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特表2024-546323スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス
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  • 特表-スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス 図1
  • 特表-スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス 図2
  • 特表-スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス 図3
  • 特表-スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス 図4
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-19
(54)【発明の名称】スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス
(51)【国際特許分類】
   C23C 16/40 20060101AFI20241212BHJP
   H01L 21/365 20060101ALI20241212BHJP
【FI】
C23C16/40
H01L21/365
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024538315
(86)(22)【出願日】2021-12-29
(85)【翻訳文提出日】2024-07-08
(86)【国際出願番号】 US2021065427
(87)【国際公開番号】W WO2023129144
(87)【国際公開日】2023-07-06
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591036572
【氏名又は名称】レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
(74)【代理人】
【識別番号】100090398
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 美千栄
(74)【代理人】
【識別番号】100090387
【弁理士】
【氏名又は名称】布施 行夫
(72)【発明者】
【氏名】平井 正人
(72)【発明者】
【氏名】上村 直
(72)【発明者】
【氏名】ジア,リン,ユン
(72)【発明者】
【氏名】デュサラット,クリスチャン
【テーマコード(参考)】
4K030
5F045
【Fターム(参考)】
4K030AA11
4K030AA14
4K030BA45
4K030CA01
4K030CA04
4K030CA06
4K030CA12
4K030CA18
4K030DA02
4K030FA01
4K030JA01
4K030JA05
4K030JA06
4K030JA09
4K030JA10
4K030JA11
4K030JA12
5F045AA03
5F045AA08
5F045AA11
5F045AA15
5F045AB40
5F045AC00
5F045AC07
5F045AC11
5F045AC12
5F045AC14
5F045AC15
5F045AC16
5F045AD04
5F045AD05
5F045AD06
5F045AD07
5F045AD08
5F045AD09
5F045AE15
5F045AE17
5F045AE19
5F045AE21
5F045AE23
5F045AE25
5F045AF03
5F045AF04
5F045AF07
5F045AF10
5F045EE02
5F045EE12
5F045EE14
5F045EH18
5F045EH20
5F045HA01
5F045HA06
5F045HA09
(57)【要約】
【解決手段】 基板上にスズ含有膜を形成するための方法は、基板を、一般式:(RSn)NR’(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物の蒸気又は液体に曝露させることと、堆積法を使用して、スズ含有前駆体の少なくとも一部を基板上に堆積させてスズ含有膜を形成することと、を含む。例示的なスズ含有前駆体としては、(MeSn)NMe、(MeSn)NEt、(MeSn)N(nPr)、(MeSn)N(nBu)及び(MeSn)N(CHCF)が挙げられる。
【選択図】 図4

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上にスズ含有膜を形成するための方法であって、前記方法が、
前記基板を、一般式:
(RSn)NR’
(式中、R及びR’が、各々独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物の蒸気又は液体に曝露させることと、
化学蒸着法を使用して、前記スズ含有前駆体の少なくとも一部を前記基板上に堆積させて、前記スズ含有膜を形成することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記化学蒸着法が、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はこれらの組み合わせによって支援されても、又は支援されなくてもよい、ALD、CVD、MLD、SOD、SOC、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記化学蒸着法のための堆積温度が、約100℃以下である、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記化学蒸着法のための堆積温度が、約80℃以下である、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記スズ含有前駆体が、周囲温度で液体である、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記スズ含有前駆体が、約100℃以下の温度で揮発性である、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記スズ含有前駆体が、(MeSn)N(シクロ-Pr)、(MeSn)N(sBu)、(MeSn)N(シクロ-Bu)、(MeSn)N(1-Pen)、(MeSn)N(2-Pen)、(MeSn)N(3-Pen)、(MeSn)N(tPen)、(MeSn)N(ネオ-Pen)、(MeSn)N(シクロ-Pen)、(MeSn)N(2-Hex)、(MeSn)N(3-Hex)、(MeSn)N(tHex)、(MeSn)N(ネオ-Hex)、(MeSn)N(シクロ-Hex)、(MeSn)N(CHCFCF)、(MeSn)N(CH(CF)、(MeSn)N(CH(CFCF)、(MeSn)N(SiHMe)、(MeSn)N(SiEtMe)、(MeSn)N(SiEtMe)、(MeSn)N(SiEt)、(EtSn)NMe、(EtSn)NEt、(EtSn)N(nPr)、(EtSn)N(iPr)、(EtSn)N(シクロ-Pr)、(EtSn)N(nBu)、(EtSn)N(sBu)、(EtSn)N(iBu)、(EtSn)N(tBu)、(EtSn)N(CHCF)、(EtSn)N(CHCFCF)、(EtSn)N(シクロ-Bu)、(EtSn)N(1-Pen)、(EtSn)N(2-Pen)、(EtSn)N(3-Pen)、(EtSn)N(tPen)、(EtSn)N(ネオ-Pen)、(EtSn)N(シクロ-Pen)、(EtSn)N(1-Hex)、(EtSn)N(2-Hex)、(EtSn)N(3-Hex)、(EtSn)N(tHex)、(EtSn)N(ネオ-Hex)、(EtSn)N(シクロ-Hex)、(EtSn)N(アリル)、(EtSn)N(CH(CF)、(EtSn)N(CH(CFCF)、(EtSn)N(SiMe)、(EtSn)N(SiHMe)、(EtSn)N(SiEtMe)、(EtSn)N(SiEtMe)、(EtSn)N(SiEt)、(nPrSn)NMe、(nPrSn)NEt、(nPrSn)N(nPr)、(nPrSn)N(iPr)、(nPrSn)N(シクロ-Pr)、(nPrSn)N(nBu)、(nPrSn)N(sBu)、(nPrSn)N(tBu)、(nPrSn)N(シクロ-Bu)、(nPrSn)N(1-Pen)、(nPrSn)N(2-Pen)、(nPrSn)N(3-Pen)、(nPrSn)N(tPen)、(nPrSn)N(ネオ-Pen)、(nPrSn)N(シクロ-Pen)、(nPrSn)N(1-Hex)、(nPrSn)N(2-Hex)、(nPrSn)N(3-Hex)、(nPrSn)N(tHex)、(nPrSn)N(ネオ-Hex)、(nPrSn)N(シクロ-Hex)、(nPrSn)N(アリル)、(nPrSn)N(CHCF)、(nPrSn)N(CHCFCF)、(nPrSn)N(CH(CF)、(nPrSn)N(CH(CFCF)、(nPrSn)N(SiMe)、(nPrSn)N(SiHMe)、(nPrSn)N(SiEtMe)、(nPrSn)N(SiEtMe)、(nPrSn)N(SiEt)、(nPrSn)NH、(nBuSn)NMe、(nBuSn)NEt、(nBuSn)NMe、(nBuSn)N(nPr)、(nBuSn)N(iPr)、(nBuSn)N(シクロ-Pr)、(nBuSn)N(nBu)、(nBuSn)N(sBu)、(nBuSn)N(tBu)、(nBuSn)N(シクロ-Bu)、(nBuSn)N(1-Pen)、(nBuSn)N(2-Pen)、(nBuSn)N(3-Pen)、(nBuSn)N(tPen)、(nBuSn)N(ネオ-Pen)、(nBuSn)N(シクロ-Pen)、(nBuSn)N(1-Hex)、(nBuSn)N(2-Hex)、(nBuSn)N(3-Hex)、(nBuSn)N(tHex)、(nBuSn)N(ネオ-Hex)、(nBuSn)N(シクロ-Hex)、(nBuSn)N(アリル)、(nBuSn)N(CHCF)、(nBuSn)N(CHCFCF)、(nBuSn)N(CH(CF)、(nBuSn)N(CH(CFCF)、 (nBuSn)N、(nBuSn)N(SiMe)、(nBuSn)N(SiHMe)、(nBuSn)N(SiEtMe)、(nBuSn)N(SiEtMe)、(nBuSn)N(SiEt)、(nBuSn)NH、(nPenSn)NMe、(nPenSn)NEt、(nPenSn)N(nPr)、(nPenSn)N(iPr)、(nPenSn)N(シクロ-Pr)、(nPenSn)N(nBu)、(nPenSn)N(sBu)、(nPenSn)N(tBu)、(nPenSn)N(シクロ-Bu)、(nPenSn)N(1-Pen)、(nPenSn)N(2-Pen)、(nPenSn)N(3-Pen)、(nPenSn)N(tPen)、(nPenSn)N(ネオ-Pen)、(nPenSn)N(シクロ-Pen)、(nPenSn)N(1-Hex)、(nPenSn)N(2-Hex)、(nPenSn)N(3-Hex)、(nPenSn)N(tHex)、(nPenSn)N(ネオ-Hex)、(nPenSn)N(シクロ-Hex)、(nPenSn)N(アリル)、(nPenSn)N(CHCF)、(nPenSn)N(CHCFCF)、(nPenSn)N(CH(CF)、(nPenSn)N(CH(CFCF)、(nPenSn)N、(nPenSn)N(SiMe)、(nPenSn)N(SiHMe)、(nPenSn)N(SiEtMe)、(nPenSn)N(SiEtMe)、(nPenSn)N(SiEt)、(nPenSn)NH、(nHexSn)NMe、(nHexSn)NEt、(nHexSn)NMe、(nHexSn)NEt、(nHexSn)N(nPr)、(nHexSn)N(iPr)、(nHexSn)N(シクロ-Pr)、(nHexSn)N(nBu)、(nHexSn)N(sBu)、(nHexSn)N(tBu)、(nHexSn)N(シ
