形成含钴膜的组合物、其合成、以及在膜沉积中的用途制造技术

披露了形成含钴膜的组合物、其制备、以及其用于气相沉积膜的用途。这些形成含钴膜的组合物包含含甲硅烷基酰胺的前体，特别是Co[N(SiMe3)2]2(NMe2Et)和/或Co[N(SiMe3)2]2(NMeEt2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成含钴膜的组合物、其合成、以及在膜沉积中的用途相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月31日提交的美国专利申请序列号14/986,286的权益，出于所有的目的将所述申请通过引用以其全文结合在此。
披露了形成含钴膜的组合物、其制备、以及其用于气相沉积膜的用途。这些形成含钴膜的组合物包含含甲硅烷基酰胺的前体，特别是Co[N(SiMe3)2]2(NMe2Et)和/或Co[N(SiMe3)2]2(NMeEt2)。
技术介绍
化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)已被应用为用于生产半导体器件的薄膜的主要沉积技术。这些方法使能够通过在沉积工艺期间对参数进行微调来获得共形膜(金属、氧化物、氮化物、硅化物等)。主要通过含金属化合物(前体)的化学反应来控制膜生长，并且在预测其特性和反应过程下开发最佳前体是必要的。过渡金属和过渡金属硅化物(特别是锰、铁、钴和钌)的膜对于各种电子和电化学应用而言变得重要。例如，由于钴薄膜的高磁导率，它们是所考虑的。由于钴薄膜在半导体器件的前段制程加工中的低电阻率，因此存在许多使用钴薄膜来形成用于欧姆接触的二硅化钴(CoSi2)的报道。最近研究了含钴薄膜作为用于超大规模集成器件的Cu/低k阻挡层、钝化层和封盖层。已经报道了甲硅烷基酰胺化合物的合成(Monatsh.Chem.(1963),94(6),pp.1007-1012；Polyhedron22(2003)pp.67-73,J.C.S.Chem.Comm.(1972)pp.872-873；Inorg.Chem.(1984)23,4584-4588；US6969539B2[Monatsh.Chem.(1963)，94(6)，第1007-1012页；多面体22(2003)，第67-73页，J.C.S.化学通信(1972)，第872-873页；无机化学(1984)23，4584-4588；US6969539B2])。还已经报道了使用甲硅烷基酰胺化合物的气相沉积膜形成(Chem.Vap.Deposition1995,1,No.2,49-51；R.G.Gordonetal；US2009/0053426A1AppliedMaterials；US2014/0255606AppliedMaterials[化学气相沉积1995，1，第2期，49-51；R.G.Gordon等人；US2009/0053426A1应用材料；US2014/255606应用材料])。授予Gordon等人的US6969539披露了：本领域普通技术人员将认识到，虽然含Co前体的液体形式有利于气相沉积法，但所披露的蒸气压对于薄膜沉积的工业用途而言太低。选择适当挥发性同时保持足够稳定以用于气相膜沉积中的含Co前体对于商业实施而言是重要的并且不总是容易确定的。
技术实现思路
披露了形成含钴膜的组合物，这些组合物包含具有下式的含甲硅烷基酰胺的前体：其中M是Co；每个R1、R2和R3独立地选自氢(H)或C1-C4烃；L是选自吡啶、NMe3、NEt3、NMe2Et、NMeEt2、1-Me-吡咯烷、或PMe3的一种或两种中性加合物；并且R1和R2或者R2和R3可以连接以形成环状含硅杂环。所披露的形成含甲硅烷基酰胺膜的组合物可以具有以下方面中的一项或多项：●每个R1、R2和R3独立地选自H、甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基或叔丁基；●该含甲硅烷基酰胺的前体是{Co[N(SiMe3)2]2}2；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(py)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(Me3N)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(Et3N)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(Me2EtN)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(MeEt2N)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(1-Me-吡咯烷)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(PMe3)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是{Co[N(SiMe2Et)2]2}2；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(py)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(Me3N)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(Et3N)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(Me2EtN)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(MeEt2N)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