通过原子层沉积形成含钌的膜的方法技术

提供了通过原子层沉积形成含钌的膜的方法。该方法包含将至少一种前体运送到基材，该至少一种前体对应于式Ｉ：（Ｌ）Ｒｕ（ＣＯ）３其中：Ｌ选自线型或支链的Ｃ２－Ｃ６烯基以及线型或支链的Ｃ１－６烷基；并且其中Ｌ任选地被一种或多种取代基取代，所述取代基独立地选自Ｃ２－Ｃ６烯基，Ｃ１－６烷基，烷氧基和ＮＲ１Ｒ２；其中Ｒ１和Ｒ２独立地是烷基或氢。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过原子层沉积(ALD)，也称作原子层外延，形成含钌的膜的方法。
技术介绍
ALD是基于表面反应的自限制、顺序性的独特膜生长技术，其可以提供原子层控制 和将由例如钛基前体提供的材料的保形薄膜沉积到在各种组成的基材上。在ALD中，在反 应过程中分离各前体。使第一前体经过所述基材上方，在基材上产生单层。从反应室泵送 出任何过量的未反应前体。然后，使第二前体经过所述基材上方并与所述第一前体反应，在 基材表面上的第一形成层的上方形成膜的第二单层。重复这个循环，以便产生所需厚度的 膜。ALD方法在纳米技术和半导体器件(例如电容器电极、门电极、粘附扩散阻挡体和集成 电路)的制造中具有各种应用。Chung, Sung-Hoon等人报道了采用三羰基_1，3_环己二烯基钌，通过ALD技术所得 的钌膜° "Eletrical and Structural Properties ofRuthenium Film Grown by Atomic Layer Deposition usingLiquid-Phase Ru (CO) ^(CkHb) Precursor, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2007.第 990 卷。Tatsuy，S.等人的日本专利No. 2006-57112报道了使用钌前体，例如(2，3 二甲 基-1，3 丁二烯)三羰基钌、(1，3-丁二烯)三羰基钌、(1，3_环己二烯)三羰基钌、(1，4_环 己二烯)三羰基钌和(1，5_环辛二烯)三羰基钌，通过化学气相沉积形成金属膜。Visokay, M.的美国专利No. 6，380，080报道了通过化学气相沉积从式为(二烯) Ru(CO)3的液态钌配合物制备钌金属膜的方法。目前用于ALD的前体没有提供实现制备下一代器件例如半导体的新方法所要求 的性能。例如，需要改进的热稳定性、更高的挥发性或提高的沉积速率。专利技术概述现提供了。该方法包含将至少一种前体运送 到基材，该至少一种前体在结构上对应于式I (L) Ru (CO) 3(式I)其中L选自线型或支链的C2-C6烯基以及线型或支链的CV6烷基；并且其中L任选地被 一种或多种取代基取代，所述取代基独立地选自C2-C6烯基、C1^6烷基、烷氧基和NR1R2 ；其中 R1和R2独立地是烷基或氢。根据下文的详细描述，将清楚其它实施方案，包括上文总结的实施方案的特定方附图简述附图说明图1是热重分析(TGA)数据的图示，其显示了重量％损失与(1) (η4-丁-1，3-二 烯)三羰基钌“2)(n4-2，3-二甲基丁-1，3-二烯)三羰基钌和(3)(环己-1，3-二烯基) Ru(CO)3的温度的关系曲线。图2是热稳定研究后的(环己二烯基)三羰基钌(左侧)和(η4-2，3_ 二甲基 丁-1，3-二烯)三羰基钌(右侧)的图片。专利技术详述在本专利技术的各个方面，提供了利用钌基前体形成金属或金属氧化物膜的ALD方 法。在特定的实施方案中，沉积了金属膜。Α.定义本文所用的术语“前体”是指有机金属分子、配合物和/或化合物。在一个实施方案中，可将前体溶于适合的烃或胺的溶剂中。适合的烃溶剂包括 但不限于脂肪族烃，例如己烷、庚烷和壬烷；芳香族烃，例如甲苯和二甲苯；脂肪族和环状 醚，例如二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚。适合的胺溶剂的实例包括但不限于 辛胺和N，N- 二甲基十二烷基胺。例如，可以将前体溶于甲苯中形成0. 05-1Μ的溶液。术语“烷基”是指长度为1至约6个碳原子的饱和烃链，例如但不限于甲基、乙基、 丙基和丁基。所述烷基可以是直链或支链的，例如，如本文所用的，丙基包含正丙基和异丙 基；丁基包括正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。此外，如本文中所用的，“Me”是指甲基，而 “Et”是指乙基。术语“烯基”是指长度为2至约6个碳原子的不饱和烃链，含有一个或多个双键。 实例包括但不限于乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基。术语“二烯基”是指含有两个双键的烃基。二烯基可以是线型的、支链的或环状的。 此外，存在着非共轭二烯基，其具有被两个或更多个单键分开的双键；共轭的二烯基，其具 有一个单键分开的双键基团；以及累积二烯基，其具有分享共用原子的双键。术语“烷氧基”(单独或与其它术语组合)是指取代基，也就是-0-烷基。这样的 取代基的实例包括甲氧基(-O-CH3)、乙氧基等。烷的部分可以是直链或支链的。例如，如本 文所用的，丙氧基包括正丙氧基和异丙氧基；丁氧基包括正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和 叔丁氧基。B.化学在一个实施方案中，提供了。该方法包含将 至少一种前体运送到基材，该至少一种前体在结构上对应于式I (L) Ru (CO) 3(式I)其中L选自线型或支链的C2-C6烯基以及线型或支链的CV6烷基；并且其中L任选地被 一种或多种取代基取代，这些取代基独立地选自C2-C6烯基、C1^6烷基、烷氧基和NR1R2 ；其中 R1和R2独立地是烷基或氢。在一个实施方案中，L是线型的或支链的含有二烯基的部分。这种线型或支链的含有二烯基的部分的实例包括丁二烯基、戊二烯基、己二烯基、庚二烯基和辛二烯基。在其 它实施方案中，该线型或支链的含有二烯基的部分是含有1，3_ 二烯基的部分。在另一个实施方案中，L被一个或多个的取代基取代，例如C2-C6烯基、CV6烷基、烷 氧基和NR1R2,其中R1和R2如上所定义。在特别的实施方案中，L是含有二烯基的部分并且 被一个或多个取代基取代，例如C2-C6烯基、Cp6烷基、烷氧基和NR1R2,其中R1和R2如上所定 义。在一个实施方案中，L可被一个或多个CV6-烷基取代，例如但不限于甲基、乙基、 丙基、丁基或其任意组合。至少一种前体的实例包括但不限于( η 4_ 丁 -1，3- 二烯)三羰基钌；( η 4-2，3-二甲基丁-1，3-二烯)三羰基钌；和(n4-2-甲基丁 -1，3- 二烯)三羰基钌。两个开放的二烯基化合物和环己二烯基化合物的性能如下所示ocv^Ru\co OCfSS=5 Γ ocf\co ocf队 / 、co OCη -1, 3-环己二烯三 羰基合钌 (CHD) Ru (CO) 3η 4_丁二烯三羰基合 钌 (BD) Ru (CO) 3η 4-2,3-二曱基丁二 烯三羰基合钌 (DMBD) Ru (CO)320°C下为晶状固体20°C下为黄色液体 (IO1CMP)20 下为黄色液体 (15 ΜΡ)沸点在200毫乇下 为 56°C沸点在300毫乇下 为28C沸点在300毫乇下为 30X20C下热稳定20C下热稳定20°C下热稳定C.氧和非氧共反应剂如上所述，使用根据式I的至少一种钌前体，可以将ALD过程用于在基材上形成薄 的金属或金属氧化物膜。该膜可以通过至少一种钌前体独立或与共反应剂组合(也称作共 前体)形成。典型地，钌前体需要氧化性环境(例如空气、O2、臭氧或水)以通过ALD沉积薄的 钌膜。因此，在一个实施方案中，将含钌的金属氧化物膜沉积在基材上。可以在合适氧源的 交替脉冲中将至少一种前体运送或沉积在基材上，所述合适氧源例如H20、H2O2, O2、臭氧或 其组合。此外已发现，使用非氧共反应剂，本专利技术的含钌前体可以沉积含钌的膜。因此，在 本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过原子层沉积形成含钌的膜的方法，该方法包含将至少一种前体运送到基材，至少一种前体在结构上对应于式Ⅰ：　　（Ｌ）Ｒｕ（ＣＯ）↓［３］　（式Ⅰ）　　其中：　　Ｌ选自线型或支链的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［６］烯基以及线型或支链的Ｃ↓［１－６］烷基；并且其中Ｌ任选地被一种或多种取代基取代，所述取代基独立地选自Ｃ↓［２］－Ｃ↓［６］烯基、Ｃ↓［１－６］烷基、烷氧基和ＮＲ↑［１］Ｒ↑［２］；其中Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］独立地是烷基或氢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·坎乔里亚，
申请(专利权)人：西格玛奥吉奇公司，
类型：发明
国别省市：US