薄膜沉积用组合物、薄膜制造方法、薄膜及半导体装置制造方法及图纸

技术编号:28052301 阅读:30 留言:0更新日期:2021-04-14 13:15
本发明专利技术公开一种用于沉积薄膜的组合物,包含含有锶、钡或其组合的有机金属化合物和至少一个由化学式1表示的含非共用电子对的化合物;一种使用用于沉积薄膜的组合物制造薄膜的方法;以及一种由用于沉积薄膜的组合物制造的薄膜;以及一种包含薄膜的半导体装置。在式1中,R1到R3的定义如本说明书中所描述。[化学式1]R1R2R3N。N。N。

【技术实现步骤摘要】
[0019]在化学式2中,M为Sr或Ba,且A源自由化学式3表示的化合物,
[0020][化学式3][0021][0022]其中在化学式3中,R
a
到R
e
独立地为氢或经取代或未经取代的C1到C30烷基。
[0023]R
a
到R
e
中的至少一个可以是经取代或未经取代的C3到C30分支链烷基。
[0024]在化学式1中,R1到R3可相同。
[0025]R1到R3可独立地为经取代或未经取代的戊基、经取代或未经取代的己基、经取代或未经取代的庚基、经取代或未经取代的辛基、经取代或未经取代的壬基或经取代或未经取代的癸基。
[0026]按用于沉积薄膜的组合物的总重量计,含非共用电子对的化合物的含量可为约10重量%到约90重量%。
[0027]有机金属化合物(m1)与含非共用电子对的化合物(m2)的当量比(m2/m1)可为约0.1到约5。
[0028]当在氩(Ar)气氛下于1大气压下使用热解重量分析进行测量时,相对于有机金属化合物的初始重量发生50%重量损失的温度与相对于含非共用电子对的化合物的初始重量发生50%重量损失的温度之间的差可小于或等于约90℃。
[0029]当在氩(Ar)气氛下于1大气压下测量热解重量分析时,相对于用于沉积薄膜的组合物的初始重量发生50%重量损失的温度可能低于相对于有机金属化合物的初始重量发生50%重量损失的温度和相对于含非共用电子对的化合物的初始重量发生50%重量损失的温度。
[0030]用于沉积薄膜的组合物可具有小于或等于约500厘泊的粘度。
[0031]前述用于沉积薄膜的组合物可以是用于沉积第一薄膜的组合物。
[0032]根据另一实施例,一种制造薄膜的方法包含气化用于沉积第一薄膜的组合物以及将用于沉积第一薄膜的气化组合物沉积在衬底上。
[0033]制造薄膜的方法可进一步包含气化用于沉积第二薄膜的组合物以及将用于沉积第二薄膜的气化组合物沉积在衬底上,其中用于沉积第二薄膜的组合物可包含第二有机金属化合物,所述第二有机金属化合物包含钛、锆、铪、铌、钽或其组合。
[0034]用于沉积第一薄膜的气化组合物和用于沉积第二薄膜的气化组合物可一起或彼此独立地沉积在衬底上。
[0035]用于沉积第一薄膜的气化组合物和用于沉积第二薄膜的气化组合物可一起或交替地沉积在衬底上。
[0036]用于沉积第一薄膜的组合物的气化可包含在小于或等于约300℃的温度下加热所述用于沉积所述第一薄膜的组合物。
[0037]用于沉积第一薄膜的气化组合物在衬底上的沉积可进一步包含使用于沉积第一薄膜的气化组合物与反应气体反应,且
[0038]反应气体可包含水蒸气(H2O)、氧气(O2)、臭氧(O3)、等离子体、过氧化氢(H2O2)、氨气(NH3)、肼(N2H4)或其组合。
[0039]可使用原子层沉积(ALD)或金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)方法来执行用于沉积第一薄膜的气化组合物在衬底上的沉积。
[0040]根据另一实施例,提供一种由根据一实施例的用于沉积薄膜的组合物制造的薄膜。
[0041]根据另一实施例,提供一种包含根据一实施例的薄膜的半导体装置。
[0042]用于沉积薄膜的组合物可改进粘度和挥发性,且由用于沉积薄膜的组合物制造的薄膜可提供一种对于电性质具有高可靠性的半导体装置。
附图说明
[0043]图1是示出与化学式2-1的有机金属化合物、三庚胺以及三辛胺在根据实例1-1到实例1-7、实例2-1到实例2-7以及比较例1的用于沉积薄膜的组合物中的含量对应的用于沉积薄膜的组合物的粘度的图。
[0044]图2是示出与根据实例1-4、实例2-4以及比较例2-4的用于沉积薄膜的组合物的温度对应的重量变化率的图。
[0045]图3是示出根据实例1-4、实例2-4、比较例1以及比较例2-4的用于沉积薄膜的组合物的随时间推移在500℃下的重量变化率的图。
具体实施方式
[0046]下文中,将详细描述本专利技术的实施例,以使得所属领域的技术人员可容易地实施本专利技术的实施例。然而,本公开可以许多不同形式实施,且不应理解为限于本文所阐述的实例实施例。
[0047]下文中,除非另外说明,否则在说明书中,当称例如层、膜、薄膜、区、板等部分“在”另一部分“上”时,不仅存在另一部分“紧靠着”的情况,且还包含其中间存在另一部分的情况。
[0048]下文中,如本文中所使用,当未另外提供定义时,“其组合”意指组分、复合物、配位化合物、层合物、合金以及类似物的混合物。
