[发明专利]钼(IV)酰胺前驱物和其在原子层沉积中的用途

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年8月27日提交的美国专利申请案第61/377,692号的优先权，后者的全部揭示内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及钼(Mo)(IV)酰胺前驱物和采用此类前驱物通过原子层沉积(ALD)来制备MoO₂膜的方法。

背景技术

ALD为已知的薄膜沉积方法。其为一种自限性、连续独特的膜生长技术，此项技术以表面反应为基础并且可提供原子层控制，并且将由前驱物所提供的材料的保形薄膜沉积到不同组成的衬底上。在ALD中，在反应期间分离前驱物。第一前驱物通过衬底并在所述衬底上形成单层。将任何过量的未反应前驱物泵出反应室。接着第二前驱物通过所述衬底并与第一前驱物反应，从而在所述衬底表面上形成单层膜。重复此循环以得到所需厚度的膜。

ALD方法可应用在纳米技术和半导体元件(例如电容器电极、栅电极、粘合剂扩散障壁以及集成电路)的制造中。此外，在微电子学和光电子学的许多子领域内需要具有高介电常数(电容率)的介电薄膜。随着微电子组件的尺寸持续缩小，使得使用此类介电膜的需求日益增加。

格林，J.(Green，J.)等人报道了Mo络合物Mo(C₅H₅)(NMe₂)₃的合成与分离。化学学会会志(J.Chem.Soc.)，道耳顿会刊(Dalton Trans.)，1997，第3219-3224页。

美国专利第5,064,686号报道了一种用于化学气相沉积(CVD)的Mo(IV)络合物。在CVD中尝试使用Mo[N(Me)(Me)]₄。然而，在CVD中注意到热稳定性问题并且已发现虽然此前驱物在结构上类似，但它并不适合用于沉积MoO₂层。

此外，发现Mo(NtBu)₂(NMe₂)₂对通过ALD来形成MoO₂膜并不能产生良好效果，原因在于其形成了不适于DRAM的MoO₃膜。因此需要发现新的Mo前驱物，其能够通过ALD沉积MoO₂膜，其具有改善的热稳定性、较高的挥发性或提高的沉积速率。

发明内容

在一个实施例中，提供一种络合物，其结构对应于式I：

其中L为--NR¹R²；R¹和R²为C₁-C₆烷基或氢；R为C₁-C₆烷基；并且n为0、1、2或3。

在另一实施例中，提供一种通过ALD形成MoO₂膜的方法。所述方法包括将至少一种前驱物传送到衬底，其中所述至少一个前驱物结构对应于上述式I。

在另一实施例中，提供络合物Mo[N(Me)(Et)]₄和其在ALD中形成MoO₂膜的用途。

其它实施例(包括以上概述的实施例的特定方面)将从以下详细描述中获悉详情。

附图说明

图1为显示Mo[N(Me)(Et)]₄的毫克数相对于温度/时间的热重量分析(TGA)数据的图示。

具体实施方式

在本发明的多个方面中，提供Mo(IV)酰胺前驱物，并且提供其使用方法以通过ALD来形成MoO₂膜。

在一个实施例中，可使用本发明的方法来形成或生长出显示高介电常数的含Mo薄膜。如本文所使用的介电薄膜意指具有高电容率的薄膜。

如本文所使用，术语“前驱物”意指有机金属分子、络合物和/或化合物，其被传送到衬底用于沉积，以通过ALD形成薄膜。

术语“Cp”意指与过渡金属结合的环戊二烯基(C₅H₅)配体。如本文所使用，Cp配体的全部五个碳原子通过π键结以η⁵配位结合到金属中心，因此本发明的前驱物为π络合物。