クロ-Bu)、(nHexSn)N(1-Pen)、(nHexSn)N(2-Pen)、(nHexSn)N(3-Pen)、(nHexSn)N(tPen)、(nHexSn)N(ネオ-Pen)、(nHexSn)N(シクロ-Pen)、(nHexSn)N(1-Hex)、(nHexSn)N(2-Hex)、(nHexSn)N(3-Hex)、(nHexSn)N(tHex)、(nHexSn)N(ネオ-Hex)、(nHexSn)N(シクロ-Hex)、(nHexSn)N(アリル)、(nHexSn)N(CHCF)、(nHexSn)N(CHCFCF)、(nHexSn)N(CH(CF)、(nHexSn)N(CH(CFCF)、(nHexSn)N、(nHexSn)N(SiMe)、(nHexSn)N(SiHMe)、(nHexSn)N(SiEtMe)、(nHexSn)N(SiEtMe)、(nHexSn)N(SiEt)、(nHexSn)NH、(EtMeSn)NMe、(EtMeSn)NEt、(EtMeSn)NMe、(EtMeSn)NEt、(EtMeSn)N(nPr)、(EtMeSn)N(iPr)、(EtMeN(シクロ-Pr)、(EtMeN(nBu)、(EtMeSn)N(sBu)、(EtMeSn)N(tBu)、(EtMeN(シクロ-Bu)、(EtMeSn)N(1-Pen)、(EtMeSn)N(2-Pen)、(EtMeSn)N(3-Pen)、(EtMeSn)N(tPen)、(EtMeSn)N(ネオ-Pen)、(EtMeSn)N(シクロ-Pen)、(EtMeSn)N(1-Hex)、(EtMeSn)N(2-Hex)、(EtMeSn)N(3-Hex)、(EtMeSn)N(tHex)、(EtMeSn)N(ネオ-Hex)、(EtMeSn)N(シクロ-Hex)、(EtMeSn)N(アリル)、(EtMeSn)N(CHCF)、(EtMeSn)N(CHCFCF)、(EtMeSn)N(CH(CF)、(EtMeSn)N(CH(CFCF)、(EtMeSn)N、(EtMeSn)N(SiMe)、(EtMeSn)N(SiHMe)、(EtMeSn)N(SiEtMe)、(EtMeSn)N(SiEtMe)、(EtMeSn)N(SiEt)、(EtMeSn)NH、(nPrMeSn)NMe、(nPrMeSn)NEt、(nPrMeSn)NMe、(nPrMeSn)NEt、(nPrMeSn)N(nPr)、(nPrMeSn)N(iPr)、(nPrMeN(シクロ-Pr)、(nPrMeN(nBu)、(nPrMeSn)N(sBu)、(nPrMeSn)N(tBu)、(nPrMeN(シクロ-Bu)、(nPrMeSn)N(1-Pen)、(nPrMeSn)N(2-Pen)、(nPrMeSn)N(3-Pen)、(nPrMeSn)N(tPen)、(nPrMeSn)N(ネオ-Pen)、(nPrMeSn)N(シクロ-Pen)、(nPrMeSn)N(1-Hex)、(nPrMeSn)N(2-Hex)、(nPrMeSn)N(3-Hex)、(nPrMeSn)N(tHex)、(nPrMeSn)N(ネオ-Hex)、(nPrMeSn)N(シクロ-Hex)、(nPrMeSn)N(アリル)、(nPrMeSn)N(CHCF)、(nPrMeSn)N(CHCFCF)、(nPrMeSn)N(CH(CF)、(nPrMeSn)N(CH(CFCF)、(nPrMeSn)N、(nPrMeSn)N(SiMe)、(nPrMeSn)N(SiHMe)、(nPrMeSn)N(SiEtMe)、(nPrMeSn)N(SiEtMe)、(nPrMeSn)N(SiEt)、(nPrMeSn)NH、(iPrMeSn)NMe、(iPrMeSn)NEt、(iPrMeSn)N(nPr)、(iPrMeSn)N(iPr)、(iPrMeN(シクロ-Pr)、(iPrMeN(nBu)、(iPrMeSn)N(sBu)、(iPrMeSn)N(tBu)、(iPrMeN(シクロ-Bu)、(iPrMeSn)N(1-Pen)、(iPrMeSn)N(2-Pen)、(iPrMeSn)N(3-Pen)、(iPrMeSn)N(tPen)、(iPrMeSn)N(ネオ-Pen)、(iPrMeSn)N(シクロ-Pen)、(iPrMeSn)N(1-Hex)、(iPrMeSn)N(2-Hex)、(iPrMeSn)N(3-Hex)、(iPrMeSn)N(tHex)、(iPrMeSn)N(ネオ-Hex)、(iPrMeSn)N(シクロ-Hex)、(iPrMeSn)N(アリル)、(iPrMeSn)N(CHCF)、(iPrMeSn)N(CHCFCF)、(iPrMeSn)N(CH(CF)、(iPrMeSn)N(CH(CFCF)、(iPrMeSn)N(SiMe)、(iPrMeSn)N(SiHMe)、(iPrMeSn)N(SiEtMe)、(iPrMeSn)N(SiEtMe)、(iPrMeSn)N(SiEt)、(iPrMeSn)NH、(nBuMeSn)NMe、(nBuMeSn)NEt、(nBuMeSn)NMe、(nBuMeSn)NEt、(nBuMeSn)N(nPr)、(nBuMeSn)N(iPr)、(nBuMeN(シクロ-Pr)、(nBuMeN(nBu)、(nBuMeSn)N(sBu)、(nBuMeSn)N(tBu)、(nBuMeN(シクロ-Bu)、(nBuMeSn)N(1-Pen)、(nBuMeSn)N(2-Pen)、(nBuMeSn)N(3-Pen)、(nBuMeSn)N(tPen)、(nBuMeSn)N(ネオ-Pen)、(nBuMeSn)N(シクロ-Pen)、(nBuMeSn)N(1-Hex)、(nBuMeSn)N(2-Hex)、(nBuMeSn)N(3-Hex)、(nBuMeSn)N(tHex)、(nBuMeSn)N(ネオ-Hex)、(nBuMeSn)N(シクロ-Hex)、(nBuMeSn)N(アリル)、(nBuMeSn)N(CHCF)、(nBuMeSn)N(CHCFCF)、(nBuMeSn)N(CH(CF)、(nBuMeSn)N(CH(CFCF)、(nBuMeSn)N、(nBuMeSn)N(SiMe
)、(nBuMeSn)N(SiHMe)、(nBuMeSn)N(SiEtMe)、(nBuMeSn)N(SiEtMe)、(nBuMeSn)N(SiEt)、(nBuMeSn)NH、(sBuMeSn)NMe、(sBuMeSn)NEt、(sBuMeSn)NMe、(sBuMeSn)NEt、(sBuMeSn)N(nPr)、(sBuMeSn)N(iPr)、(sBuMeN(シクロ-Pr)、(sBuMeN(nBu)、(sBuMeSn)N(sBu)、(sBuMeSn)N(tBu)、(sBuMeN(シクロ-Bu)、(sBuMeSn)N(1-Pen)、(sBuMeSn)N(2-Pen)、(sBuMeSn)N(3-Pen)、(sBuMeSn)N(tPen)、(sBuMeSn)N(ネオ-Pen)、(sBuMeSn)N(シクロ-Pen)、(sBuMeSn)N(1-Hex)、(sBuMeSn)N(2-Hex)、(sBuMeSn)N(3-Hex)、(sBuMeSn)N(tHex)、(sBuMeSn)N(ネオ-Hex)、(sBuMeSn)N(シクロ-Hex)、(sBuMeSn)N(アリル)、(sBuMeSn)N(CHCF)、(sBuMeSn)N(CHCFCF)、(sBuMeSn)N(CH(CF)、(sBuMeSn)N(CH(CFCF)、(sBuMeSn)N、(sBuMeSn)N(SiMe)、(sBuMeSn)N(SiHMe)、(sBuMeSn)N(SiEtMe)、(sBuMeSn)N(SiEtMe)、(sBuMeSn)N(SiEt)、(sBuMeSn)NH、(tBuMeSn)NMe、(tBuMeSn)NEt、(tBuMeSn)NMe、(tBuMeSn)NEt、(tBuMeSn)N(nPr)、(tBuMeSn)N(iPr)、(tBuMeN(シクロ-Pr)、(tBuMeN(nBu)、(tBuMeSn)N(sBu)、(tBuMeSn)N(tBu)、(tBuMeN(シクロ-Bu)、(tBuMeSn)N(1-Pen)、(tBuMeSn)N(2-Pen)、(tBuMeSn)N(3-Pen)、(tBuMeSn)N(tPen)、(tBuMeSn)N(ネオ-Pen)、(tBuMeSn)N(シクロ-Pen)、(tBuMeSn)N(1-Hex)、(tBuMeSn)N(2-Hex)、(tBuMeSn)N(3-Hex)、(tBuMeSn)N(tHex)、(tBuMeSn)N(ネオ-Hex)、(tBuMeSn)N(シクロ-Hex)、(tBuMeSn)N(アリル)、(tBuMeSn)N(CHCF)、(tBuMeSn)N(CHCFCF)、(tBuMeSn)N(CH(CF)、(tBuMeSn)N(CH(CFCF)、(tBuMeSn)N、(tBuMeSn)N(SiMe)、(tBuMeSn)N(SiHMe)、(tBuMeSn)N(SiEtMe)、(tBuMeSn)N(SiEtMe)、(tBuMeSn)N(SiEt)、(tBuMeSn)NH、(MeHSn)NMe、(MeHSn)NEt、(MeHSn)N(nPr)、(MeHSn)N(iPr)、(MeHSn)N(シクロ-Pr)、(MeHSn)N(nBu)、(MeHSn)N(sBu)、(MeHSn)N(iBu)、(MeHSn)N(tBu)、(MeHSn)N(シクロ-Bu)、(MeHSn)N(1-Pen)、(MeHSn)N(2-Pen)、(MeHSn)N(3-Pen)、(MeHSn)N(tPen)、(MeHSn)N(ネオ-Pen)、(MeHSn)N(シクロ-Pen)、(MeHSn)N(1-Hex)、(MeHSn)N(2-Hex)、(MeHSn)N(3-Hex)、(MeHSn)N(tHex)、(MeHSn)N(ネオ-Hex)、(MeHSn)N(シクロ-Hex)、(MeHSn)N(アリル)、(MeHSn)N(CHCF)、(MeHSn)N(CHCFCF)、(MeHSn)N(CH(CF)、(MeHSn)N(CH(CFCF)、(MeHSn)N、(MeHSn)N(SiMe)、(MeHSn)N(SiHMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEt)、(MeHSn)NH、(MeHSn)N、(MeHSn)NMe、(MeHSn)NEt、(MeHSn)N(nPr)、(MeHSn)N(iPr)、(MeHSn)N(シクロ-Pr)、(MeHSn)N(nBu)、(MeHSn)N(sBu)、(MeHSn)N(tBu)、(MeHSn)N(シクロ-Bu)、(MeHSn)N(1-Pen)、(MeHSn)N(2-Pen)、(MeHSn)N(3-Pen)、(MeHSn)N(tPen)、(MeHSn)N(ネオ-Pen)、(MeHSn)N(シクロ-Pen)、(MeHSn)N(1-Hex)、(MeHSn)N(2-Hex)、(MeHSn)N(3-Hex)、(MeHSn)N(tHex)、(MeHSn)N(ネオ-Hex)、(MeHSn)N(シクロ-Hex)、(MeHSn)N(アリル)、(MeHSn)N(CHCF)、(MeHSn)N(CHCFCF)、(MeHSn)N(CH(CF)、(MeHSn)N(CH(CFCF)、(MeHSn)N、(MeHSn)N(SiMe)、(MeHSn)N(SiHMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEt)、(MeHSn)NH、(HSn)NMe、(HSn)NEt、(HSn)N(nPr)、(HSn)N(iPr)、(HSn)N(シクロ-Pr)、(HSn)N(nBu)、(HSn)N(sBu)、(HSn)N(tBu)、(HSn)N(シクロ-Bu)、(HSn)N(1-Pen)、(HSn)N(2-Pen)、(HSn)N(3-Pen)、(HSn)N(tPen)、(HSn)N(ネオ-Pen)、(HSn)N(シクロ-Pen)、(HSn)N(1-Hex)、(HSn)N(2-Hex)、(HSn)N(3-Hex)、(HSn)N(tHex)、(HSn)N(ネオ-
