专利名称：采用单环戊二烯基三烷氧基铪和锆前体通过原子层沉积制备薄膜的方法
技术领域：
本发明涉及采用基于铪和/或锆的前体通过原子层沉积(ALD)制备薄膜的方法。
背景技术：
ALD是用于薄膜的沉积的已知方法。它是基于表面反应的、自限制、顺序性的独特膜生长技术，所述表面反应可以提供原子层控制和将由前体提供的材料的共形薄膜沉积到各种组成的基材上。在ALD中，在反应过程中分离各前体。使第一前体经过所述基材，在基材上产生一个单层。从反应室泵抽出任何过量的、未反应的前体。然后，使第二前体经过所述基材并与所述第一前体反应，在基材表面上形成单层膜。重复这个循环，以便产生所需厚度的膜。ALD过程在纳米技术和半导体装置(例如电容器电极、门电极、粘附扩散势垒区和集成电路)的制造中有各种应用。此外，具有高介电常数(电容率)的介电薄膜在微电子学和光电子学的很多分领域中是必要的。微电子元件尺寸的不断缩小已经增加了对采用这类介电膜的需要。日本专利申请N0.P2005-171291报道了用于化学蒸气沉积的基于钛的前体。目前用于ALD的前体不能提供实现制造下一代装置例如半导体的新工艺所要求的性能。例如，需要改进的热稳定性、更高的挥发性或提高的沉积速率。发明概述现提供了通过原子层沉积形成含金属的膜的方法。该方法包含将至少一种前体送递到基材，其中所述至少一种前体对应于式II:
权利要求
1.通过原子层沉积形成含金属的膜的方法，该方法包含将至少一种前体送递到基材，其中所述至少一种前体在结构上对应于式II:
2.权利要求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选自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基组成的组。
3.权利要求1的方法，其中 M是Hf R是甲基或乙基； η是I或2 ;和 L选自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基组成的组。
4.权利要求1的方法，其中 M是Hf R是甲基或乙基； η是I ;和 L选自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基组成的组。
5.权利要求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选自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基组成的组。
6.权利要求1的方法，其中 M 是 Zr ; R是甲基或乙基； η是I或2 ;和 L选自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基组成的组。
7.权利要求1的方法，其中 M 是 Zr ; R是甲基或乙基； η是I ;和 L选自由甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基组成的组。
8.权利要求1的方法，其中所述至少一种在结构上对应于式II的前体选自由下列组成的组: (甲基环戊二烯基)Hf (OMe)3;(乙基环戊二烯基)Hf (OMe) 3 ； (丙基环戊二烯基)Hf (OMe)3 ； (甲基环戊二烯基)Hf (OEt)3; (乙基环戊二烯基)Hf (OEt) 3 ； (丙基环戊二烯基)Hf (OEt)3 ； (甲基环戊二烯基)Hf (OiPr) 3 ; (乙基环戊二烯基)Hf (OiPr)3 ； (丙基环戊二烯基)Hf (OiPr) 3 ； (甲基环戊二烯基)Hf (OtBu)3; (乙基环戊二烯基)Hf (OtBu) 3 ； (丙基环戍二烯基)Hf (OtBu) 3 ； (甲基环戊二烯基)Zr (OMe)3; (乙基环戊二烯基)Zr (OMe) 3 ； (丙基环戍~■稀基)Zr (OMe) 3 ； (甲基环戊二烯基)Zr (OEt)3; (乙基环戍二烯基)Zr (OEt) 3 ； (丙基环戍二烯基)Zr (OEt) 3 ； (甲基环戍二烯基)Zr (OiPr) 3 ； (乙基环戍二烯基)Zr (OiPr) 3 ； (丙基环戍二烯基)Zr (OiPr) 3 ； (甲基环戍二烯基)Zr (OtBu) 3 ； (乙基环戊二烯基)Zr (OtBu) 3 ;和 (丙基环戍二烯基)Zr (OtBu)3O
9.权利要求1的方法，其中所述至少一种在结构上对应于式II的前体选自由(甲基环戍二烯基)Hf (OtBu)3和(甲基环戍二烯基)Zr (OtBu)3组成的组。
10.权利要求1的方法，其中所述原子层沉积包含光辅助的原子层沉积。
11.权利要求1的方法，其中所述原子层沉积包含液体注射原子层沉积。
12.权利要求1的方法，其中以脉冲的形式将所述前体沉积到所述基材，与氧源的脉冲交替进行。
13.权利要求12的方法，其中所述氧源选自Η20、02或臭氧。
14.权利要求1的方法，进一步包含沉积至少一种适当的共反应剂，所述共反应剂选自由下列组成的组:氢、氢等离子体、氧、空气、水、氨、肼、烯丙基肼、硼烷、硅烷、臭氧及其组合。
15.权利要求1的方法，其中将至少两种在结构上对应于式II的前体送递到所述基材，以便通过原子层沉积形成含金属的膜。
16.权利要求1的方法，进一步包含将至少一种共前体送递到所述基材，以便通过原子层沉积形成混合金属膜。
17.权利要求16的方法，其中形成的混合金属膜选自由铪、锆、钛、镧和任何其它镧系金属的氧化物和氮化物、以及锆酞酸铅组成的组。
18.权利要求1的方法，其中将所述含金属的膜用于存储器和/或逻辑应用。
全文摘要
提供了通过原子层沉积形成含金属的膜的方法。该方法包含将至少一种前体基材送递到基材，其中所述至少一种前体在结构上对应于式(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。提供了通过液体注射原子层沉积形成含金属的膜的其它方法。这些方法包含将至少一种前体送递到基材，其中所述至少一种前体在结构上对应于式(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，其中所述氨基任选地、独立地被C1-C6-烷基取代1或2次。
文档编号C23C16/18GK103147062SQ20111044839
公开日2013年6月12日 申请日期2008年9月10日 优先权日2007年9月14日
发明者P·N·黑斯, A·金斯里, 宋福全, P·威廉姆斯, T·利斯, H·O·戴维斯, R·奥德拉 申请人:西格玛-奥吉奇有限责任公司