮合)锆(IV)的结晶结构图。 

图7为三(叔丁氧基)(4-(二甲氨基乙基-亚氨基)-2-戊酮合)锆(IV)的TGA图，其表明该络合物具有小于2％剩余物的挥发性。