Hex)、(HSn)N(シクロ-Hex)、(HSn)N(アリル)、(HSn)N(CHCF)、(HSn)N(CHCFCF)、(HSn)N(CH(CF)、(HSn)N(CH(CFCF)、(HSn)N、(HSn)N(SiMe)、(HSn)N(SiHMe)、(H32Sn)N(SiEtMe)、(HSn)N(SiEtMe)、(HSn)N(SiEt)、(EtHSn)NMe、(EtHSn)NEt、(EtHSn)N(nPr)、(EtHSn)N(シクロ-Pr)、(EtHSn)N(nBu)、(EtHSn)N(sBu)、(EtHSn)N(tBu)、(EtHSn)N(シクロ-Bu)、(EtHSn)N(1-Pen)、(EtHSn)N(2-Pen)、(EtHSn)N(3-Pen)、(EtHSn)N(tPen)、(EtHSn)N(ネオ-Pen)、(EtHSn)N(シクロ-Pen)、(EtHSn)N(1-Hex)、(EtHSn)N(2-Hex)、(EtHSn)N(3-Hex)、(EtHSn)N(tHex)、(EtHSn)N(ネオ-Hex)、(EtHSn)N(シクロ-Hex)、(EtHSn)N(アリル)、(EtHSn)N(CH(CF)、(EtHSn)N(CH(CFCF)、(EtHSn)N、(EtHSn)N(SiMe)、(EtHSn)N(SiHMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEt)、(EtHSn)NH、(EtHSn)NMe、(EtHSn)NEt、(EtHSn)N(nPr)、(EtHSn)N(iPr)、(EtHSn)N(シクロ-Pr)、(EtHSn)N(nBu)、(EtHSn)N(sBu)、(EtHSn)N(tBu)、(EtHSn)N(シクロ-Bu)、(EtHSn)N(1-Pen)、(EtHSn)N(2-Pen)、(EtHSn)N(3-Pen)、(EtHSn)N(tPen)、(EtHSn)N(ネオ-Pen)、(EtHSn)N(シクロ-Pen)、(EtHSn)N(1-Hex)、(EtHSn)N(2-Hex)、(EtHSn)N(3-Hex)、(EtHSn)N(tHex)、(EtHSn)N(ネオ-Hex)、(EtHSn)N(シクロ-Hex)、(EtHSn)N(アリル)、(EtHSn)N(CHCF)、(EtHSn)N(CHCFCF)、(EtHSn)N(CH(CF)、(EtHSn)N(CH(CFCF)、(EtHSn)N、(EtHSn)N(SiMe)、(EtHSn)N(SiHMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEt)、(EtHSn)NH、又はそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記スズ前駆体が、(MeSn)NEtである、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記スズ前駆体が、(MeSn)N(nPr)である、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記スズ前駆体が、(MeSn)N(nBu)である、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記スズ前駆体が、(MeSn)N(CHCF)である、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記基板を、O、O、HO、H、NO、NO、NO、Oラジカル、アルコール、シラノール、アミノアルコール、カルボン酸、パラホルムアルデヒド、若しくはそれらの混合物から選択される酸化剤、又はNH、N、H、N/H、HとNH、NとNH、NHとN、NO、NO、アミン、ジアミン、シアニド、ジイミン、ヒドラジン、有機アミン、ピラゾリン、ピリジン、メチルアミン、エチルアミン、tertブチルアミンなどの一級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルメチルアミン、ピロリジンなどの二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリシリルアミン、若しくはそれらの混合物から選択される窒素含有還元剤を含む共反応物に曝露させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記共反応物が、O、O、H又はHOである、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記スズ含有膜が、SnO、InSnO(ITO)、ZnSnO(ZTO)、SnN、SnP、SnAs、SnSb又はSnである、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記スズ含有膜が、Zn、In、Ga、N、S、P、As、Sb、B、Ta、Hf、Nb、Mg、Al、Sr、Y、Ba、Ca、Bi、Pb、Co、1つ以上のランタニド、又はそれらの混合物から選択される第2の元素を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記基板が、NMC(酸化リチウムニッケルマンガンコバルト)、LCO(コバルト酸リチウム)、LFP(リン酸鉄リチウム)、及び他の電池正極活物質のうちの1つ以上を含む粉体である、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
蒸着プロセスのための膜形成組成物であって、一般式:
(RSn)NR’
(式中、R及びR’が、各々独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む、膜形成組成物。
【請求項18】
前記スズ含有前駆体が、(MeSn)NEt、(MeSn)N(nPr)、(MeSn)N(nBu)及び(MeSn)N(CHCF)からなる群から選択される、請求項17に記載の膜形成組成物。
【請求項19】
前記スズ含有前駆体の純度が、99%超である、請求項17又は18に記載の膜形成組成物。
【請求項20】
前記スズ含有前駆体が周囲温度で液体であり、約100℃以下の温度で揮発性である、請求項17又は18に記載の膜形成組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スズ含有前駆体を含む膜形成組成物及び化学蒸着(CVD)又は原子層堆積(ALD)によってスズ含有膜を堆積させるためにそれを使用する方法、並びに特に一般式:
(RSn)NR’
(式中、R及びR’は独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
透明導電性酸化物(TCO)は、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード(OLED)、タッチスクリーン及び太陽電池を含む多くのフロントランニング技術に対して学術界及び産業界の両方で広く研究されている。すべてのTCOの中で、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)及びInOを含む酸化インジウムは、その顕著な伝達性及び電気的特性のために、前述の用途の重要な構成要素として確立されている。例えば、ITOは、74%のIn、18%のO、及び8%のSnの配合を有する酸素飽和組成物の形態で最も利用されており、液晶ディスプレイ、OLEDディスプレイ、タッチパネル並びに太陽電池の構成要素として容易に利用されている。実際には、ITOの世界市場の収益は15億USドルを超えており、少なくとも2025年まで成長し続けると予想されている。しかしながら、需要の高まりにも関わらず、インジウムの希少性及び高価性は、インジウム含有材料のコスト削減のボトルネックとなっている。したがって、豊富なリソースから構成され、インジウムの使用量が少ない代替TCO、特にSnO、SnO、酸化亜鉛スズ(ZTO)及びフッ素ドープ酸化スズ(FTO)などのスズベースの材料を探索するための集中的な開発努力が行われてきた。実際、例えば、SnOは、化学的及び熱的に安定な透明なn型半導性酸化物であり、それぞれ約3.6eV及び約2.6eVの高い直接及び間接光バンドギャップを備えている。その優れた電気的、光学的、電気化学的特性は、薄膜太陽電池において、触媒支持材料として、固体化学センサとして及び大容量リチウムストレージとして利用されている。大きな注目を集めている別の材料はZTOであり、その薄膜は広いバンドギャップ(約3.6eV)を示し、それぞれ約4×10-3及び約10-3Ωcmの低い電気抵抗率、並びに約10~15cm-1-1の高い電子移動度からなるZnSnO及びZnSnOの主要な結晶構造を有するn型半導体であるためである。そのような印象的な特性により、ZTOはITOの安価な代替品と見なされており、大面積フレキシブルOLED、ガスセンサにおける活物質、太陽電池におけるバッファ層、並びにインジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)薄膜トランジスタ(TFT)における不動態化層のための構成要素として集中的に研究されている。それにも関わらず、ZTOの電気的特性は、ITOなどの主要なTCO材料と同等ではなく、それは主に、単結晶酸化物の生成が困難であり、多結晶ZTOにおけるスズの局在的な無秩序によるものである。
【0003】
Oakesへの英国特許第1043609号明細書は、有機酸のジアルキルスズ塩が、ジアルキル酸化スズと酸無水物とを一緒に磨砕することによって調製されることを開示している。
【0004】
Gordonらへの米国特許第8334016明細書は、金属ケイ酸塩又はリン酸塩がアルコキシシラノール又はアルキルホスフェートの蒸気と反応性の金属アミド、アルキル又はアルコキシドとの反応によって加熱基板上に堆積されることを開示している。
【0005】
Parkらへの米国特許出願公開第2018/0334471号パンフレットは、改善された熱安定性及び揮発性を有する金属前駆体及び金属前駆体の金属酸化物薄膜を製造するための使用を開示している。
【0006】
Ryuらへの米国特許出願公開第2019/144472号パンフレットは、スズ化合物、ALDのためのスズ前駆体化合物、スズ含有材料膜を形成するための方法、及びスズ化合物を合成する方法を開示しており、スズ化合物は化学式(I):
【化1】
(式中、R、R、Q、Q、Q、及びQは、各々独立して、C1~C4直鎖若しくは分岐アルキル基である)によって表される。
【0007】
Ryuらへの米国特許出願公開第2020/0231610号パンフレットは、スズ化合物、スズ含有層を形成するためのスズ前駆体化合物、及び薄層を形成する方法を開示しており、スズ化合物は式(I):
【化2】
(式中、R、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立して、1~4個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、又は3若しくは4個の炭素原子を有する分岐アルキル基である)によって表される。
【0008】
Singhalらへの米国特許出願公開第2019/0390341号パンフレットは、アミノスズ型前駆体又はメトキシ型前駆体などの金属有機スズ前駆体である有機金属前駆体を使用して、基板上の有機フォトレジストに金属酸化物層を堆積させるように構成されたALDを開示している。アミノスズ型前駆体の例としては、ジメチルアミノジメチルスズ(MeSn(NMe)、ジメチルアミノトリメチルスズ(MeSn(MMe)、テトラキスジメチルアミノスズ(Sn(NMe)又はテトラキスジエチルアミノスズ(Sn(NEt)が挙げられる。メトキシ型前駆体の例としては、ジブチルジメトキシスズ(BuSn(OMe))又は(b)アミノスズ及びメトキシ金属有機スズ前駆体が挙げられる。
【0009】
Odedraへの米国特許出願公開第2020/0223877号パンフレットは、高純度酸化スズの堆積に有用な化合物を開示している。そのような化合物は、式:Rx-Sn-A4-xを有し、式中、Aは(YR’)からなる基及び3員~7員N含有複素環式基から選択され;各R基は1~10個の炭素原子を有するアルキル又はアリール基からなる群から選択され;各R’基は、独立して、1~10個の炭素原子を有するアルキル、アシル又はアリール基からなる群から選択され;xは0~4の整数であり;aは0~1の整数であり;Yは、N、O、S、及びPからなる群から選択され;並びにYがO、Sである場合、又はYが存在しない場合、zは1であり、YがN又はPである場合、zは2である。
【0010】
Knisleyらへの米国特許出願公開第2020/0002814号パンフレットは、スズ含有前駆体及びスズ含有薄膜を形成する方法を開示している。スズ前駆体は、スズ-ジアザジエン結合を有し、ホモレプティック又はヘテロレプティックである。
【0011】
Kozimaら(“Formation of an Organotin-Nitrogen Bond.II.1 Syntheses of Tris(trialkyltin)amines”,J.Org.Soc.1964,29,907)は、リチウムアミド又はナトリウムアミドのハロゲン化トリアリルスズとの反応によるトリス(トリアルキルスズ)アミン(RSn)Nを開示している。
【0012】
Jonesら(“Amino-derivatives of Metals and Metalloids. Part I.Preparation of Aminostannanes,Stannylamines,and Stannazanes”,J.Chem.Soc.1965,1944)は、アミノスタンナンRnSn(NR’4-n、スタンニルアミンRSn・NHR及び(RSn)N、ジスタンナザン(RSn)NR’、並びに環状トリスタンナザン(RSnR)を含むスズ(IV)のアミノ誘導体の調製を開示している。
【0013】
Dimerらは、下記を開示している(“Synthese und Struktur von Bis(trimethylstanny1)-und Bis(dimethylhalogenstanny1)aminen:zur Rolle des Stickstoff-Elektronenpaares”,Chem.Ber.1992,125,389)。
【0014】
Neumannらは、下記を開示している(“New Building Blocks in Amide Chemistry-N-Lithiobis(trimethylstannyl)amine and N-Lithiotrimethylstannyl(trimethylsilyl)amine”,Angew.Chem.Int.Ed.2001,40,3405)。
