[发明专利]产生无机薄膜的方法

说明书

本发明属于在衬底上产生无机薄膜的方法，特别是原子层沉积方法的领域。特别地，本发明涉及一种包括使通式(I)化合物L_n‑‑‑M‑‑‑X_m(I)变为气态或气溶胶态，并将通式(I)化合物由气态或气溶胶态沉积至固体衬底上的方法，其中M为金属，L为与M配位的配体，且其含有至少一个磷‑碳多重键，其中L含有含磷杂环或磷‑碳三键，X为与M配位的配体，n为1‑5，且m为0‑5。

本发明属于在衬底上产生无机薄膜的方法，特别是原子层沉积方法的领域。

随着持续小型化(例如在半导体工业中)，对衬底上的无机膜的需求增加，同时对该膜的质量要求变得更加严格。无机膜用于不同目的，例如阻隔层、电介质、导电特征、封盖或精细结构的隔离。已知有数种产生无机薄膜的方法，其中之一是在衬底上由气态沉积成膜化合物。为了在中等温度下使金属原子变为气态，必须提供挥发性前体，例如通过使金属与合适配体配位。在将配位的金属沉积至衬底之后，需要除去这些配体。

WO 02/02574A1公开了用于化学气相沉积的含有三烷基或三芳基膦配体的配合物。然而，该类配合物在分解后会在金属膜中留下显著量的杂质。而且，所述配合物在储存与加热时稳定性不足。

A.Chirila等在Coordination Chemistry Reviews，第270-271卷(2014)，第57-74页中公开了膦杂炔烃配合物。然而，并没有给出其在气相沉积法中的适用性的指示。

本发明的目的是提供一种在经济可行条件下在固体衬底上产生高质量且具有再现性的含金属膜的方法。希望的是，该方法可在含金属前体在与固体衬底接触前尽可能少地分解下进行。同时，希望提供一种前体在沉积至固体衬底后容易地分解而在金属膜中留下极少杂质的方法。还意欲提供一种使用含金属前体的方法，所述含金属前体可容易地改性且仍保持稳定，以使前体的性质符合特定需求。

这些目的通过一种包括使通式(I)化合物变为气态或气溶胶态，且将通式(I)化合物由气态或气溶胶态沉积至固体衬底上的方法实现，

L_n----M---X_m (I)

其中：

M为金属，

L为与M配位的配体，且含有至少一个磷-碳多重键，其中L含有含磷杂环或磷-碳三键，

X为与M配位的配体，

n为1-5，且

m为0-5。

本发明进一步涉及通式(I)化合物用于在固体衬底上形成膜的方法的用途，其中：

M为金属，

L为与M配位的配体，且含有至少一个磷-碳多重键，其中L含有含磷杂环或磷-碳三键，

X为与M配位的配体，

n为1-5，且

m为0-5。

本发明的优选实施方案可在说明书和权利要求书中找到。不同实施方案的组合落入本发明范围之内。

在本发明的方法中，使通式(I)化合物变为气态或气溶胶态。配体L通常经由磷-碳多重键的至少一个π键键合至M。

根据本发明，M为金属。这些包括Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In Sn、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Bi。优选地，M为过渡金属，更优选为Ni、Co、Mn、Ti、Ta或W，尤其为Ni或Co。