包含酰胺基亚胺配位体的金属配合物制造技术

本发明专利技术提供了含有一个或多个酰胺基亚胺配位体的金属配合物，制备所述金属配合物的方法，及使用所述配合物制备含金属薄膜的方法。

Metal complexes containing amide group imine ligands

The present invention provides a metal complex containing one or more amide ligands, a process for the preparation of the metal complex, and a method for producing a metal containing film using the complex.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通常包含至少一种酰胺基亚胺配位体的金属配合物，制造该金属配合物的方法以及使用该金属配合物制备含金属的薄膜的方法。
技术介绍
不同的前驱体已经被用于形成薄膜，且应用了许多沉积技术。这些技术包含反应溅射法、离子束辅助沉积、凝胶‐溶胶沉积、CVD(也称为金属有机化学气相沉积或者MOCVD)、ALD(也称为原子层外延)。CVD和ALD工艺利用得越来越多，因为它们具有成份控制良好、薄膜均一性高、掺杂控制高的特点。显著地，它们为与现代微电子设备关联的高度非平面几何体提供了极好的保角步阶覆盖性质。CVD是一种通过前驱体在衬底表面形成薄膜的化学工艺。在典型的CVD工艺中，前驱体在低压或者环境压力的反应室中穿过衬底表面(如，一个晶片)。前驱体在衬底表面反应和/或分解形成沉积物质的薄膜。易挥发的副产品由气体流过反应室的气体移除。沉积物薄膜的厚度难以控制，因为其取决于许多参数的协同，例如，温度、压力、气流量以及均匀度、化学耗尽效应和时间。ALD也是一种薄膜沉积的方法。它是一种自限制的、连续的、独特的衬底表面薄膜生长技术，其以表面反应为基础，可以提供精确的厚度控制，沉积由前驱体在不同成分的衬底表面上堆积而提供的材料的保角的薄膜。在ALD中，前驱体在反应中被分开。第一前驱体穿过衬底表面并在衬底表面形成单分子层。任何多余未反应的前驱体被抽出反应室。第二前驱体随后穿过衬底表面与第一前驱体反应，在第一次成形在衬底表面上的薄膜的分子层上形成薄膜的第二单分子层。重复该循环形成期望厚度的薄膜。薄膜，特别是薄的含金属膜，具有一些重要的应用，比如在纳米技术和半导体器件制造中的应用。这些应用的实例包括高折射率光学涂层、防腐涂层、光催化自清洁玻璃涂层、生物相容性涂层、介电电容器层和场效应晶体管(FETs)中的栅极介电层绝缘薄膜，电容器电极、栅极电极、粘接剂扩散阻挡层和集成电路。电介质薄膜也用于微电子学应用上，例如，适于动态随机存取存储器(DRAM)应用的高‐K介质氧化物、用于红外检测器的铁电钙钛矿和非易失性的铁电随机存储器(NV‐FeRAMs)。微电子部件尺寸上的不断减小提高了对改进薄膜工艺的需求。关于含锰薄膜制备的技术特别引人兴趣。例如，在如催化剂、蓄电池、存储器、显示器、传感器以及纳米和微电子方面的许多实际应用已有含锰薄膜。在电子应用的情况中，基本的锰金属或者氮化锰薄膜可以作为阻挡层，用来阻挡铜的扩散互连到底层的二氧化硅衬底中(如，自成形扩散阻挡层)。当基于其他金属系统的阻挡层可应用于抑制铜原子的扩散，因此这样的系统存在重大的挑战。例如，氮化钽在膜厚大于约10埃时，提供一种合适的铜扩散阻挡层，此厚度的氮化钽是连续的，再薄的氮化钽就不连续了，不能提供足够的扩散阻挡性能。对于更小的节点器件(小于32nm)这是一个重要的障碍，需要更薄的扩散阻挡层。证据表明，对于下一代器件后端制程中铜互连的钽基阻挡层，氮化锰阻挡层可能会是一个有吸引力的选择。然而，很少的锰前驱体能够提供高品质和/或高纯的锰或氮化锰薄膜。潜在的锰前驱体常受低蒸汽压和反应速率的影响，和/或提供形态不理想的含锰薄膜。因此，具备适用于在气相沉积方法中作为前驱体材料制备氮化锰和其他含锰薄膜的性能特征的锰配合物的发展存在重要的意义。例如，需要具有改善的性能特征(热稳定性、蒸汽压、沉积速率和由此生产的薄膜的阻隔性能)的锰前驱体，亦如从这样的前驱体沉积薄膜的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种如下通式I所示的金属配合物：其中，R1,R2,R2,和R3各自选自包括氢、烷基、芳基的组，M为选自元素周期表7‐10族的金属，或铜；L包含至少一个配位体。在通式I所表示的金属配合物的实施例中，M选自包括锰、钴、镍和铜的组，具体实施例中，M为锰。在通式I所表示的金属配合物的实施例中，R1,R2,R2’,和R3各自选自包括氢、C1‐C4烷基和C6‐C10烷基的组。具体实施例中R1,R2,R2’,和R3各自选自包括氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和苯基的组。其他实施例中，R2和R2’均为甲基。在通式I所表示的金属配合物的实施例中，L包含至少一种单配位体或二齿配位体，在这类实施例中，L可为如酰胺基亚胺配位体、二氮丁二烯(DAD)配位体、醚基(AMD)配位体或者丙烯基配位体。在一或几个实施例中，L为η3‐丙烯基配位体。根据本专利技术的另一方面，提供一种如下通式IA所示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’,R3,R4,R5,R6以及R6’各自选自包括氢、烷基和芳基的组；M为选自化学元素周期表第7‐10族的金属，或铜。在通式IA所表示的金属配合物的实施例中，M选自包括锰、钴、镍和铜的组，具体实施例中，M为锰。在通式IA所表示的金属配合物的实施例中，R1,R2,R2’,R3,R4,R5,R6和R6’各自选自包括氢、C1‐C4烷基和C6‐C10烷基的组，具体实施例中R1,R2,R2’,R3,R4,R5,R6和R6’各自选自包括氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和苯基的组。