【0015】
Elamらは、下記を開示している(“Atomic Layer Deposition of Indium Tin Oxide Thin Films Using Nonhalogenated Precursors”,J.Phys.Chem.C 2008,112,1938)。
【0016】
Elamらは、下記を開示している(“Atomic layer deposition of tin oxide films using tetrakis(dimethylamino)tin”,J.Vac.Sci.Technol.2008,26,244)。
【0017】
Choiは、下記を開示している(“The Fabrication of Tin Oxide Films by Atomic Layer Deposition using Tetrakis(Ethylmethylamino)Tin Precursor”,Trans.Electr.Electron.Mater.2009,10,200)。
【0018】
Choiは、下記を開示している(“Effects of Seed Layer and Thermal Treatment on Atomic Layer Deposition-Grown Tin Oxide”,Trans.Electr.Electron.Mater.2010,11,222)。
【0019】
Prasittichaiらは、下記を開示している(“Surface Modification of SnO2 Photoelectrodes in Dye-Sensitized Solar Cells:Significant Improvements in Photovoltage via Al2O3 Atomic Layer Deposition”,J.Phys.Chem.Lett.2010,1,1611)。
【0020】
Mullingsらは、下記を開示している(“Tin oxide atomic layer deposition from tetrakis(dimethylamino)tin and water”,J.Vac.Sci.Technol.A 2013,31,061503)。
【0021】
Choiらは、下記を開示している(“Highly conductive SnO2 thin films deposited by atomic layer deposition using tetrakis-dimethyl-amine-tin precursor and ozone reactant”,Surf.Coat.Technol.2014,259,238)。
【0022】
Dasらは、下記を開示している(“SnO2:A comprehensive review on structures and gas sensors”,Ceram.Int.2019,45,5124)。
【0023】
上記のスズ含有材料は、特にディスプレイ及びコーティング用途のために、薄膜の形態で一般的に利用されていることを強調することが重量である。したがって、十分な適合性並びに結晶性を有するスズ含有薄膜の堆積温度を最小限に抑える技術を確立することが望ましい。
【0024】
スズを薄膜材料に組み込む戦略は、特に化学蒸着(CVD)及び原子層堆積(ALD)などの乾式物理的方法によって過去数十年にわたって急速に進歩してきた。実際には、これまでに多数のスズ前駆体が開発されており、その多くは酸化状態が+IVのSn中心で構成されている。特に、テトラキス(ジメチルアミノ)スズ(TDMASn、((CHN)Sn、CAS番号1066-77-9)は、プラズマの支援を伴い、又はプラズマの支援なしでのHO、O、又はHとの反応時に、100℃未満の温度でSの薄膜を生成できる数少ない液体前駆体の1つであるため、学術界及び産業界の両方で広く研究されている。低温でのプロセスは、プロセス温度が高すぎると、下にあるアーキテクチャが破壊される可能性があるため、例えば、ディスプレイ及び透明なデバイスのコーティングにおける用途に特に魅力的である。その優れた特殊性にも関わらず、TMDASnには、いくつかの顕著な欠点がある。例えば、TDMASnは、1つの分子を合成するために、通常ジメチルアミンとn-ブチルリチウムとの反応によって調製される自然発火性有機金属試薬であるジメチルアミノリチウム(MeNLi)の4分子を要するため、大規模生産には不便である。加えて、TDMASnの揮発性はかなり低く(50℃で0.1Torr)、その結果、特に大規模供給においてその使用が制限される。TDMASnの制限された揮発性は、そのサイズ並びにその高対称性(点群=T)によって説明することができる。テトラキスアミドスズ誘導体の揮発性を改善しようとする試みは、非対称アミド配位子、すなわちエチルメチルアミド基を組み込むことによる非対称化によって以前に行われてきたが、代わりに揮発性が悪化し(100℃で0.4Torr)、これは恐らく全体的な対称性が依然として十分に高かった(点群=D3d)ためである。非対称化はまた、2種類以上のアミド配位子を保有するテトラキスアミドスズ錯体を調製することによっても達成することができるが、そのようなスズ化合物を合成する簡単な手法はこれまでに開発されていない。また、MeHNが特別な取り扱いを必要とする気体であることも注目に値する。
【0025】
低温堆積プロセスに適合するが、主に+IIの酸化状態のスズ中心を有するものであるいくつかの他のスズ前駆体がある。例えば、希少な安定ジアミノスタンニレンの1つであるビス(ヘキサメチルジシリルアミノ)スズ(Sn(hmds))は、O及びHOをそれぞれ反応性ガスとして使用して、80℃及び100℃という低温で酸化スズ薄膜が得られることが判明した。一方、HOを反応ガスとして使用することによって作製された酸化スズ薄膜は、典型的には、SnOとSnOとの混合物であったが、Oを使用して生成されたものは、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)の分解から生じるSi汚染に悩まされた。加えて、Sn(hmds)は37℃の低融点を有するが、揮発性が低く、112℃でわずか0.05torrを記録する。その配位子にケイ素を含まない液体Sn(II)前駆体であるビス(N-エトキシ-2,2-ジメチルプロパンアミド)スズ(Sn(edpa))の場合、70~180℃の温度でのHOによる処理は、顕著な炭素及び窒素の汚染物質を含まない非晶質SnOの薄膜の形成をもたらした。前述のプロセスは、Sn(IV)不純物がわずかに存在する状態で、SnOの製造を可能にする稀な例の1つである。或いは、同じ温度範囲下で、Oプラズマを共反応物として使用することによって、純粋な多結晶SnO薄膜を生成することが可能である。それにも関わらず、Sn(edpa)の揮発性は依然として不十分であり(90℃で0.1torr)、更なる改善が必要である。
【0026】
全体として、低温で十分な反応性及び揮発性の両方を有する新しい液体Sn ALD前駆体を開発する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0027】
基板上にスズ含有膜を形成するための方法が開示され、本方法は、
基板を、一般式:
(R3Sn)NR’
(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物の蒸気又は液体に曝露させることと、
化学蒸着法を使用して、スズ含有前駆体の少なくとも一部を基板上に堆積させて、スズ含有膜を形成することと、を含む。開示される方法は、以下の特徴のうちの1つ以上を含み得る:
・化学蒸着法は、ALD、CVD、MLD、SOD、SOC、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングを含む;
・化学蒸着法は、ALDである;
・化学蒸着法は、CVDである;
・化学蒸着法は、MLDである;
・化学蒸着法は、SODである;
・化学蒸着法は、SOCである;
・化学蒸着法は、ミストコーティングである;
・化学蒸着法は、ディップコーティングである;
・化学蒸着法は、スリットコーティングである;
・化学蒸着法は、スプレーコーティングである;
・蒸着法は、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はそれらの組み合わせによって補助されてもよい;
・蒸着法は、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はそれらの組み合わせによって補助されなくてもよい;
・化学蒸着法のための堆積温度は、約100℃以下である;
・化学蒸着法のための堆積温度は、約80℃以下である;
・スズ含有前駆体は、周囲温度で液体である;
・スズ含有前駆体は、約100℃以下の温度で揮発性である;
・スズ含有前駆体は、約80℃以下の温度で揮発性である;
・スズ含有前駆体は、(MeSn)NMeである;
・スズ含有前駆体は、(MeSn)NEtである;
・スズ含有前駆体は、(MeSn)N(nPr)である;
・スズ含有前駆体は、(MeSn)N(nBu)である;
・スズ含有前駆体は、(MeSn)N(CHCF)である;
・基板を共反応物に曝露させることを更に含む;
・共反応物は、O、O、HO、H、NO、NO、NO、Oラジカル、アルコール、シラノール、アミノアルコール、カルボン酸、パラ-ホルムアルデヒド、又はそれらの混合物から選択される酸化剤である;
・共反応物は、Oである;
・共反応物は、Oである;
・共反応物は、Hである;
・共反応物は、HOである;
・酸化剤は、Oである;
・酸化剤は、Oである;
・酸化剤は、Hである;
・酸化剤は、HOである;
・共反応物は、NH、N、H、N/H、H及びNH、N及びNH、NH及びN、NO、NO、アミン、ジアミン、シアニド、ジイミン、ヒドラジン、有機アミン、ピラゾリン、ピリジン、メチルアミン、エチルアミン、tertブチルアミンなどの一級アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-イソプロピルアミン、エチルメチルアミンなどの二級アミン、ピロリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリシリルアミンなどの三級アミン、又はそれらの混合物から選択される窒素含有還元剤である;
・窒素含有還元剤は、NHである;
・スズ含有膜は、SnO、InSnO(ITO)、ZnSnO(ZTO)、SnN、SnP、SnAs、SnSb又はSnである;
・スズ含有膜は、SnOである;
・スズ含有膜は、InSnO(ITO)である;
・スズ含有膜は、ZnSnO(ZTO)である;
・スズ含有膜は、SnNである;
・スズ含有膜は、SnPである;
・スズ含有膜は、SnAsである;
・スズ含有膜は、SnSbである;
・スズ含有膜は、Snである;
・スズ含有膜は、Zn、In、Ga、N、S、P、As、Sb、B、Ta、Hf、Nb、Mg、Al、Sr、Y、Ba、Ca、Bi、Pb、Co、1種以上のランタニド、又はそれらの混合物から選択される第2の元素を含有する;
・基板は、粉体である;並びに
・粉体は、NMC(酸化リチウムニッケルマンガンコバルト)、LCO(コバルト酸リチウム)、LFP(リン酸鉄リチウム)、及び他の電池正極活物質のうちの1つ以上を含む。
【0028】
また、一般式:
(RSn)NR’
(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む、蒸着プロセスのための膜形成組成物が開示される。開示される組成物は、以下の特徴のうちの1つ以上を含み得る:
・スズ含有前駆体は、(MeSn)NMe、(MeSn)NEt、(MeSn)N(nPr)、(MeSn)N(nBu)及び(MeSn)N(CHCF)からなる群から選択される;
・スズ含有前駆体の純度は、99%超である;
・スズ含有前駆体は、周囲温度で液体である;並びに
・スズ含有前駆体は、約100℃以下の温度で揮発性である。
【0029】
表記及び用語
以下の詳細な説明及び特許請求の範囲では、当該技術分野において一般的によく知られている多くの略語、記号、及び用語が利用される。特定の略語、記号、及び用語は、以下の説明及び特許請求の範囲の全体を通して使用され、以下を含む。
【0030】
本明細書において使用される場合、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、1つ以上を意味する。
【0031】
本明細書において使用される場合、本文中又は特許請求の範囲中の「約」又は「ほぼ」又は「およそ」は、記載の値の±10%を意味する。
【0032】
本明細書において使用される場合、本文中又は特許請求の範囲中の「室温」は、約20℃~約25℃を意味する。
【0033】
「周囲温度」という用語は、約20℃~約25℃の環境温度を指す。
