含镧系元素前体的制备和含镧系元素膜的沉积的制作方法

本披露的领域涉及用于气相沉积用于半导体制造的材料的化学品。本发明至少在工业上适用于沉积用于半导体制造的镧系元素材料。

背景技术：

1、半导体工业面临的严重挑战之一为开发用于动态随机存取内存(dram)和电容器的新颖栅极介电材料。数十年来，二氧化硅(sio2)为可靠电介质，但作为晶体管已持续缩小且技术由“全si”晶体管变为“金属栅极/高k”晶体管，基于sio2的栅极电介质的可靠性达到其物理极限。随着用于目前技术的尺寸正在缩小，对新颖高介电常数材料和工艺的需求正在增加，并且变得越来越关键。新一代的氧化物，尤其是基于含镧系元素的材料(具有原子序数为57-17的镧系元素原子，但主要是镧)，被认为与常规介电材料相比在电容方面具有显著的优势。

2、然而，沉积含镧系元素层是困难的，并且越来越需要新颖的材料和工艺。例如，原子层沉积(ald)已被视为用于微电子器件制造的重要薄膜生长技术，其依赖于通过惰性气体吹扫而分开的、交替施用的前体的顺序及饱和的表面反应。ald的表面受控性质使得薄膜的生长能够在精确厚度控制下具有高的保形性及均一性。对开发用于镧系元素材料的新颖ald工艺的需求是显而易见的。

3、不幸的是，已证明将化合物成功并入沉积工艺中是困难的。典型地提出三类分子：β-二酮、双(三甲基甲硅烷基)酰胺和环戊二烯基化合物。前两类化合物是稳定的，但熔点可以超过90℃，使其不实用。例如，2,2-6,6-四甲基庚二酮酸镧[la(thd)3]的熔点高达230℃，并且三(双(三甲基甲硅烷基)胺基)镧[la(tmsa)3]的熔点是150℃。此外，那些前体的输送效率非常难以控制。未经取代的环戊二烯基化合物也表现出低的挥发性及髙熔点。分子设计可以既有助于改进挥发性又降低熔点。然而，在工艺条件中，这些种类的材料已被证明具有有限的用途。例如，la(iprcp)3并不允许高于225℃的ald方案。

4、如以上所讨论的，目前可得到的许多含镧系元素的前体在用于沉积方法中时表现许多缺点。因此，仍然需要用于沉积含镧系元素膜的替代性的前体。

技术实现思路

技术特征：

1.一种化学品，其具有式(a)-(c)中的任一项：

2.如权利要求1所述的化学品，其中该化学品选自la(异丙基-cp)2(thd)、er(甲基-cp)2(neto-dk)、或er(甲基-cp)2(nnpro-dk)。

3.一种组合物，其适用于半导体制造的化学气相沉积和/或原子层沉积，该组合物包含如权利要求1所述的化学品。

4.如权利要求3所述的组合物，其中该化学品是该组合物按重量计的99％或更多、优选99.9％、并且更优选99.99％。

5.一种沉积含镧系元素膜的方法，该方法包括向化学气相沉积或原子层沉积工艺提供如权利要求1所述的化学品的气相的步骤。

6.如权利要求5所述的方法，其中该化学气相沉积或原子层沉积工艺在基材上产生含镧系元素的膜。

7.如权利要求6所述的方法，其中该基材是半导体基材。

技术总结
所披露的镧系元素前体化合物包含具有至少一个脂族基团作为取代基的环戊二烯基配体和至少一个二齿配体。这些前体适用于沉积含镧系元素的膜。

技术研发人员：金大玹,宋浚贤,卢沅泰,文卡特斯瓦拉·R·帕伦姆
受保护的技术使用者：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23