在通式IA所表示的金属配合物的实施例中，R2,R2’,R6和R6’均为甲基。在部分实施例中，通式IA所表示的金属配合物为均配物，例如，R1＝R5,R2＝R6,R2’＝R6’以及R3＝R4。根据本专利技术的另一方面，提供一种如下通式IB所示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’,R3,R7,R8,R9和R10各自选自包括氢、烷基和芳基的组；M为选自化学元素周期表第7‐10族的金属，或铜。在通式IB所表示的金属配合物的实施例中，M选自包括锰、钴、镍和铜的组，具体实施例中，M为锰。在通式IB所表示的金属配合物的实施例中，R1,R2,R2’,R3,R7,R8,R9和R10各自选自包括氢、C1‐C4烷基和C6‐C10烷基的组。具体实施例中，R1,R2,R2’,R3,R7,R8,R9和R10各自选自包括氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和苯基的组。在通式IB所表示的金属配合物的实施例中，R2和R2’均为甲基。在通式IB所表示的金属配合物的实施例中，R8和R9均为氢。根据本专利技术的另一方面，提供一种如下通式IC所示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’,R3,R11,R12和R13各自选自包括氢、烷基和芳基的组；M为选自化学元素周期表第7‐10族的金属，或铜。在通式IC所表示的金属配合物的实施例中，M选自包括锰、钴、镍和铜的组。具体实施例中，M为锰。在通式IC所表示的金属配合物的实施例中，R1,R2,R2’,R3,R11,R12和R13各自选自包括氢、C1‐C4烷基和C6‐C10烷基的组，具体实施例中，R1,R2,R2’,R3,R11,R12,和R13各自选自包括氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和苯基的组。在通式IC所表示的金属配合物的实施例中，R2和R2’均为甲基。根据本专利技术的另一方面，提供一种如下通式ID所示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’和R3各自选自包括氢、烷基和芳基的组；R14,R14’,R15,R16和R16’各自选自包括氢、烷基、芳基和甲硅烷基的组；M为选自化学元素周期表第7‐10族的金属，或为铜。在通式ID所表示的金属配合物的实施例中，M选自包括锰、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通式I所表示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’和R3各自选自包括氢、烷基和芳基的组；M为选自化学周期表第7‑10族的金属，或为铜；且L包含至少一配位体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.28 US 61/896,2181.一种通式I所表示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’和R3各自选自包括氢、烷基和芳基的组；M为选自化学周期表第7-10族的金属，或为铜；且L包含至少一配位体。2.如权利要求1所述的金属配合物，其中M选自包括锰、钴、镍和铜的组。3.如权利要求1或2所述的金属配合物，其中，R1,R2,R2’和R3各自选自包括氢、C1–C4烷基和C6–C10芳基的组。4.如上述权利要求中任一权利要求所述的金属配合物，其中，R1,R2,R2’和R3各自选自包括氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和苯基的组。5.如上述权利要求中任一权利要求所述的金属配合物，其中，R2和R2’均为甲基。6.如上述权利要求中任一权利要求所述的金属配合物，其中，L包含至少一个单配位基或二齿配位体。7.如上述权利要求中任一权利要求所述的金属配合物，其中，L包含一酰胺基亚胺配位体、二氮丁二烯配位体，脒基配位体或丙烯基配位体。8.如上述权利要求中任一权利要求所述的金属配合物，其中，L包含一η3-丙烯基配位体。9.一种通式IA所表示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’,R3,R4,R5,R6和R6’各自选自包括氢、烷基和芳基的组；且M为选自化学元素周期表第7-10族，或为铜。10.如权利要求9所述的金属配合物，其中，M选自包括锰、钴、镍和铜的组。11.如权利要求9或10所述的金属配合物，其中，R1,R2,R2’,R3,R4,R5,R6和R6’各自选自包括氢、C1–C4烷基和C6–C10芳基的组。12.如权利要求9-11中任一权利要求所述的金属配合物，其中，R1,R2,R2’,R3,R4,R5,R6和R6’各自选自包括氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基和苯基的组。13.如权利要求9-12中任一权利要求所述的金属配合物，其中，R2,R2,R6和R6’均为甲基。14.如权利要求9-13中任一权利要求所述的金属配合物，其中，金属配合物为均配型金属配合物。15.一种通式IB所表示的金属配合物：其中，R1,R2,R2’,R3,R7,R8,R9和R10各自选自包括氢、烷基和芳基的组；且M为选自化学元素周期表第7-10族的金属，或为铜。16.如权利要求15所述的金属配合物，其中，M选自包括锰、钴、镍和铜的组。17.如权利要求15或16所述的金属配合物，其中，R1,R2,R2’,R3,R7,R8,R9和R10各自选自包括氢、C1–C4烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉维·凯恩乔利亚，肖恩·盖瑞特，戴维·汤普森，杰弗里·安西斯，
申请(专利权)人：赛孚思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US