【0034】
「基板」という用語は、その上でプロセスが行われる1つ以上の材料を指す。基板は、その上でプロセスが行われる1つ以上の材料を有するウエハを指す場合がある。基板は、半導体、太陽電池、フラットパネル、又はLCD-TFTデバイスの製造に使用される任意の適切なウエハであってよい。基板は、その前の製造ステップからその上に既に堆積された異なる材料の1つ以上の層も有し得る。例えば、ウエハは、シリコン層(例えば結晶性、非晶質、多孔質など)、ケイ素含有層(例えばSiO、SiN、SiON、SiCOHなど)、金属含有層(例えば銅、コバルト、ルテニウム、タングステン、白金、パラジウム、ニッケル、ルテニウム、金など)、又はこれらの組み合わせを含み得る。更に、基板は平坦であっても又はパターン化されていてもよい。基板は、有機物でパターン化されたフォトレジスト膜であってもよい。基板は、MEMS、3D NAND、MIM、DRAM、又はFeRamデバイス用途で誘電体材料として使用される酸化物の層(例えばZrOベースの材料、HfOベースの材料、TiOベースの材料、希土類酸化物ベースの材料、三元酸化物ベースの材料など)又は電極として使用される窒化物ベースの膜(例えばTaN、TiN、NbN)を含み得る。当業者は、本明細書で使用される「膜」又は「層」という用語が、表面上に配置されているか広がっている何らかの材料の厚さを指し、その表面はトレンチ又はラインであってよいことを認識するであろう。本明細書及び特許請求の範囲全体を通して、ウエハ及びその上の任意の関連する層は、基板と呼ばれる。
【0035】
「ウエハ」又は「パターン化されたウエハ」という用語は、基板上の膜のスタックと、インジウム含有膜の堆積の前の工程で作り出されたトポグラフィー特徴を有する少なくとも最上部の膜とを有するウエハを指す。
【0036】
「アスペクト比」という用語は、トレンチ(又はアパーチャ)の高さのトレンチの幅(アパーチャの直径)に対する比を指す。
【0037】
なお、本明細書においては、「膜」及び「層」という用語は交換可能に使用され得る。膜が層に対応するか、又は関連している場合があり、層が膜を指す場合があることが理解される。更に、当業者は、本明細書で使用される「膜」又は「層」という用語が、表面上に配置されているか広がっている何らかの材料の厚さを指し、その表面はウエハ全体ほどの大きい大きさからトレンチ又はラインほどの小さい大きさであってよいことを認識するであろう。
【0038】
本明細書では、「アパーチャ」、「ビア」、「ホール」及び「トレンチ」という用語は交換可能に使用される場合があり、半導体構造に形成された開口部を指すことに留意されたい。
【0039】
本明細書で使用される場合、「NAND」という略語は、「Negative AND」又は「Not AND」ゲートを指し;「2D」という略語は、平坦基板上の2次元ゲート構造を指し;「3D」という略語は、ゲート構造が垂直方向にスタックされた3次元又は垂直ゲート構造を指す。
【0040】
なお、本明細書においては、「堆積温度」及び「基板温度」という用語は交換可能に使用される場合がある。基板温度は、堆積温度に対応するか、又は関連付けることができ、堆積温度は基板温度を意味し得ることが理解される。
【0041】
「膜形成組成物」という用語は、膜の堆積のために使用される組成物を指す。膜形成組成物としては、前駆体、溶媒及び/又はキャリアガスを挙げることができるが、これらに限定されない。更に、膜形成組成物としては、前駆体、任意選択で溶媒、任意選択でキャリアガス、及び任意選択で1種以上の共反応物を挙げることができるが、これらに限定されない。本明細書では、前駆体は、ニート形態で、又は好適な溶媒とのブレンドのいずれかで供給されてもよい。前駆体は、溶媒中に様々な濃度で存在してもよい。或いは、前駆体は、キャリアガスに前駆体が入った容器を通過させることによって、又はキャリアガスを前駆体中で泡立てることによって気化させてもよい。キャリアガス及び前駆体は、次いで、上記として反応器内に導入される。共反応物は、膜の形成で補助するための、酸化剤、還元剤、希釈ガス、添加剤、追加又は二次前駆体などであってもよい。本明細書では、N、Ar、Kr、Xeから選択される不活性ガスを、キャリアガス及び/又は希釈ガスとして使用してもよい。
【0042】
本明細書において、「前駆体」及び「堆積化合物」及び「堆積ガス」という用語は、前駆体が室温及び周囲圧力で気体状態にある場合には交換可能に使用することができることに留意されたい。前駆体は、堆積化合物若しくは堆積ガスに対応するか、又は関連付けることができ、堆積化合物又は堆積ガスは、前駆体を指してもよいことが理解される。
【0043】
元素周期表からの元素の標準的な略語が、本明細書で使用される。元素が、これらの略語によって言及され得ることが理解されるべきである(例えば、Siはケイ素を指し、Nは窒素を指し、Oは酸素を指し、Cは炭素を指し、Hは水素を指し、Fはフッ素を指すなど)。
【0044】
開示された特定の分子を識別するために、Chemical Abstract Serviceによって割り当てられた固有のCAS登録番号(すなわち、「CAS」)が提供される。
【0045】
SiN及びSiOなどのケイ素含有膜は、それらの適切な化学量論に言及することなく、本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して列挙されることに留意されたい。ケイ素含有膜は、結晶Si、ポリシリコン(p-Si若しくは多結晶Si)、又は非晶質ケイ素などの純水なケイ素(Si)層;窒化ケイ素(Si)層;又は酸化ケイ素(Si)層;又はそれらの混合物を含んでもよく、式中、k、l、m、及びnは、0.1~6の範囲である(両端の値を含む)。好ましくは、窒化ケイ素はSiであり、ここでk及びlは、各々0.5~1.5の範囲である。より好ましくは、窒化ケイ素は、Siである。本明細書では、以下の説明におけるSiNは、Si含有層を表すために用いることができる。好ましくは、酸化ケイ素はSiであり、ここでnは0.5~1.5の範囲であり、mは1.5~3.5の範囲である。より好ましくは、酸化ケイ素はSiOである。本明細書では、以下の説明におけるSiOは、Si含有層を表すために用いることができる。ケイ素含有膜もまた、有機物ベースの、又は酸化ケイ素ベースの低誘電率(low-k)材料などの酸化ケイ素ベースの誘電材料であることができ、例えば、SiOCHの式を有するApplied Materials,Inc.によるBlack Diamond II又はIII材料である。ケイ素含有膜はまた、Siを含んでもよく、ここでa、b、cは0.1~6の範囲である。ケイ素含有膜はまた、B、C、P、As及び/又はGeなどのIII、IV、V及びVI族からのドーパントを含んでもよい。
【0046】
酸化ケイ素又は窒化ケイ素などの堆積された膜又は層が、それらの適切な化学量論に言及することなく、本明細書及び特許請求の範囲全体を通して列挙されてもよい(すなわち、SiO、SiO、Si)。層は純粋な(Si)層、炭化物(Si)層、窒化物(Si)層、酸化物(Si)層、又はそれらの混合物を含むことができ、式中、k、l、m、n、o、及びpは1~6の範囲である(両端の値を含む)。例えば、酸化ケイ素は、Siであり、式中、nは0.5~1.5の範囲であり、mは1.5~3.5の範囲である。より好ましくは、酸化ケイ素層は、SiO又はSiOである。酸化ケイ素層は、有機物ベースの、又は酸化ケイ素ベースの低誘電率材料などの酸化ケイ素ベースの誘電材料であることができ、例えば、SiOCHの式を有するApplied Materials,Inc.によるBlack Diamond II又はIII材料である。或いは、任意の言及されるケイ素含有層は、純粋なケイ素であってもよい。任意のケイ素含有層はまた、B、C、P、As及び/又はGeなどのドーパントを含んでもよい。
【0047】
本明細書において使用される場合、「炭化水素」という用語は、炭素及び水素原子を排他的に含有する飽和又は不飽和官能基を指す。本明細書において使用される場合、「アルキル基」という用語は、炭素及び水素原子を排他的に含有する飽和官能基を指す。アルキル基は、炭化水素の1つのタイプである。更に、「アルキル基」という用語は、直鎖、分岐、若しくは環状アルキル基を指す。直鎖アルキル基の例としては、限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。分岐アルキル基の例としては、限定されないが、t-ブチルが挙げられる。環状アルキル基の例としては、限定されないが、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
【0048】
本明細書において使用される場合、「Me」という略語はメチル基を指し;「Et」という略語はエチル基を指し;「Pr」という略語は任意のプロピル基(すなわち、n-プロピル又はイソプロピル)を指し;「iPr」という略語はイソプロピル基を指し;「Bu」という略語は任意のブチル基(n-ブチル、イソ-ブチル、tert-ブチル、sec-ブチル)を指し;「tBu」という略語はtert-ブチル基を指し;「sBu」という略語はsec-ブチル基を指し;「iBu」という略語はイソ-ブチル基を指し;「Ph」という略語はフェニル基を指し;「Am」という略語は任意のアミル基(イソ-アミル、sec-アミル、tert-アミル)を指し;「Cy」という略語は環状炭化水素基(シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなど)を指し;「Ar」という略語は芳香族炭化水素基(フェニル、キシリル、メシチルなど)を指す。
【0049】
範囲は、本明細書において、約ある特定の値から、及び/又は約別の特定の値までとして表現される場合がある。そのような範囲が表現される場合、別の実施形態は、前記範囲内のすべての組み合わせと共に、ある特定の値から、及び/又は別の特定の値までのものであることが理解されるべきである。本明細書で列挙されているあらゆる範囲は、「すべてを含む」という用語が使用されるか否かにかかわらず、それらの終点を含む(すなわち、x=1~4又はxは1~4の範囲であるは、x=1、x=4、及びx=それらの間の任意の数を含む)。
【0050】
本明細書における「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な場所における「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではなく、また別の又は代替の実施形態は、必ずしも他の実施形態と相互に排他的ではない。同じことが「実施」という用語にも当てはまる。
【0051】
本明細書において使用される場合、R基の説明に関して使用される場合の「独立して」という用語は、対象のR基が同じであるか、又は異なる下付き文字若しくは上付き文字を有する他のR基に対して独立して選択されるだけではなく、同じR基の任意の追加の種に対しても独立して選択されることを意味すると理解されるべきである。例えば、式MR (NR(4-x)(式中、xは2又は3である)において、2つ又は3のR基は互いに、又はR若しくはRと同一であってもよいが、同一である必要はない。更に、特に別段の記載がない限り、R基の値は異なる式で使用される場合、互いに独立していることを理解されたい。
【0052】
本出願で使用される「例示的」という用語は、本明細書では、実施例、実例、又は例示として機能することを意味するために使用される。本明細書で「例示的」と記載されている態様又は設計は、必ずしも他の態様又は設計よりも好ましい又は有利であるものとして解釈されるべきではない。むしろ、例示的という言葉の使用は、具体的な形式で概念を提示することが意図されている。
【0053】
更に、「又は」という用語は、排他的「又は」ではなく、包括的な「又は」を意味することが意図されている。すなわち、別段の明記がない限り、或いは文脈から明らかでない限り、「XはA又はBを使用する」は、自然な包括的順列のいずれかを意味することが意図されている。つまり、XがAを使用する場合、XはBを使用する場合、或いはXがAとBの両方を使用する場合;前述した場合のいずれにおいても「XはA又はBを使用する」が満たされる。加えて、本出願及び添付の特許請求の範囲で使用される冠詞「1つの(a)」及び「1つの(an)」は、別段の明記がない限り、或いは文脈から単数形に関するものであることが明確でない限り、通常「1つ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【0054】
