挥发性的ＩＩ族金属前体制造技术

本发明专利技术涉及挥发性的ＩＩ族金属前体，即，包含与至少一种选自钡、锶、镁、镭或钙或其混合物的金属配位的一个或多个多官能化的吡咯阴离子的化合物。或者，一个阴离子可以被第二非吡咯阴离子取代。本发明专利技术也涉及新化合物的合成及其用于形成ＢＳＴ膜的用途。

【技术实现步骤摘要】
挥发性的11族金属前体相关申请的交叉引用本申请要求2009年5月29日提交的美国临时专利申请61/182，186的优先权。
技术介绍
在半导体制造行业中，持续获得用于气相沉积方法(包括化学气相沉积(CVD)和 原子层沉积(ALD))的挥发性的含有金属的前体，使用这些含有金属的前体，用于在基底 (如硅、金属氮化物、金属氧化物和其他含有金属的层)上制造含有保形金属(conformal metal)的膜。尤其是寻找用于沉积含有薄钡和锶的氧化物的薄膜的含有钡和锶的前体，如用于 先进的存储装置制造的钛酸锶钡氧化物(BST)。虽然氟化的钡前体具有优异的挥发性(参 考)，但有效排除它们用于BST制造的用途，因为氟离子可在氧化膜中形成，并作为电荷载 体作用，这降低了氧化膜的介电常数。因此，尽管这种化合物是稀少的，对于钡尤其是如此，但强烈需要非氟化的钡和锶 前体化合物。这是因为Ba+2离子的离子半径大，需要这样的离子配体，所述离子配体可以提 供足以提供单体或二聚体钡的化合物的配位环境。如果这一要求得不到满足，钡化合物趋 向形成挥发性有限的高度缔合的或聚合的结构。然而，即使可以实现单体或二聚体的结构， 它们可能仍然不具备在其汽化所需的高的升华或蒸馏温度下存在所需的热稳定性。基于所 有这些原因，非氟化的单体或二聚体、热稳定的、容易挥发且非常适于通过ALD或CVD的BST 制造的钡前体极为稀缺，但备受欢迎。现有技术试图提供用于这些应用的前体。然而，现有技术中没有任何金属络合物 具有本专利技术公开的络合物的特殊特性。本文公开的化合物在汽化条件下的挥发性和热稳 定性是优异的。这使它们作为用于BST膜生长和任何其他需要挥发性钡源的应用的前体是 非常有效的。同样，这些相同的配体系统也应用于制造挥发性的锶、镁、镭或钙前体。本专利技术的相关现有技术包括Harder,S. (2002) ；"Homoleptic beta Diketiminate Complexes of theAlkaline Earth Metals :Trends in the Series Mg, Ca, Sr, and Ba" ；Organometallies 21(18), 3782-3787。美国专利5319118El-Kaderi, H. Μ.和 Μ· J. W. Heeg， C. H. ； (2004) · “ SandwichComplexes of the Heavier Alkaline Earth Metals Containing 5—DiketiminatoLigand Sets. “ Organometallics 23 :4995_5002。Μ· J. Saly，M. J. Heeg 和 C. Winters, Inorganic Chemistry,出版日期(网络)2009 年4月27日。B. Sedai，M. J. Heeg和 C. Winter, Organometallies, 2009，18 (4)第 1032-1038 页。Timo Hatanpaa, Marko Vehkamaki, Ilpo Mutikainen, Jarno Kansikas 和 Mikko Ritala"Synthesis and characterization of eyelopentadienyl complexesof barium precursors for atomic layer deposition of BaTi03"DaltonTrans· ，2004，1181—1188。H. Schmann, J. Gottfriedsen禾口 J. Demtschuk"Synthesis and structureof eta_5 pyrrolyl complexes of calcium and strontium' Chem. Commun. ,2091-2092,1999。WO 2009/086263A1。
技术实现思路
