[发明专利]用于沉积含过渡金属的膜的杂配型环戊二烯基过渡金属前体

说明书

本申请是中国专利申请200980128339.7的分案申请，该中国专利申请的申请日为2009年7月24日，发明名称是“用于沉积含过渡金属的膜的杂配型环戊二烯基过渡金属前体”。

发明领域

一般而言，本发明涉及用于制造半导体装置、光伏打装置、LCF-TFT装置或平板型装置的组合物、方法及设备。

现有技术

在制造晶体管期间，可使用硅化物层改良多晶硅的导电性。举例而言，硅化镍（NiSi）可用作晶体管的源极与漏极中的接点以改良导电性。形成金属硅化物的方法是以过渡金属（例如镍）薄层沉积于多晶硅上开始。随后将金属与一部分多晶硅熔合于一起来形成金属硅化物层。

化学气相沉积（CVD）及原子层沉积（ALD）是用于控制原子级沉积且形成极薄涂层的主要气相化学方法。在典型CVD方法中，使晶片暴露于一或多种挥发性前体，其在基板表面上反应和/或分解以产生所需沉积物。ALD方法以交替涂覆的金属前体的依序且饱和的表面反应为基础，在诸反应之间进行惰性气体净化。

为在晶片上得到高纯度、薄且高效能的固体材料，需要具有高纯度、高热稳定性及高挥发性的金属前体。此外，其应迅速且以可重现的速率汽化，此为液体前体比固体前体更易于达成的条件。

一些脒基过渡金属前体现正且业已成功用于通过ALD进行沉积。虽然具有挥发性，但那些前体通常为具有高熔点（>70℃）的固体且有时可因热不稳定性而受损（例如镍），此对于ALD方法而言为一缺点。另一方面，据知双环戊二烯基前体为液体或低熔点固体，且视环戊二烯基上的取代而定仍具有挥发性。举例而言，Ni(Me-Cp)₂：固体，熔点=34-36℃；Ni(Et-Cp)₂：液体；Ni(iPr-Cp)₂：液体。然而，以镍为例，双环戊二烯基前体仍因热不稳定性而受损。

发明内容

本发明的具体方案提供适用于使膜沉积于基板上的新颖方法及组合物。一般而言，所揭示的组合物及方法利用杂配型（heteroleptic）金属前体。

在一具体方案中，一种用于使膜沉积于基板上的方法包含提供反应器，该反应器中安置有至少一个基板。将含金属的前体引入反应器中，其中该前体具有以下通式：

M(R₁-N-C(R₂)=N-R₃)n(R₄R₅R₆R₇R₈Cp)_mL_k；

其中M为选自以下元素的金属：Mn、Fe、Ni、Co、Pd、Pt、Ag、Au、Ru、Os、Rh、Ir及Re。(R₁-N-C(R₂)=N-R₃)为脒或胍配体，且(R₄R₅R₆R₇R₈Cp)为经取代或未经取代的环戊二烯基配体。各R₁、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇及R₈是独立地选自H、C₁-C₅烷基及Si(R')₃，其中R'是独立地选自H及C₁-C₅烷基。R₂是独立地选自H、C₁-C₅烷基及NR'R″，其中R'及R″是独立地选自C₁-C₅烷基。L为中性配体（例如THF、乙醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等）。变数m为1、2、3或4之一；变数n为1、2、3或4之一；且变数k为0、1、2、3、4或5之一。将反应器维持于至少约100℃的温度下；且使前体与基板接触以在基板上沉积或形成含金属的膜。

在一具体方案中，经由至少一个合成反应来合成杂配型环戊二烯基过渡金属前体。该前体具有以下通式：

M(R₁-N-C(R₂)=N-R₃)n(R₄R₅R₆R₇R₈Cp)_mL_k；