請求項中の「含む(comprising)」は、非限定的転換語(open transitional term)であり、その後に識別される請求項要素が非排他的リストであり(すなわち、他の要素が追加的に含まれてもよく、且つ「含む」の範囲内に残留し得る)ことを意味する。「含む」は、より限定的な転換語「から本質的になる(consisting essentially of)」又は「からなる(consisting of)」によって置き換えられ、「含む」の明示的に定義された範囲内に残留し得る。
【0055】
請求項中の「提供する(providing)」は、何かを修飾、供給、入手可能にするか、又は調製するように意味するように定義される。工程は、それとは対照的に、請求項中で特別な用語の不在下で、いずれかの関係によっても実行され得る。
【0056】
本発明の性質及び目的を更に理解するために、添付の図面と共に、以下の詳細な説明が参照されるべきであり、図面中では、同様の要素に対して同一又は類似の参照番号が付与される。
【図面の簡単な説明】
【0057】
図1図1は、(MeSn)NEtのTG及びDTAプロファイルを示す。
図2図2は、(MeSn)N(nPr)のTG及びDTAプロファイルを示す。
図3図3は、(MeSn)N(nBu)のTG及びDTAプロファイルを示す。
図4図4は、(MeSn)N(CHCF)のTG及びDTAプロファイルを示す。
【発明を実施するための形態】
【0058】
スズ含有前駆体を含む膜形成組成物並びに化学蒸着(CVD)又は原子層堆積(ALD)によって電子機器、ディスプレイ及びコーティングにおいて適用されるスズ含有膜を堆積させるためにそれを使用する方法が開示される。スズ含有膜は、酸化スズ膜S(ここで、xは1~2(両端の値を含む)で変化する)、酸化インジウムスズIn2-ySn(ITO)(ここで、インジウム及びスズは様々な濃度であり、yは0~1で変化し、好ましくは0~0.2で変化する)、酸化亜鉛スズZnSnO(ZTO)(ここで、Sn及びZnは様々な濃度であり、好ましくはZn:Snは1:1の比である)、酸化スズフッ素SnO:F(FTO)(酸化スズ(IV)の酸素の一部が、フッ素で置き換えられている)であり得る。開示されるのは、CVD、ALD又はMLD、SOD、SOC、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングなどの他の化学蒸着法によって、特に100℃以下、好ましくは80℃以下などの低温でスズ含有薄膜の形成のためのスズベースの前駆体の開発に関するものである。本明細書に開示されるスズ含有前駆体は、恐らくそのような特徴を満たし、現在利用されている既存のスズ含有前駆体の良好な代替物になり得る。堆積されたスズ含有膜の代表的な用途としては、液晶ディスプレイ(LCD)、フラットパネルディスプレイ、スマートウィンドウ、透明電極、帯電防止コーティング、薄膜太陽電池、ガラスコーティング、太陽電池、トランジスタ、ガスセンサ、熱シールドなどが挙げられる。
【0059】
上述したように、TDMASnは、空気中で急速に分解して、MeNH及びSnOを生成する水分感受性分子である。この高い反応性は、目的の基板上の化学吸着を促進するために重要な役割を果たす不安定なSn-N結合の存在から生じる。実際、Sn含有膜の低温ALDに好適なスズ含有前駆体の多くは、金属中心の酸化状態に関わらず、複数のSn-N結合を有する傾向がある。
【0060】
開示されるスズ含有前駆体は、2つのスタンニル基を有するアミンのクラス、すなわちジスタンナザンであり、これは一般式:
(RSn)NR’
(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C~C直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC~C直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有する。以前に合成され、特性化されたいくつかのジスタンナザンの結果は、(MeSn)NR’(式中、R’=Me又はEt)が優れた揮発性からなる周囲温度において液体である(例えば、(MeSn)NMeについて64℃で4Torr、及び(MeSn)NEtについて93℃で15Torr)ことを示した。本明細書に開示されるジスタンナザンは、限定されないが、CVD及びALDが挙げられる化学蒸着法によってSnO、ITO、及びZTOなどのSn含有材料の薄膜を含むフィルムを得るために、TDMASnに対する代替物として、揮発性前駆体として使用することができる。
【0061】
この化学物質のファミリーの利点は、窒素中心上の置換基、一般にはアルキル基を簡単に置き換えることによって熱特性が調整され得ることである。そのような置換基は、対応する二級アミンを利用することによって容易に変化させることができ、二級アミンの多くは安価であり、市販されている。更に、本明細書に開示されるスズ含有前駆体の合成はすべて、1ステップ又は2ステップ合成のいずれかで達成され、大量生産のための利便性を示す。
【0062】
開示されるスズ含有前駆体の例示的な例は、以下の通りである。
【化3】
【0063】
上述した開示されるスズ含有前駆体は、優れた揮発性及び熱安定性を伴い、周囲温度においてすべて液体であり、したがって蒸留によって容易に精製され、CVD、ALDなどの化学蒸着のために、又はMLD、SOD、SOC、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングなどの他の化学蒸着法のために、特に100℃以下、好ましくは80℃以下などの低温において、前駆体として使用するために好適である。
【0064】
更に、スズ含有薄膜の堆積のための開示されるスズ含有前駆体としては、(MeSn)N(シクロ-Pr)、(MeSn)N(sBu)、(MeSn)N(シクロ-Bu)、(MeSn)N(1-Pen)、(MeSn)N(2-Pen)、(MeSn)N(3-Pen)、(MeSn)N(tPen)、(MeSn)N(ネオ-Pen)、(MeSn)N(シクロ-Pen)、(MeSn)N(2-Hex)、(MeSn)N(3-Hex)、(MeSn)N(tHex)、(MeSn)N(ネオ-Hex)、(MeSn)N(シクロ-Hex)、(MeSn)N(CHCFCF)、(MeSn)N(CH(CF)、(MeSn)N(CH(CFCF)、(MeSn)N(SiHMe)、(MeSn)N(SiEtMe)、(MeSn)N(SiEtMe)、(MeSn)N(SiEt)、(EtSn)NMe、(EtSn)NEt、(EtSn)N(nPr)、(EtSn)N(iPr)、(EtSn)N(シクロ-Pr)、(EtSn)N(nBu)、(EtSn)N(sBu)、(EtSn)N(iBu)、(EtSn)N(tBu)、(EtSn)N(CHCF)、(EtSn)N(CHCFCF)、(EtSn)N(シクロ-Bu)、(EtSn)N(1-Pen)、(EtSn)N(2-Pen)、(EtSn)N(3-Pen)、(EtSn)N(tPen)、(EtSn)N(ネオ-Pen)、(EtSn)N(シクロ-Pen)、(EtSn)N(1-Hex)、(EtSn)N(2-Hex)、(EtSn)N(3-Hex)、(EtSn)N(tHex)、(EtSn)N(ネオ-Hex)、(EtSn)N(シクロ-Hex)、(EtSn)N(アリル)、(EtSn)N(CH(CF)、(EtSn)N(CH(CFCF)、(EtSn)N(SiMe)、(EtSn)N(SiHMe)、(EtSn)N(SiEtMe)、(EtSn)N(SiEtMe)、(EtSn)N(SiEt)、(nPrSn)NMe、(nPrSn)NEt、(nPrSn)N(nPr)、(nPrSn)N(iPr)、(nPrSn)N(シクロ-Pr)、(nPrSn)N(nBu)、(nPrSn)N(sBu)、(nPrSn)N(tBu)、(nPrSn)N(シクロ-Bu)、(nPrSn)N(1-Pen)、(nPrSn)N(2-Pen)、(nPrSn)N(3-Pen)、(nPrSn)N(tPen)、(nPrSn)N(ネオ-Pen)、(nPrSn)N(シクロ-Pen)、(nPrSn)N(1-Hex)、(nPrSn)N(2-Hex)、(nPrSn)N(3-Hex)、(nPrSn)N(tHex)、(nPrSn)N(ネオ-Hex)、(nPrSn)N(シクロ-Hex)、(nPrSn)N(アリル)、(nPrSn)N(CHCF)、(nPrSn)N(CHCFCF)、(nPrSn)N(CH(CF)、(nPrSn)N(CH(CFCF)、(nPrSn)N(SiMe)、(nPrSn)N(SiHMe)、(nPrSn)N(SiEtMe)、(nPrSn)N(SiEtMe)、(nPrSn)N(SiEt)、(nPrSn)NH、(nBuSn)NMe、(nBuSn)NEt、(nBuSn)NMe、(nBuSn)N(nPr)、(nBuSn)N(iPr)、(nBuSn)N(シクロ-Pr)、(nBuSn)N(nBu)、(nBuSn)N(sBu)、(nBuSn)N(tBu)、(nBuSn)N(シクロ-Bu)、(nBuSn)N(1-Pen)、(nBuSn)N(2-Pen)、(nBuSn)N(3-Pen)、(nBuSn)N(tPen)、(nBuSn)N(ネオ-Pen)、(nBuSn)N(シクロ-Pen)、(nBuSn)N(1-Hex)、(nBuSn)N(2-Hex)、(nBuSn)N(3-Hex)、(nBuSn)N(tHex)、(nBuSn)N(ネオ-Hex)、(nBuSn)N(シクロ-Hex)、(nBuSn)N(アリル)、(nBuSn)N(CHCF)、(nBuSn)N(CHCFCF)、(nBuSn)N(CH(CF)、(nBuSn)N(CH(CFCF)、 (nBuSn)N、(nBuSn)N(SiMe)、(nBuSn)N(SiHMe)、(nBuSn)N(SiEtMe)、(nBuSn)N(SiEtMe)、(nBuSn)N(SiEt)、(nBuSn)NH、(nPenSn)NMe、(nPenSn)NEt、(nPenSn)N(nPr)、(nPenSn)N(iPr)、(nPenSn)N(シクロ-Pr)、(nPenSn)N(nBu)、(nPenSn)N(sBu)、(nPenSn)N(tBu)、(nPenSn)N(シクロ-Bu)、(nPenSn)N(1-Pen)、(nPenSn)N(2-Pen)、(nPenSn)N(3-Pen)、(nPenSn)N(tPen)、(nPenSn)N(ネオ-Pen)、(nPenSn)N(シクロ-Pen)、(nPenSn)N(1-Hex)、(nPenSn)N(2-Hex)、(nPenSn)N(3-Hex)、(nPenSn)N(tHex)、(nPenSn)N(ネオ-Hex)、(nPenSn)N(シクロ-Hex)、(nPenSn)N(アリル)、(nPenSn)N(CHCF)、(nPenSn)N(CHCFCF)、(nPenSn)N(CH(CF)、(nPenSn)N(CH(CFCF)、(nPenSn)N、(nPenSn)N(SiMe)、(nPenSn)N(SiHMe)、(nPenSn)N(SiEtMe)、(nPenSn)N(SiEtMe)、(nPenSn)N(SiEt)、(nPenSn)NH、(nHexSn)NMe、(nHexSn)NEt、(nHexSn)NMe、(nHexSn)NEt、(nHexSn)N(nPr)、(nHexSn)N(iPr)、(nHexSn)N(シクロ-Pr)、(nHexSn)N(nBu)、(nHexSn)N(sBu)、(nHexSn)N(tBu)、(n
HexSn)N(シクロ-Bu)、(nHexSn)N(1-Pen)、(nHexSn)N(2-Pen)、(nHexSn)N(3-Pen)、(nHexSn)N(tPen)、(nHexSn)N(ネオ-Pen)、(nHexSn)N(シクロ-Pen)、(nHexSn)N(1-Hex)、(nHexSn)N(2-Hex)、(nHexSn)N(3-Hex)、(nHexSn)N(tHex)、(nHexSn)N(ネオ-Hex)、(nHexSn)N(シクロ-Hex)、(nHexSn)N(アリル)、(nHexSn)N(CHCF)、(nHexSn)N(CHCFCF)、(nHexSn)N(CH(CF)、(nHexSn)N(CH(CFCF)、(nHexSn)N、(nHexSn)N(SiMe)、(nHexSn)N(SiHMe)、(nHexSn)N(SiEtMe)、(nHexSn)N(SiEtMe)、(nHexSn)N(SiEt)、(nHexSn)NH、(EtMeSn)NMe、(EtMeSn)NEt、(EtMeSn)NMe、(EtMeSn)NEt、(EtMeSn)N(nPr)、(EtMeSn)N(iPr)、(EtMeN(シクロ-Pr)、(EtMeN(nBu)、(EtMeSn)N(sBu)、(EtMeSn)N(tBu)、(EtMeN(シクロ-Bu)、(EtMeSn)N(1-Pen)、(EtMeSn)N(2-Pen)、(EtMeSn)N(3-Pen)、(EtMeSn)N(tPen)、(EtMeSn)N(ネオ-Pen)、(EtMeSn)N(シクロ-Pen)、(EtMeSn)N(1-Hex)、(EtMeSn)N(2-Hex)、(EtMeSn)N(3-Hex)、(EtMeSn)N(tHex)、(EtMeSn)N(ネオ-Hex)、(EtMeSn)N(シクロ-Hex)、(EtMeSn)N(アリル)、(EtMeSn)N(CHCF)、(EtMeSn)N(CHCFCF)、(EtMeSn)N(CH(CF)、(EtMeSn)N(CH(CFCF)、(EtMeSn)N、(EtMeSn)N(SiMe)、(EtMeSn)N(SiHMe)、(EtMeSn)N(SiEtMe)、(EtMeSn)N(SiEtMe)、(EtMeSn)N(SiEt)、(EtMeSn)NH、(nPrMeSn)NMe、(nPrMeSn)NEt、(nPrMeSn)NMe、(nPrMeSn)NEt、(nPrMeSn)N(nPr)、(nPrMeSn)N(iPr)、(nPrMeN(シクロ-Pr)、(nPrMeN(nBu)、(nPrMeSn)N(sBu)、(nPrMeSn)N(tBu)、(nPrMeN(シクロ-Bu)、(nPrMeSn)N(1-Pen)、(nPrMeSn)N(2-Pen)、(nPrMeSn)N(3-Pen)、(nPrMeSn)N(tPen)、(nPrMeSn)N(ネオ-Pen)、(nPrMeSn)N(シクロ-Pen)、(nPrMeSn)N(1-Hex)、(nPrMeSn)N(2-Hex)、(nPrMeSn)N(3-Hex)、(nPrMeSn)N(tHex)、(nPrMeSn)N(ネオ-Hex)、(nPrMeSn)N(シクロ-Hex)、(nPrMeSn)N(アリル)、(nPrMeSn)N(CHCF)、(nPrMeSn)N(CHCFCF)、(nPrMeSn)N(CH(CF)、(nPrMeSn)N(CH(CFCF)、(nPrMeSn)N、(nPrMeSn)N(SiMe)、(nPrMeSn)N(SiHMe)、(nPrMeSn)N(SiEtMe)、(nPrMeSn)N(SiEtMe)、(nPrMeSn)N(SiEt)、(nPrMeSn)NH、(iPrMeSn)NMe、(iPrMeSn)NEt、(iPrMeSn)N(nPr)、(iPrMeSn)N(iPr)、(iPrMeN(シクロ-Pr)、(iPrMeN(nBu)、(iPrMeSn)N(sBu)、(iPrMeSn)N(tBu)、(iPrMeN(シクロ-Bu)、(iPrMeSn)N(1-Pen)、(iPrMeSn)N(2-Pen)、(iPrMeSn)N(3-Pen)、(iPrMeSn)N(tPen)、(iPrMeSn)N(ネオ-Pen)、(iPrMeSn)N(シクロ-Pen)、(iPrMeSn)N(1-Hex)、(iPrMeSn)N(2-Hex)、(iPrMeSn)N(3-Hex)、(iPrMeSn)N(tHex)、(iPrMeSn)N(ネオ-Hex)、(iPrMeSn)N(シクロ-Hex)、(iPrMeSn)N(アリル)、(iPrMeSn)N(CHCF)、(iPrMeSn)N(CHCFCF)、(iPrMeSn)N(CH(CF)、(iPrMeSn)N(CH(CFCF)、(iPrMeSn)N(SiMe)、(iPrMeSn)N(SiHMe)、(iPrMeSn)N(SiEtMe)、(iPrMeSn)N(SiEtMe)、(iPrMeSn)N(SiEt)、(iPrMeSn)NH、(nBuMeSn)NMe、(nBuMeSn)NEt、(nBuMeSn)NMe、(nBuMeSn)NEt、(nBuMeSn)N(nPr)、(nBuMeSn)N(iPr)、(nBuMeN(シクロ-Pr)、(nBuMeN(nBu)、(nBuMeSn)N(sBu)、(nBuMeSn)N(tBu)、(nBuMeN(シクロ-Bu)、(nBuMeSn)N(1-Pen)、(nBuMeSn)N(2-Pen)、(nBuMeSn)N(3-Pen)、(nBuMeSn)N(tPen)、(nBuMeSn)N(ネオ-Pen)、(nBuMeSn)N(シクロ-Pen)、(nBuMeSn)N(1-Hex)、(nBuMeSn)N(2-Hex)、(nBuMeSn)N(3-Hex)、(nBuMeSn)N(tHex)、(nBuMeSn)N(ネオ-Hex)、(nBuMeSn)N(シクロ-Hex)、(nBuMeSn)N(アリル)、(nBuMeSn)N(CHCF)、(nBuMeSn)N(CHCFCF)、(nBuMeSn)N(CH(CF)、(nBuMeSn)N(CH(CFCF)、(nBuMeSn)N、(nBuMe
Sn)N(SiMe)、(nBuMeSn)N(SiHMe)、(nBuMeSn)N(SiEtMe)、(nBuMeSn)N(SiEtMe)、(nBuMeSn)N(SiEt)、(nBuMeSn)NH、(sBuMeSn)NMe、(sBuMeSn)NEt、(sBuMeSn)NMe、(sBuMeSn)NEt、(sBuMeSn)N(nPr)、(sBuMeSn)N(iPr)、(sBuMeN(シクロ-Pr)、(sBuMeN(nBu)、(sBuMeSn)N(sBu)、(sBuMeSn)N(tBu)、(sBuMeN(シクロ-Bu)、(sBuMeSn)N(1-Pen)、(sBuMeSn)N(2-Pen)、(sBuMeSn)N(3-Pen)、(sBuMeSn)N(tPen)、(sBuMeSn)N(ネオ-Pen)、(sBuMeSn)N(シクロ-Pen)、(sBuMeSn)N(1-Hex)、(sBuMeSn)N(2-Hex)、(sBuMeSn)N(3-Hex)、(sBuMeSn)N(tHex)、(sBuMeSn)N(ネオ-Hex)、(sBuMeSn)N(シクロ-Hex)、(sBuMeSn)N(アリル)、(sBuMeSn)N(CHCF)、(sBuMeSn)N(CHCFCF)、(sBuMeSn)N(CH(CF)、(sBuMeSn)N(CH(CFCF)、(sBuMeSn)N、(sBuMeSn)N(SiMe)、(sBuMeSn)N(SiHMe)、(sBuMeSn)N(SiEtMe)、(sBuMeSn)N(SiEtMe)、(sBuMeSn)N(SiEt)、(sBuMeSn)NH、(tBuMeSn)NMe、(tBuMeSn)NEt、(tBuMeSn)NMe、(tBuMeSn)NEt、(tBuMeSn)N(nPr)、(tBuMeSn)N(iPr)、(tBuMeN(シクロ-Pr)、(tBuMeN(nBu)、(tBuMeSn)N(sBu)、(tBuMeSn)N(tBu)、(tBuMeN(シクロ-Bu)、(tBuMeSn)N(1-Pen)、(tBuMeSn)N(2-Pen)、(tBuMeSn)N(3-Pen)、(tBuMeSn)N(tPen)、(tBuMeSn)N(ネオ-Pen)、(tBuMeSn)N(シクロ-Pen)、(tBuMeSn)N(1-Hex)、(tBuMeSn)N(2-Hex)、(tBuMeSn)N(3-Hex)、(tBuMeSn)N(tHex)、(tBuMeSn)N(ネオ-Hex)、(tBuMeSn)N(シクロ-Hex)、(tBuMeSn)N(アリル)、(tBuMeSn)N(CHCF)、(tBuMeSn)N(CHCFCF)、(tBuMeSn)N(CH(CF)、(tBuMeSn)N(CH(CFCF)、(tBuMeSn)N、(tBuMeSn)N(SiMe)、(tBuMeSn)N(SiHMe)、(tBuMeSn)N(SiEtMe)、(tBuMeSn)N(SiEtMe)、(tBuMeSn)N(SiEt)、(tBuMeSn)NH、(MeHSn)NMe、(MeHSn)NEt、(MeHSn)N(nPr)、(MeHSn)N(iPr)、(MeHSn)N(シクロ-Pr)、(MeHSn)N(nBu)、(MeHSn)N(sBu)、(MeHSn)N(iBu)、(MeHSn)N(tBu)、(MeHSn)N(シクロ-Bu)、(MeHSn)N(1-Pen)、(MeHSn)N(2-Pen)、(MeHSn)N(3-Pen)、(MeHSn)N(tPen)、(MeHSn)N(ネオ-Pen)、(MeHSn)N(シクロ-Pen)、(MeHSn)N(1-Hex)、(MeHSn)N(2-Hex)、(MeHSn)N(3-Hex)、(MeHSn)N(tHex)、(MeHSn)N(ネオ-Hex)、(MeHSn)N(シクロ-Hex)、(MeHSn)N(アリル)、(MeHSn)N(CHCF)、(MeHSn)N(CHCFCF)、(MeHSn)N(CH(CF)、(MeHSn)N(CH(CFCF)、(MeHSn)N、(MeHSn)N(SiMe)、(MeHSn)N(SiHMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEt)、(MeHSn)NH、(MeHSn)N、(MeHSn)NMe、(MeHSn)NEt、(MeHSn)N(nPr)、(MeHSn)N(iPr)、(MeHSn)N(シクロ-Pr)、(MeHSn)N(nBu)、(MeHSn)N(sBu)、(MeHSn)N(tBu)、(MeHSn)N(シクロ-Bu)、(MeHSn)N(1-Pen)、(MeHSn)N(2-Pen)、(MeHSn)N(3-Pen)、(MeHSn)N(tPen)、(MeHSn)N(ネオ-Pen)、(MeHSn)N(シクロ-Pen)、(MeHSn)N(1-Hex)、(MeHSn)N(2-Hex)、(MeHSn)N(3-Hex)、(MeHSn)N(tHex)、(MeHSn)N(ネオ-Hex)、(MeHSn)N(シクロ-Hex)、(MeHSn)N(アリル)、(MeHSn)N(CHCF)、(MeHSn)N(CHCFCF)、(MeHSn)N(CH(CF)、(MeHSn)N(CH(CFCF)、(MeHSn)N、(MeHSn)N(SiMe)、(MeHSn)N(SiHMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEtMe)、(MeHSn)N(SiEt)、(MeHSn)NH、(HSn)NMe、(HSn)NEt、(HSn)N(nPr)、(HSn)N(iPr)、(HSn)N(シクロ-Pr)、(HSn)N(nBu)、(HSn)N(sBu)、(HSn)N(tBu)、(HSn)N(シクロ-Bu)、(HSn)N(1-Pen)、(HSn)N(2-Pen)、(HSn)N(3-Pen)、(HSn)N(tPen)、(HSn)N(ネオ-Pen)、(HSn)N(シクロ-Pen)、(HSn)N(1-Hex)、(HSn)N(2-Hex)、(HSn)N(3-Hex)、(HSn)N(tHex)、(
Sn)N(ネオ-Hex)、(HSn)N(シクロ-Hex)、(HSn)N(アリル)、(HSn)N(CHCF)、(HSn)N(CHCFCF)、(HSn)N(CH(CF)、(HSn)N(CH(CFCF)、(HSn)N、(HSn)N(SiMe)、(HSn)N(SiHMe)、(H32Sn)N(SiEtMe)、(HSn)N(SiEtMe)、(HSn)N(SiEt)、(EtHSn)NMe、(EtHSn)NEt、(EtHSn)N(nPr)、(EtHSn)N(シクロ-Pr)、(EtHSn)N(nBu)、(EtHSn)N(sBu)、(EtHSn)N(tBu)、(EtHSn)N(シクロ-Bu)、(EtHSn)N(1-Pen)、(EtHSn)N(2-Pen)、(EtHSn)N(3-Pen)、(EtHSn)N(tPen)、(EtHSn)N(ネオ-Pen)、(EtHSn)N(シクロ-Pen)、(EtHSn)N(1-Hex)、(EtHSn)N(2-Hex)、(EtHSn)N(3-Hex)、(EtHSn)N(tHex)、(EtHSn)N(ネオ-Hex)、(EtHSn)N(シクロ-Hex)、(EtHSn)N(アリル)、(EtHSn)N(CH(CF)、(EtHSn)N(CH(CFCF)、(EtHSn)N、(EtHSn)N(SiMe)、(EtHSn)N(SiHMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEt)、(EtHSn)NH、(EtHSn)NMe、(EtHSn)NEt、(EtHSn)N(nPr)、(EtHSn)N(iPr)、(EtHSn)N(シクロ-Pr)、(EtHSn)N(nBu)、(EtHSn)N(sBu)、(EtHSn)N(tBu)、(EtHSn)N(シクロ-Bu)、(EtHSn)N(1-Pen)、(EtHSn)N(2-Pen)、(EtHSn)N(3-Pen)、(EtHSn)N(tPen)、(EtHSn)N(ネオ-Pen)、(EtHSn)N(シクロ-Pen)、(EtHSn)N(1-Hex)、(EtHSn)N(2-Hex)、(EtHSn)N(3-Hex)、(EtHSn)N(tHex)、(EtHSn)N(ネオ-Hex)、(EtHSn)N(シクロ-Hex)、(EtHSn)N(アリル)、(EtHSn)N(CHCF)、(EtHSn)N(CHCFCF)、(EtHSn)N(CH(CF)、(EtHSn)N(CH(CFCF)、(EtHSn)N、(EtHSn)N(SiMe)、(EtHSn)N(SiHMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEtMe)、(EtHSn)N(SiEt)及び(EtHSn)NHが挙げられるが、これらに限定されない。
【0065】
