专利名称：四脒基金属(iv)化合物及其在气相沉积中的用途的制作方法
四脒基金属(IV)化合物及其在气相沉积中的用途本申请是申请号为“200780029810. 8”、申请日为“2007年06月26日”、发明名称为“四脒基金属(IV)化合物及其在气相沉积中的用途”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请依据35 U. S. C. § 119(e)要求2006年6月28日提交的、标题为“四脒基金属(IV)化合物及其在气相沉积中的用途(Metal(IV)Tetra-Amidinate Compounds AndTheir Use In Vapor Deposition) ”美国临时专利申请No. 60/817，209 (将其全部引入作为参考)的权利。
背景技术：
1.发明领域本发明涉及含有键合于四个脒配体的+4氧化态的金属的新化合物，本发明还涉及这些化合物作为用于气相沉积含金属层的前体的用途。2.背景技术说明目前，具有高介电常数(“高_k介电常数”)的电绝缘材料正用于制造计算机内存(动态随机存取存储器，或DRAM)。目前氧化铝和氧化钽在商业上应用于DRAM，且正试验铪和锆的氧化物、氮化物和硅酸盐作为未来应用的替代物。这些高_k材料也可以用作微电子器件中未来晶体管中的绝缘体。金属如钽、钨、铪、锆、钛、铌和钥的导电氮化物具有多种应用和潜在的应用，如相对于铜扩散的隔离物，和作为用于微电子器件中电容器和晶体管的电极。这些难熔金属还发现用作用于铜的促进粘合层和作为电极或电连接。气相沉积是用于制备这些金属的优选方法。气相沉积是包括化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)的通称。CVD工艺中，使一种或多种蒸气递送到其上沉积固体金属的表面，通过诸如热、光或电激发(等离子体活化)的方式引发将蒸气转化为固体的化学反应。ALD工艺中，将两种或多种蒸气交替地递送到其上发生反应的表面以沉积固体产物。ALD能够在现代DRAM中极窄结构之内沉积这些材料。CVD通常提供比ALD更高的沉积速率，但是在极窄孔隙内具有更低均匀性的沉积。成功用于气相沉积的前体必须是挥发性、热稳定和高反应性的。鉴别满足所有这些挑战性要求的化合物是困难的。对于金属如铪、锆、钽、铌、钨、钥、锡、碲和铀的完全令人满意的前体并不是已知的。卤化物，如ZrCl4、HfCl4和TaCl5难以在一些衬底表面上成核，且副产物盐酸阻止了窄孔隙内完全共形的沉积。烷氧化物和二烷基氨基化物低于最佳热稳定性。有机金属化合物可能缺乏适宜的反应性，在膜中留下杂质碳。由此，存在对于这些金属的更高挥发性、热稳定和高反应性原料的需求。发明概述本发明一方面包括含有键合于四个脒配体的+4氧化态的金属的新化合物。优选实施方式中，这些配体包括N，N’-二烷基脒配体。优选的金属包括铪、锆、钽、铌、钨、钥、锡、締和袖。
一种或多种实施方式中，该化合物具有如下结构式
权利要求
1.具有如下结构式的化合物
2.权利要求1的化合物，其中R1到R12选自烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基和环炔基 以及它们的氟化物衍生物。
3.权利要求1的化合物，其中R1到R12选自烷基甲硅烷基和烷基氨基。
4.权利要求1的化合物，其中M为+4氧化态的钌。
5.权利要求1的化合物，其中M为+4氧化态的钥。
6.权利要求1的化合物，其中M为+4氧化态的钨。
7.权利要求1的化合物，其中M为+4氧化态的锡。
8.权利要求1的化合物，其中M为+4氧化态的钛。
9.权利要求1的化合物，其中R1到R12中至少一个为具有5个或更少碳的低级烷基。
10.权利要求1的化合物，其中R1到R12选自具有5个或更少碳的低级烷基和氢。
11.权利要求1的化合物，其中R\R3>R4>R6>R7>R\R10R12是在a -位非支化的烷基。
12.—种形成包含金属的薄膜的方法，包括使加热的表面暴露于一种或多种权利要求1的化合物的蒸气。
13.权利要求12的方法，其中R1到R12选自烧基、环烧基、稀基、环稀基、块基和环块基 以及它们的氟化物衍生物。
14.权利要求12的方法，其中R1到R12选自烷基甲硅烷基和烷基氨基。
15.权利要求12的方法，其中M为+4氧化态的钌。
16.权利要求12的方法，其中M为+4氧化态的钥。
17.权利要求12的方法，其中M为+4氧化态的钨。
18.权利要求12的方法，其中M为+4氧化态的锡。
19.权利要求12的方法，其中M为+4氧化态的钛。
20.权利要求12的方法，其中R1到R12中至少一个为具有5个或更少碳的低级烷基。
21.权利要求12的方法，其中R1到R12选自具有5个或更少碳的低级烷基和氢。
22.权利要求12的方法，其中还使衬底暴露于氧源，且该薄膜包含金属氧化物。
23.权利要求22的方法，其中氧源为水蒸气。
24.权利要求22的方法，其中氧源为分子氧。
25.权利要求22的方法，其中氧源为臭氧。
26.权利要求12的方法，其中还使衬底暴露于氮源，且该薄膜包含金属氮化物。
27.权利要求26的方法，其中氮源为氨。
28.权利要求12的方法，其中在CVD工艺中沉积该膜。
29.权利要求12的方法，其中在ALD工艺中沉积该膜。
30.权利要求12的方法，其中通过使固体形式的化合物气化获得该蒸气。
31.权利要求12的方法，其中通过使液体形式的化合物气化获得该蒸气。
32.权利要求12的方法，其中通过使化合物在100-250°C的温度范围下气化获得该蒸气。
33.权利要求12的方法，其中该表面在200-500°C的温度范围下。
全文摘要
合成并表征了四(N,N’-二烷基脒基)金属(IV)。示例性金属包括铪、锆、钽、铌、钨、钼、锡和铀。这些化合物是挥发性，高热稳定的，且适用于金属与它们的氧化物、氮化物和其他化合物的气相沉积。
文档编号C23C16/40GK102993050SQ20121046142
公开日2013年3月27日 申请日期2007年6月26日 优先权日2006年6月28日
发明者R·G·戈登, J-S·莱恩, H·李 申请人:哈佛学院院长等