【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新型铪化合物、含有所述铪化合物的前驱体组合物、利用所述前驱体组合物制造的含铪薄膜以及所述含铪薄膜的制造方法。
技术介绍
1、电容与电介质的介电常数以及电容器的面积成正比，并与电介质的厚度成反比。为了增加电容，需要开发出在结构上可以增加电容器的面积或减小电解质的厚度的方法，以及在材料上具有高介电常数的材料。但是为了增加面积而使用圆柱体形态的电容器，但是这不仅需要先进的蚀刻技术，而且在设计成一定水准以上的高度时，还会发生倾斜现象。此外，伴随着设备尺寸逐渐微细化，会因为隧道效应而发生生成较高的漏电流的问题。因此，在结构上提升电容时回收到限制，因此需要在材料上开发出具有高介电常数的电介质相关的前驱体材料以及薄膜沉积技术。
2、最近正在积极开展基于如铪或锆等4族金属的氧化物薄膜的开发。因为其具有相对较宽的带隙能量、si集成度(integration)以及较高的兼容性，因此被广泛适用于高介电常数薄膜材料。铪氧化膜或锆氧化膜根据薄膜的结晶结构具有较高的介电常数，最近还在适用通过在铪/锆复合氧化膜(hfzro2)、铪氧化膜或锆氧化膜中掺杂少量的铝(al)、钇(y)或镧(la)等而提升薄膜的结构学以及电学特性的方法。
3、例如，在大韩民国公开专利公报第10-2018-0132568号中公开了一种使用包含环戊二烯基的铪络合物作为前驱体形成包含有机4族化合物的薄膜的技术。在所述先行技术中使用的铪化合物可以通过包含环戊二烯基而提升沉积效率，但这是用于与如铝、镓以及锗等金属原子形成复合金属薄膜，在提升薄膜的沉积率
技术实现思路
1、本专利技术是在考虑到如上所述的现有技术的情况下得出的与高电介质用前驱体相关的技术，其目的在于提供一种含有铪的可以作为高介电常数薄膜的前驱体使用的新型铪化合物以及包含所述铪化合物的铪前驱体组合物。
2、此外，其目的在于提供一种利用所述含铪前驱体组合物的高介电常数薄膜及其制造方法。
3、为了达成如上所述的目的，本专利技术的铪化合物的特征在于：可以作为用于形成含铪薄膜的前驱体使用，以下述化学式1表示。
4、【化学式1】
5、
6、在所述化学式1中，r1各自独立地为氨基、甲硅烷基、烷氧基或c2-c5的烷基。此外，r2以及r3各自独立地为氨基、甲硅烷基、烷氧基或c1-c5的烷基。
7、尤其是，所述化学式1可以以下述化合物中的任意一个表示。
8、
9、因为所述铪化合物在环戊二烯基中包含甲基以及r1而具有环戊二烯基的空间位阻效应，因此可以对所述铪化合物的分子间或分子内相互作用进行抑制并具有更高的热学稳定性效果，从而可以在薄膜形成工程中提升初期化学吸附(chemisorption)速度，还可以提升薄膜形成速度或薄膜的均匀性，从而与现有的包含环戊二烯基的铪化合物相比可以形成高品质的含铪薄膜。
10、此外，本专利技术的含铪前驱体组合物可以包含所述铪化合物。
11、此外，根据本专利技术的薄膜可以使用所述含铪化合物或含铪前驱体组合物进行制造。
12、此外，根据本专利技术的薄膜的制造方法可以使用所述含铪化合物或含铪前驱体组合物。
13、此外，根据本专利技术的薄膜的制造方法可以使用所述铪化合物的混合物进行制造。
14、此外，所述含铪薄膜以及所述薄膜的制造方法可以包括在基板上沉积所述含铪前驱体组合物或所述铪化合物的步骤进行制造，此时，所述沉积可以通过等离子体强化化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition)工程、热化学气相沉积(thermal chemical vapor deposition)工程、等离子体强化原子层沉积(plasma-enhanced atomic layer deposition)以及热原子层沉积(thermal atomic layerdeposition)中的任意一个方法执行。
15、此外，所述薄膜的制造方法，可以包括：对基板进行洗涤和表面处理的第一步骤；将所述基板安装到腔体内部并对所述基板进行加热的第二步骤；在基板上利用所述含铪化合物或所述含铪前驱体组合物形成单分子层的第三步骤；通过供应反应物而形成含铪薄膜的第四步骤；以及，对未反应物进行吹扫的第五步骤。
16、此外，还可以追加包括：在基板上沉积与所述含铪化合物或所述含铪前驱体组合物不同的金属前驱体的工程。
17、此外，所述基板的加热温度可以是100至800℃。
18、此外，所述反应物可以是o2、o3、h2o、no、no2、n2o、h2o2、h2、nh3、烷基胺、肼衍生物、sih4、si2h6、bh3、b2h6、胺-硼烷络合物(amine-borane complex)、geh4以及ph3中的任意一个或所述之混合气体。
19、根据本专利技术的含铪前驱体组合物是一种在常温下为液体，而且其挥发性以及热学稳定性非常优秀，因此可以非常有效地制造出高纯度含铪薄膜。
20、此外，因为其较高的热学稳定性而可以实现较宽的原子层沉积工程温度范围，从而达成制造出高纯度结晶的含铪薄膜的效果。
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1.一种以下述化学式1表示的铪化合物：
2.根据权利要求1所述的铪化合物，其特征在于：
3.一种含铪前驱体组合物，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的含铪前驱体组合物，其特征在于：
5.一种含铪薄膜，其特征在于：
6.一种含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
10.根据权利要求8所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
11.根据权利要求7所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：所述基板为氮化钛、钛、氮化硼、硫化钼、钼、氧化锌、钨、铜、氧化铝、氮化钽、氮化铌、硅、氧化硅、氧化钛、氧化锶中任意一个或复数个的组合。
12.根据权利要求7所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
13.根据权利要求7所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种以下述化学式1表示的铪化合物：
2.根据权利要求1所述的铪化合物，其特征在于：
3.一种含铪前驱体组合物，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的含铪前驱体组合物，其特征在于：
5.一种含铪薄膜，其特征在于：
6.一种含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的含铪薄膜的制造方法，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：金铉昌，申亨洙，李枓宪，权哲熙，
申请(专利权)人：株式会社智慧化工，
类型：发明
国别省市：
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