(1-Me-吡咯烷)；●该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe2Et)2]2(PMe3),●该形成含钴膜的组合物包含在大约99％w/w与大约100％w/w之间的该含甲硅烷基酰胺的前体；●在50℃下4周之后，该形成含钴膜的组合物包含在大约99％w/w与大约100％w/w之间的该含甲硅烷基酰胺的前体；●在室温(大约23℃)下12周之后，该形成含钴膜的组合物包含在大约99％w/w与大约100％w/w之间的该含甲硅烷基酰胺的前体；●该形成含钴膜的组合物在热重分析下在产生1托的该含甲硅烷基酰胺的前体的蒸气压的温度下2周的稳定性测试之后产生了小于3％的剩余质量；●该形成含钴膜的组合物在热重分析下在产生1托的该含甲硅烷基酰胺的前体的蒸气压的温度下3周的稳定性测试之后产生了小于3％的剩余质量；●该形成含钴膜的组合物在热重分析下在产生1托的该含甲硅烷基酰胺的前体的蒸气压的温度下2个月的稳定性测试之后产生了小于3％的剩余质量；●该形成含钴膜的组合物包含在大约95％w/w与大约100％w/w之间的该含甲硅烷基酰胺的前体；●该形成含Co膜的组合物包含在大约5％w/w与大约50％w/w之间的该含甲硅烷基酰胺的前体；●该形成含Co膜的组合物不包含水；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0％w/w与大约5％w/w之间的杂质；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0.0％w/w与大约2.0％w/w之间的杂质；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0.0％w/w与大约1.0％w/w之间的杂质；●杂质包括卤化物，碱金属，烷基取代的硅烷，锂、钠或钾的卤化物；THF；醚；戊烷；环己烷；庚烷；苯；甲苯；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约1ppmw之间的金属杂质；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约500ppbw之间的金属杂质；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Al；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的As；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Ba；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Be；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Bi；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Cd；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Ca；●该形成含Co膜的组合物包含在大约0ppbw与大约100ppbw之间的Cr；●该形成含Co膜的组合物包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将含Co层沉积在基板上的方法，该方法包括将形成含Co膜的组合物的蒸气引入至其中布置有基板的反应器中，其中这些形成含Co膜的组合物包含选自Co[N(SiMe3)2]2(NMe2Et)、Co[N(SiMe3)2]2(NMeEt2)、或其组合的含甲硅烷基酰胺的前体；并且使用气相沉积法使该含甲硅烷基酰胺的前体的至少一部分沉积到基板上以形成该含Co层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.31 US 14/986,2861.一种将含Co层沉积在基板上的方法，该方法包括将形成含Co膜的组合物的蒸气引入至其中布置有基板的反应器中，其中这些形成含Co膜的组合物包含选自Co[N(SiMe3)2]2(NMe2Et)、Co[N(SiMe3)2]2(NMeEt2)、或其组合的含甲硅烷基酰胺的前体；并且使用气相沉积法使该含甲硅烷基酰胺的前体的至少一部分沉积到基板上以形成该含Co层。2.如权利要求1所述的方法，其中该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(NMe2Et)。3.如权利要求1所述的方法，其中该含甲硅烷基酰胺的前体是Co[N(SiMe3)2]2(NMeEt2)。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中该含Co层是Co。5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中该含Co层是CoSi2。6.如权利要求4或5所述的方法，其中该基板是SiO2。7.如权利要求5所述的方法，其中该基板是Si。8.一种将含Co层沉积在基板上的方法，该方法包括：将包含形成含Co膜的组合物的形成含Co膜的组合物递送装置流体地连接到气相沉积室，其中该形成含Co膜的组合物包含选自Co[N(SiMe3)2]2(NMe2Et)、Co[N(SiMe3)2]2(NMeEt2)、或其组合的含甲硅烷基酰胺的前体；将该形成含Co膜的组合物递送装置加热至产生在大约0.2托(大约27帕)与大约1.5托(大约200帕)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：伽蒂诺谕子，木村美喜子，克里斯汀·杜斯拉特，让马克·吉拉尔，尼古拉斯·布拉斯科，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR