用于形成含钛薄膜的组合物和使用方法技术

提供用于形成含钛膜的组合物和方法。所述组合物包含至少一种选自以下的前体：(甲基环戊二烯基)Ti(NMe2)3、(乙基环戊二烯基)Ti(NMe2)3、(异丙基环戊二烯基)Ti(NMe2)3、(甲基环戊二烯基)Ti(NEt2)3、(甲基环戊二烯基)Ti(NMeEt)3、(乙基环戊二烯基)Ti(NMeEt)3和(甲基环戊二烯基)Ti(OMe)3；和不同于至少一种前体的至少一种液化辅助因子，其中至少一种液化辅助因子以足以与至少一种前体共同作用的量存在，并且与至少一种前体组合形成液体混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于薄膜沉积的含钛组合物和方法。
技术介绍
多种有机金属前体用于形成用于半导体工业的高-κ介电薄金属膜。多种沉积工艺用于形成金属膜，例如化学气相沉积(“CVD”)或原子层沉积(“ALD”)，也已知为原子层外延。CVD是其中前体沉积在基材上形成固体薄膜的化学工艺。在典型的CVD工艺中，在低压或环境压力反应室内前体通过基材(晶片)。前体在基材表面上反应和/或分解，产生沉积材料的薄膜。挥发性副产物借助于气流通过反应室除去。沉积的膜厚可能难以控制，因为其取决于许多参数例如温度、压力、气流体积和均勻性、化学品消耗效果和时间的配合。ALD是在反应期间使前体分离的化学工艺。第一前体通过基材，在基材上制得单层。任何过量的未反应前体泵压出反应室。第二前体然后通过基材并且与第一前体反应，在基材表面上的第一次形成的膜上形成第二膜单层。重复该循环以产生希望厚度的膜。ALD 膜生长是自限制的并且基于表面反应，产生可以控制在纳米厚度规模的均勻沉积。日本专利申请No. P2005-171291报导了用于化学气相沉积的钛基前体。欧洲公开No. 0476671A2报导了烯烃和制备烯烃的工艺。有利的是前体为液态并且在沉积工艺中起到单一材料的作用。一些前体的物理性质使得它们在环境温度下为固体并且因此较不适合于便利的处理和以可复制方式用于含钛膜，例如TiA和TiN薄膜的沉积。因此，液化这类固体前体的液体组合物和方法对于薄膜沉积是有利的，并且当考虑高体积制造和分布时对于所得的液体前体组合物的制备、处理、 储存和转移具有优点。专利技术概述在一个实施方案中，提供了一种形成含钛膜的组合物。所述组合物包含至少一种选自以下的前体(甲基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(乙基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(异丙基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(甲基环戊二烯基)Ti (NEt2) 3、(甲基环戊二烯基)Ti (WeEt) 3、(乙基环戊二烯基)Ti (匪沈03和(甲基环戊二烯基)Ti (OMe)3 ；和不同于至少一种前体的至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子(co-factor)；其中至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子以足以与至少一种前体共同作用的量存在，并且与至少一种前体组合形成液体组合物。在另一个实施方案中，提供了一种形成含钛膜的组合物。所述组合物包含 MeCpTi (匪e2)3和选自(MeCpH)2、MeCpH及其组合的至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子，其中至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子以约0. 5% -约存在于组合物中，以与MeCpTi (We2) 3共同作用，并且与MeCpTi (We2) 3组合形成液态。在另一实施方案中，提供了液化至少一种用于气相沉积工艺的固体前体的方法。 至少一种固体前体选自(甲基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(乙基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(异丙基环戊二烯基)Ti (匪e2)3、(甲基环戊二烯基)Ti (NEt2) 3、(甲基环戊二烯基)Ti (匪eEt)3、 (乙基环戊二烯基)Ti (匪沈03和(甲基环戊二烯基)Ti(0Me)3。该方法包括使至少一种固体前体与不同于至少一种前体的至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子接触以形成液体组合物。在又一个实施方案中，提供了液化至少约99%纯的固体(甲基环戊二烯基) Ti (匪的方法。该方法包括将选自(MeCpH) 2、MeCpH和其组合的至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子加入(甲基环戊二烯基)Ti(^e2)3以形成液体组合物，其中基于液体组合物的总重量计，至少一种含环戊二烯基的液化辅助因子以约0.5% -约的量加入。在又一个实施方案中，提供了液化至少约99%纯的固体(甲基环戊二烯基) Ti (匪e2)3的方法。该方法包括将具有7-20个碳原子的烃液化辅助因子以一定量加入以形成液体组合物，其中基于液体组合物的总重量计，所述量为约0. 5% -约5%。在又一个实施方案中，提供了液化至少约99%纯的固体(甲基环戊二烯基) Ti(We2)3的方法。该方法包括将甲苯以一定量加入(甲基环戊二烯基)Ti (We2)3以形成液体组合物，其中基于液体组合物的总重量计，甲苯以约0. 5% -约的量加入。在又一个实施方案中，提供了液化至少约99%纯的固体(甲基环戊二烯基) Ti(We2)3的方法。该方法包括将十二烷以一定量加入(甲基环戊二烯基)Ti (We2)3以形成液体组合物，其中基于液体组合物的总重量计，十二烷以约约5%的量加入。在又一个实施方案中，提供了一种通过气相沉积工艺形成含钛膜的方法。该方法包括使用液体前体组合物，其中所述液体前体组合物包含(甲基环戊二烯基)Ti (匪e2)3和至少一种选自(MeCpH)2、MeCpH和其组合的含环戊二烯基的液化辅助因子。在又一个实施方案中，提供一种通过气相沉积工艺形成含钛膜的方法。该方法包括使用液体前体组合物，其中所述液体前体组合物包含(甲基环戊二烯基)Ti (NMe2)3和不同于(甲基环戊二烯基)Ti (匪e2)3的烃液化辅助因子，其中基于液体前体组合物的总重量计，烃液化辅助因子以约0. 5% -约5%的量存在于组合物中。附图简述附图说明图1是说明重量％与温度/时间关系的热重分析(TGA)数据的示意图。TGA 覆盖图使用(1)固体MeCpTi (匪e2) 3、⑵MeCpTi (匪e2) 3+MeCp 二聚物液体组合物、(3) MeCpTi (^e2) 3+十二烷液体组合物来比较TGA数据。专利技术详述在本专利技术的各个方面中，提供了组合物和方法以形成含钛介电薄膜。在第一实施方案中，提供了一种形成含钛膜的组合物，所述组合物包含至少一种选自以下的前体(甲基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(乙基环戊二烯基)Ti (We2) 3、(异丙基环戊二烯基)Ti (匪e2) 3、(甲基环戊二烯基)Ti (NEt2) 3、(甲基环戊二烯基)Ti (匪eEt) 3、(乙基环戊二烯基)Ti (^eEt) 3和(甲基环戊二烯基)Ti (OMe) 3 ；和至少一种液化辅助因子；其中至少一种液化辅助因子以足以与至少一种前体共同作用的量存在，并且与至少一种前体组合形成液体混合物。6如本文使用的术语“前体”是指能够通过气相沉积工艺例如CVD或ALD在基材上形成薄膜的有机金属分子、络合物和/或化合物。固体前体是指在环境温度和压力下处于固态例如晶态或半固态的前体，其在沉积工艺传送体系中在其中所使用的更高温度下可以或可以不保持在该状态。术语“Cp”是指环戊二烯基(C5H5)配体，其连接于过渡金属。如本文使用的，Cp配体的所有5个碳原子通过π-键以η5-配位连接于金属中心。因此，本专利技术的前体是π络合物。在一个实施方案中，至少一种前体是(甲基环戊二烯基)Ti (匪e2)3。在一些实施方案中，只有一种前体存在于组合物中。在另一些实施方案中，两种或更多种前体存在于组合物中。许多潜在的前体是固体并且较不适合于薄膜沉积。因此令人惊奇地，本专利技术人发现组合物中存在的至少一种如本文定义的液化辅助因子与至少一种前体共同作用从而通过使至少一种前体液化形成液态。当制备成超高纯度时，前体可以是固体。因此在一个实施方案中，待液化的至少一种前体为基本纯的。“基本纯的”是指至少一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：P·N·海斯，R·奥戴德拉，A·金斯利，
申请(专利权)人：西格玛奥吉奇有限责任公司，
类型：发明
国别省市：