本专利技术涉及包含与至少一种选自钡、锶或镁、镭、钙及其混合物的金属配位的第二 阴离子和多官能化的(polyfunctionalized)吡咯阴离子(pyrrolyl anion)的化合物，其 中第二阴离子选自多官能化的吡咯阴离子、β-二酮根(beta-diketonate)、乙酸根、酮亚 胺配体(ketoiminate)、二亚胺、醇根(alkoxide)、氨基化物(amide)、氢化物(hydride)、 β-酮酸酯(beta-ketoester)、脒基配体(amidinate)、胍基配体(guanidinate)、环戊二 烯基、咪唑基配体(imidazolate)、氰化物(cyanide)、异氰化物(isocyanide)、甲酸根、草 酸根、丙二酸根、酚根(Phen0Xide)JfJ^g (thiolate)、硫化物(sulfide)、硝酸根、烷基、 烷基甲硅烷基(Silylalkyl)、氟烷基、芳基、咪唑基配体、氢化物及其混合物；除了只有一 种金属且第一和第二阴离子是多官能化的吡咯基时，使得吡咯多官能化的基团各自选自酰 基、甲酰基、硝基、酰氨基、烷基胺、用例如咪唑、吡咯、吡啶、呋喃、嘧啶、吡唑、吡咯的杂原子 取代的环结构官能化WC1-Cltl烷基、用酰胺基(amide group)官能化的C1-Cltl烷基和用酯基 官能化WC1-Cltl烷基。更优选地，本专利技术涉及一种选自以下的化合物式 A 其中，R1-R8各自单独地为酰基、甲酰基、酰胺基、硝基、烷基胺、用选自咪唑、吡 口各、吡唳、呋喃、嘧唳、吡唑的杂原子取代的环结构官能化的C1-Cltl烷基、用酰胺基官能化的 C1-C10烷基、用酯基官能化的C1-Cltl烷基及其混合物；其中，(L)是选自脂肪族C1-C2tl醚或聚 醚、冠醚、胺、聚胺、酰胺、聚酰胺、酯、聚酯、芳香醚、芳香酯、芳香酰胺、芳香胺、吡啶、咪唑、 吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯及其混合物的中性配体，且η = 0-4 ；和M = Ba、Sr、Ca、Ra或Mg ；和式B 其中，R1-R16各自单独地为酰基、甲酰基、酰氨基、硝基、H、C1-C10伯烷基、仲烷基或 叔烷基J1-Cltl烷氧基、烷基胺、用选自咪唑、吡咯、吡啶、呋喃、嘧啶、吡唑的杂原子取代的环 结构官能化的C1-Cltl烷基、用酰胺基官能化的C1-Cltl烷基、用酯基官能化的C1-Cltl烷基及其 混合物；其中，(L)是单独地选自脂肪族C1-C2tl醚或聚醚、冠醚、胺、聚胺、酰胺、聚酰胺、酯、 聚酯、芳香醚、芳香酯、芳香酰胺、芳香胺、吡啶、咪唑、吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯及其混合物的 中性配体；M2和M3单独地选自Ba、Sr、Ca、Ra或Mg ；且各个η独立地为0_4。本专利技术也考虑新化合物的合成及其形成BST膜的用途。在进一步的实施方式中，本专利技术提供了在基底的至少一个表面上形成含金属的膜 的方法，包括以下步骤提供基底的至少一个表面；并通过选自化学气相沉积方法或原子 层沉积方法的沉积方法在至少一个表面上由具有式A或B所述结构的II族(钡、锶、镁、镭 和钙)的至少一种金属前体形成含金属的膜。前体可以在基底表面上与另一锶络合物、钡 络合物和/或钛络合物共反应，以形成多元素金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含与至少一种选自钡、锶或镁、镭、钙及其混合物的金属配位的第二阴离子和多官能化的吡咯阴离子的化合物，其中所述第二阴离子选自多官能化的吡咯阴离子、β－二酮根、乙酸根、酮亚胺配体、二亚胺、醇根、氨基化物、氢化物、β－酮酸酯、脒基配体、胍基配体、环戊二烯基、咪唑基配体、氰化物、异氰化物、甲酸根、草酸根、丙二酸根、酚根、硫醇根、硫化物、硝酸根、烷基、烷基甲硅烷基、氟烷基、芳基、咪唑基配体、氢化物及其混合物；除了只有一种金属且第一和第二阴离子是多官能化的吡咯基时，使得吡咯多官能化的基团各自选自酰基、甲酰基、硝基、酰氨基、烷基胺、用例如咪唑、吡咯、吡啶、呋喃、嘧啶、吡唑、吡咯的杂原子取代的环结构官能化的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基、用酰胺基官能化的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基和用酯基官能化的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JAT诺曼，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US