[发明专利]产生薄无机膜的方法

说明书

描述

本发明属于产生基材上的薄无机膜的方法，特别是原子层沉积方法的领域。

随着当前小型化发展，例如在半导体行业中，对基材上的薄无机膜的需要增加，同时对这些膜的质量的要求变得更加严格。薄无机膜用于实现不同目的，例如阻挡层、晶种、衬垫、电介质或精细结构的分离。已知若干产生薄无机膜的方法。其中一种为将成膜化合物由气态沉积在基材上。为了在中等温度下使金属或半金属原子变为气态，需要例如通过使金属或半金属与合适的配体络合来提供挥发性前体。在将络合金属或半金属沉积至基材上之后需要移除这些配体。

WO 2012/057 884 A1公开用于过渡金属的含氮配体和其在原子层沉积方法中的用途。

JP 2001 261 638 A公开可用作α-烯烃聚合的催化剂的具有二亚氨基吡咯基配体的金属配合物。

本发明的目的为提供通过由气态或气溶胶状态沉积金属或半金属而产生固体基材上的薄无机膜的方法。希望该方法可在以下情况下进行：在使包含金属或半金属的前体变为气态或气溶胶状态时前体尽可能少地分解。同时，希望提供其中前体在沉积于固体基材上之后容易分解的方法。另一目的为提供可用于宽范围金属或半金属的方法。还旨在提供一种在经济上可行的条件下产生高质量膜的方法。

这些目的通过包括以下的方法实现：使通式(I)的化合物变为气态或气溶胶状态

和将通式(I)的化合物由气态或气溶胶状态沉积至固体基材上，其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶相互独立地为氢、烷基或三烷基甲硅烷基，

n为1至3的整数，

M为金属或半金属，

X为与M配位的配体，且

m为0至4的整数。

本发明还涉及通式(I)的化合物，其中

R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶相互独立地为氢、烷基或三烷基甲硅烷基，

n为1至3的整数，

M为Sr、Ba、Co或Ni，

X为与M配位的配体，且

m为0至4的整数。

本发明还涉及通式(I)的化合物在固体基材上的膜形成方法中的用途，其中

R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶相互独立地为氢、烷基或三烷基甲硅烷基，

n为1至3的整数，

M为金属或半金属

X为与M配位的配体，且

m为0至4的整数。

本发明的优选实施方案可见于说明书和权利要求书中。不同实施方案的组合落入本发明的范围。

在根据本发明的方法中，使通式(I)的化合物变为气态或气溶胶状态。在配体L中，两个亚氨基甲基与吡咯环共轭。据信，这使得L对断裂极其稳定，使得其可由通式(I)的化合物移除，例如在通过根据本发明的方法形成的膜中不留下不希望的碎片。

R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶相互独立地为氢、烷基或三烷基甲硅烷基。据信，配体L的碳原子数影响通式(I)的化合物可变为气态或气溶胶状态而不显著分解的容易性。在本发明的上下文中不存在显著分解意指至少90wt％，更优选至少95wt％，特别是至少98wt％通式(I)的化合物可在无化学变化的情况下变为气态或气溶胶状态。

优选地，配体L的所有烷基和/或三烷基甲硅烷基一起含有至多12个，更优选至多8个碳原子。烷基可为直链或支化。直链烷基的实例为甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基。支化烷基的实例为异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基-戊基、2-乙基-己基、环丙基、环己基、二氢茚基、降冰片烷基。三烷基甲硅烷基可带有相同或不同烷基。具有相同烷基的三烷基甲硅烷基的实例为三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三正丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三环己基甲硅烷基。具有不同烷基的三烷基甲硅烷基的实例为二甲基叔丁基甲硅烷基、二甲基环己基甲硅烷基、甲基二异丙基甲硅烷基。