[0049]下文中,如本文中所使用,当未另外提供定义时,“取代”是指利用以下各项来替换氢原子:氘、卤素、羟基、氰基、硝基、-NRR'(其中,R和R'独立地为氢、经取代或未经取代的C1到C30饱和或不饱和脂族烃基、经取代或未经取代的C3到C30饱和或不饱和脂环烃基或经取代或未经取代的C6到C30芳族烃基)、-SiRR'R"(其中,R、R'以及R"独立地为氢、经取代或未经取代的C1到C30饱和或不饱和脂族烃基、经取代或未经取代的C3到C30饱和或不饱和脂环烃基或经取代或未经取代的C6到C30芳族烃基)、C1到C20烷基、C1到C10卤烷基、C1到C10烷基硅烷基、C3到C30环烷基、C6到C30芳基、C1到C20烷氧基或其组合。“未经取代”意味着氢原子保留而不经另一取代基取代。
[0050]如本文中所使用,当未另外提供定义时,“杂”意味着一个官能团包含由N、O、S以及
P中选出的1个到3个杂原子,且其余为碳。
[0051]如本文中所使用,当未另外提供定义时,“烷基”是指直链脂族烃基或分支链脂族烃基。烷基可以是不具有任何双键或三键的“饱和烷基”。烷基可以是C1到C20烷基。举例来说,烷基可以是C1到C10烷基、C1到C8烷基、C1到C6烷基或C1到C4烷基。举例来说,C1到C4烷基可以是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基。
[0052]如本文中所使用,除非另外定义,否则“饱和脂族烃基”是指其中分子中碳原子与碳原子之间的键由单键形成的烃基。饱和脂族烃基可以是C1到C20饱和脂族烃基。举例来说,饱和脂族烃基可以是C1到C10饱和脂族烃基、C1到C8饱和脂族烃基、C1到C6饱和脂族烃基、C1到C4饱和脂族烃基或C1到C2饱和脂族烃基。举例来说,C1到C6饱和脂族烃基可以是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、2,2-二甲基丙基或叔丁基。
[0053]如本文中所使用,“胺基”是指伯胺基、仲胺基或叔胺基。
[0054]如本文中所使用,“硅烷基胺基”是指伯胺基、仲胺基或叔胺基,其中氮原子经一或多个硅烷基取代,且硅烷基中的氢原子可由卤素(-F、-Cl、-Br或-I)或经取代或未经取代的C1到C20烷基替换。
[0055]如本本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于沉积薄膜的组合物,包括:有机金属化合物,包含锶、钡或其组合;以及至少一个由化学式1表示的含非共用电子对的化合物:[化学式1]R1R2R3N其中,在化学式1中,R1到R3独立地为经取代或未经取代的C3到C15烷基。2.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中所述有机金属化合物包括经取代或未经取代的环戊二烯类配体、经取代或未经取代的β-二酮类配体、经取代或未经取代的酮亚胺类配体、经取代或未经取代的吡咯类配体、经取代或未经取代的咪唑类配体、经取代或未经取代的脒基类配体、经取代或未经取代的醇盐类配体、经取代或未经取代的酰胺类配体或其组合。3.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中所述有机金属化合物由化学式2表示:[化学式2]M(A)2其中,在化学式2中,M为锶或钡,且A源自由化学式3表示的化合物,[化学式3]其中,在化学式3中,R
a
到R
e
独立地为氢或经取代或未经取代的C1到C20烷基。4.根据权利要求3所述的用于沉积薄膜的组合物,其中R
a
到R
e
中的至少一个为经取代或未经取代的C3到C30分支链烷基。5.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中在化学式1中,R1到R3相同。6.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中R1到R3为经取代或未经取代的戊基、经取代或未经取代的己基、经取代或未经取代的庚基、经取代或未经取代的辛基、经取代或未经取代的壬基或经取代或未经取代的癸基。7.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中按所述用于沉积薄膜的组合物的总重量计,所述含非共用电子对的化合物的含量为10重量%到90重量%。8.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中所述含非共用电子对的化合物对所述有机金属化合物的当量比为0.1到5。9.根据权利要求1所述的用于沉积薄膜的组合物,其中当在氩气氛下于1大气压下使用
热解重量分析进行测量时,相对于所述有机金属化合物的初始重量发生50%重量损失的温度与相对于所述含非共用电子对的化合物的初始重量发生50%重量损失的温度之间的差小于或等于90℃。10.根据权利要求1所述的用于沉积薄...

【专利技术属性】
技术研发人员:金容兑吴釜根朴景铃成太根任相均林雪熙田桓承
申请(专利权)人:三星SDI株式会社
类型:发明
国别省市:

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