[发明专利]使用钨化合物沉积含钨膜的方法和用于沉积含钨膜的包含钨化合物的前体组合物

说明书

技术领域

本发明公开内容涉及使用钨化合物沉积含钨膜的方法和用于沉积含钨膜的包含所述钨化合物的前体组合物。

背景技术

在半导体器件的制造中，含钨(W)膜已被用于各种用途。通常，含钨膜通过化学气相沉积(CVD)法或原子层沉积(ALD)法形成。作为形成含钨膜的材料，六氟化钨(WF₆)已被广泛使用。

然而，随着按比例缩小的半导体器件的发展，必需使用不含氟的钨材料形成含钨膜。作为不含氟的用于沉积的前体，已公知各种钨化合物。然而，通常已知的不含氟的钨化合物具有沉积膜含有大量氮或氧的问题，并且因此膜可能具有不希望的膜特性。

举例来说，作为用于形成含钨膜的有机金属前体，钨羰基化合物(W(CO)₆)已被通常公知。化合物中所含的羰基(CO)配体易解离，即使在低温下也是如此。因此，虽然这是有利的，因为金属钨膜可在不存在额外的反应气体的情形下于低温下通过热解沉积，但是钨层的特性可能劣化，由于CO作为反应产物混合入热沉积钨层内。因此，钨层的导电性可能降低[BingLuoandWayneL.Gladfelte(2009),Chapter7.ChemicalVaporDepositionofMetals:W,Al,CuandRuinAnthonyCJonesandMichaelLHitchman(Eds.)ChemicalVapourDeposition:Precursors,(Page322),RoyalSocietyofChemistry]。

发明内容

本发明待解决的问题

因此，本发明公开提供使用钨化合物沉积含钨膜的方法和用于沉积含钨膜的包含所述钨化合物的前体组合物。

然而，本发明公开待解决的问题不限于上述问题。虽然本文未描述，但是本领域技术人员通过下面的描述可以清楚地理解本发明公开待解决的其他问题。

解决问题的方法

在本发明公开的第一个方面，提供了使用钨化合物沉积含钨膜的方法，其包括：使包含由以下化学式1所示的钨化合物的气体与衬底表面接触：

[化学式1]

其中，在以上化学式1中，

R¹至R⁶的每一个独立地包括H或C_1-5烷基，

L包括具有的碳数为0-5且包含1至3个氮或氧的非环状或环状中性配体。

在本发明公开的第二个方面，提供了用于沉积含钨膜的前体组合物，其包括：由以上化学式1所示的钨化合物。

本发明的效果

根据本发明公开的实施方式，可利用使用含有炔配体的钨化合物沉积含钨膜的方法以及用于沉积含钨膜的包含所述钨化合物的前体组合物形成含钨膜。根据本发明公开的一些实施方式，可使用含有炔配体的钨化合物通过化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)形成含钨膜，并且也可提供用于沉积膜的含有所述钨化合物的组合物。特别地，根据本发明公开的实施方式，可形成含有更少氮或氧杂质的含钨膜。

附图简要说明

图1是根据本发明公开的制备实施例1制备的钨化合物W(CO)(CH₃CH₂C≡CCH₂CH₃)₃的热重分析(TGA)曲线图；

图2是根据本发明公开的制备实施例1制备的钨化合物W(CO)(CH₃CH₂C≡CCH₂CH₃)₃的差示扫描量热(DSC)曲线图；

图3A至图3D提供了根据本发明公开的实施例1在衬底温度为325℃下形成的含钨膜的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像；

图4A至图4D提供了根据本发明公开的实施例1在衬底温度为350℃下形成的含钨膜的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像；

图5提供了根据本发明公开的实施例2在衬底温度为350℃下使用氢气(H₂)气体形成的含钨膜的Auger分析结果；

图6提供了根据本发明公开的实施例2在衬底温度为350℃下使用氨(NH₃)气体形成的含钨膜的Auger分析结果；以及

图7是根据本发明公开的实施例3在加入稳定剂的情况下和不加稳定剂的情况下用于沉积含钨膜的前体组合物的热重分析(TGA)曲线图。

具体实施方式