開示されるスズ含有前駆体及び開示される膜形成組成物は、対応する元素含有膜の堆積及び対応する元素含有層の堆積のためのその関連する使用に適している。開示されるスズ含有前駆体及び開示される膜形成組成物は、エレクトロニクス分野で使用される酸化スズ、SnO、InSnO(ITO)、ZnSnO(ZTO)、SnN、SnP、SnAs、SnSb、SnSなどのスズ含有薄膜を形成するために適している。
【0066】
開示されるスズ含有前駆体は、ガスセンサ、太陽電池、COMS、高容量電極材料、触媒、LED用途、光学用途、ディスプレイにおけるITO及びZTOの構成部品、半導体、ロジック、メモリ産業などを含む様々な用途のための二酸化スズの製造のために有用であり得る。
【0067】
また、開示されるものは、1種以上の共反応物と組み合わせた、又は共反応物なしで化学蒸着法を通して開示されたスズ含有前駆体を使用して、スズ含有膜、スズ含有ドット、又は連続、部分的に連続、及び非連続スズ含有膜などのスズ含有堆積物を形成するためのプロセスを含む。開示されるプロセスは堆積プロセスであり、このプロセスでは、開示されるスズ含有前駆体が使用され、これは、同時に及び/又は逐次的に反応チャンバーに導入される1種以上の酸化剤(例えば、OとO、又はHOとO)と組み合わせて、又は酸化剤なしで、又は1種以上の還元剤若しくは窒化剤(例えば、HとNH、NとNH、又はNHとN)と組み合わせて、又は還元剤若しくは窒化剤なしで、CVD、ALD、分子層堆積(MLD)、スピンオン誘電体(SOD)、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スピンオンコーティング(SOC)、スプレーコーティング、又は任意の他の堆積技術で膜を堆積するために反応チャンバーに導入されて膜を形成する。開示されるスズ含有前駆体を使用する開示される堆積プロセスは、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はそれらの組み合わせによって支援され得る。
【0068】
共反応物は、酸素源、酸素含有ガス又はオキシダント若しくは酸化剤であってもよい。酸素含有ガスとしては、O、O、HO、H、NO、NO、NO、Oラジカル、アルコール、シラノール、アミノアルコール、カルボン酸、パラホルムアルデヒド、他の窒素-酸素分子、又はそれらの組み合わせなどの酸化剤が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、酸素含有ガスは、O又はOである。或いは、共反応物は、N源、窒素含有ガス又は還元ガスであってもよい。窒素含有ガスとしては、NH、N、H、N/H、HとNH、NとNH、NHとN、NO、NO、アミン、ジアミン、シアニド、ジイミン、ヒドラジン、有機アミン、ピラゾリン、ピリジン、メチルアミン、エチルアミン、tertブチルアミンなどの一級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルメチルアミン、ピロリジンなどの二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリシリルアミンなどの三級アミン、又はそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、窒素含有ガスは、NHである。或いは、共反応物は、PHなどのP源であってもよい。或いは、共反応物は、HS、メルカプタン、及びそれらの組み合わせなどのS源であってもよい。例えば、プロセスは、直接若しくは遠隔プラズマ、及び/又は120~800nmの波長を有する光の照射を使用して基板を加熱することによって支援されてもよい。そのようなプロセスは、50~400℃の温度範囲で4%より低い非均一性を有するスズ含有薄膜の形成をもたらすであろう。
【0069】
目的の堆積膜が導電膜である場合、共反応物は、H、HCO、N、NH、一級アミン、二級アミン、三級アミン、トリシリルアミン、それらのラジカル、及びそれらの混合物とすることができる。好ましくは、共反応物はH又はNHである。或いは、目的の堆積膜が誘電性膜である場合、共反応物は、O、O、HO、H、NO、NO、NO、酸素含有ラジカル(O-OH-など)、カルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、及びそれらの混合物のうちの1つなどの酸化性ガスとすることができる。好ましくは、酸化性ガスは、O、H、及びHOからなる群から選択される。
【0070】
更に、反応物をそのラジカル形態へと分解するために、共反応物をプラズマによって処理することができ、プラズマで処理したときに、H、N、及びOのうちの少なくとも1つを、それぞれ水素、窒素、又は酸素の供給源ガスとして利用することができる。プラズマ源は、Nプラズマ、N/Heプラズマ、N/Arプラズマ、NHプラズマ、NH/Heプラズマ、NH/ARプラズマ、Heプラズマ、Arプラズマ、Hプラズマ、H/Heプラズマ、H/有機アミンプラズマ、及びそれらの混合物であってよい。例えば、プラズマは、約10W~約1000W、好ましくは約50W~約500Wの範囲の電力で生成することができる。プラズマは、反応チャンバー自体の内部で生成されて存在することができる。或いは、プラズマは、例えば遠隔に配置されたプラズマシステムなど、通常反応チャンバーから離れた位置にあってもよい。例えば、共反応物は、反応チャンバー内でプラズマを生成するダイレクトプラズマ反応チャンバーに導入され、反応チャンバー内でプラズマ処理反応物を製造することができる。或いは、プラズマ処理が、反応物の導入と同時に行われてもよい。
【0071】
代わりに、プラズマ処理された共反応物は、反応チャンバーの外部で生成することができ、例えば反応チャンバー内を通過する前に共反応物を処理するための遠隔プラズマである。
【0072】
蒸着プロセスを使用して基板上にスズ含有層を形成する方法も開示される。出願人らは、開示される膜形成組成物がALDに適していると考えている。より具体的には、開示される膜形成組成物は、表面飽和、1サイクル当たりの自己限定的成長、及び約2:1~約200:1、好ましくは約20:1~約100:1の範囲のアスペクト比での完全なステップカバレージが可能である。加えて、開示される膜形成組成物は、ALDを可能にするための良好な熱安定性を示す高い分解温度を有する。高い分解温度は、より高い純度の膜をもたらすより高い温度(例えば約600℃)でのALDを可能にする。開示される方法は、半導体、太陽電池、LCD-TFT、フラットパネルタイプのデバイスの製造に有用であることができる。
【0073】
開示される膜形成組成物は、当業者に公知の任意の堆積方法を使用して膜を堆積するために使用することができる。適切な蒸着法の例としては、CVD及びALDが挙げられる。例示的なCVD方法としては、熱CVD、プラズマ支援CVD(PECVD)、パルスCVD(PCVD)、低圧CVD(LPCVD)、準大気圧CVD(SACVD)、大気圧CVD(APCVD)、ホットワイヤーCVD(HWCVD、cat-CVDとしても知られ、ホットワイヤーが堆積プロセスのエネルギー源として機能する)、ラジカル組み込みCVD、及びそれらの組み合わせが挙げられる。例示的なALD法としては、熱ALD、プラズマ支援ALD(PEALD)、空間ALD、ホットワイヤーALD(HWALD)、ラジカル組み込みALD、及びそれらの組み合わせが挙げられる。分子層堆積(MLD)、スピンオン堆積(SOD)、スピンオンコーティング(SOC)、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングなどの超臨界流体堆積も使用され得る。堆積方法は、好ましくは適切なステップカバレージ及び膜厚制御を提供するために、ALD、PE-ALD、空間ALDである。開示される膜形成組成物は、当業者に既知である任意の堆積方法を、特に100℃以下、好ましくは80℃以下などの低温において使用して、膜を堆積させるために使用され得る。
【0074】
開示される膜形成組成物の純度は、95%w/w超(すなわち95.0%w/w~100.0%w/w)、好ましくは98%w/w超(すなわち98.0%w/w~100.0%w/w)、より好ましくは99%w/w超(すなわち99.0%w/w~100.0%w/w)である。当業者は、純度がH NMR又は質量分析付きの気液クロマトグラフィーによって決定され得ることを認識するであろう。開示される膜形成組成物は、次の不純物:ピラゾール;ピリジン;アルキルアミン;アルキルイミン;THF;エーテル;ペンタン;シクロヘキサン;ヘプタン;ベンゼン;トルエン;塩素化金属化合物;リチウム、ナトリウム、若しくはカリウムピラゾリルのいずれかを含有し得る。これらの不純物の合計量は、好ましくは5%w/w未満(すなわち0.0%w/w~5.0%w/w)、好ましくは2%w/w未満(すなわち0.0%w/w~2.0%w/w)、より好ましくは1%w/w未満(すなわち0.0%w/w~1.0%w/w)である。開示される膜形成組成物は、再結晶、昇華、蒸留、及び/又は4Aモレキュラーシーブなどの適切な吸着材にガスや液体を通すことによって精製され得る。
【0075】
開示される膜形成組成物の精製はまた、0ppbw~1ppmw、好ましくは0~500ppbw(十億重量当たりの部)レベルでの金属不純物をもたらし得る。これらの金属不純物としては、アルミニウム(Al)、ヒ素(As)、バリウム(Ba)、ベリリウム(Be)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、カルシウム(Ca)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、鉄(Fe)、鉛(Pb)、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、ストロンチウム(Sr)、トリウム(Th)、インジウム(In)及びチタン(Ti)が挙げられ得るが、これらに限定されるものではない。
【0076】
開示される膜形成組成物は、ニート形態又はエチルベンゼン、キシレン、メシチレン、デカリン、デカン、ドデカンなどの適切な溶媒とのブレンド物のいずれかで供給され得る。開示される前駆体は、溶媒中に様々な濃度で存在し得る。
【0077】
ニートの又は混合された膜形成組成物は、配管及び/又は流量計などの従来手段によって蒸気形態で反応チャンバー中に導入される。従来の気化ステップ、例えば直接気化、蒸留、バブリングにより、又は昇華器を用いることにより、ニートの又は混合された組成物を気化させることによって蒸気形態を得ることができる。反応チャンバー中に導入する前に気化させる場合、ニートの又は混合された組成物を液体状態で蒸発器に供給することができる。代わりに、組成物を収容する容器中にキャリアガスを流すことにより、キャリアガスを組成物中にバブリングすることにより、ニートの又は混合された組成物を気化させることができる。キャリアガスとしては、Ar、He、N及びそれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。キャリアガスのバブリングにより、ニートの又は混合された組成物溶液中に存在するあらゆる溶存酸素を除去することもできる。キャリアガスと組成物とは、次に蒸気として反応チャンバー中に導入される。
【0078】
必要に応じて、組成物がその液相にあることができ、十分な蒸気圧を有することができる温度まで、開示される膜形成組成物を収容する容器を加熱することができる。容器は、例えば、約0℃~約200℃の範囲内の温度に維持することができる。当業者は、気化させる前駆体の量を制御するために周知の方法で容器の温度を調節できることを認識する。
【0079】
反応チャンバーは、限定するものではないが、化合物を反応させ、層を形成させるのに適切な条件下において平行板型反応チャンバー、コールドウォール型反応チャンバー、ホットウォール型反応チャンバー、枚葉式反応チャンバー、多葉式反応チャンバー、他のタイプの堆積システムなどの装置内で堆積方法が行われるあらゆるエンクロージャーチャンバーであり得る。当業者は、これらの反応チャンバーのいずれかがALD又はCVD堆積プロセスのいずれかのために使用され得ることを認識するであろう。
【0080】
反応チャンバーには、膜がその上に堆積される1つ以上の基板が収容される。基板は、プロセスが行われる材料として一般に定義される。基板は、半導体、光起電力、フラットパネル、LCD-TFTのデバイスの製造に使用されるあらゆる適切な基板であり得る。適切な基板の例としては、シリコン、シリカ、ガラスなどのウエハ、GaAsウエハが挙げられる。ウエハは、前の製造ステップでその上に堆積された異なる材料の1つ以上の層を有し得る。例えば、ウエハは、誘電体層を含み得る。更に、ウエハは、シリコン層(結晶性、非晶質、多孔質など)、酸化ケイ素層、窒化ケイ素層、酸窒化ケイ素層、炭素ドープ酸化ケイ素(SiCOH)層、金属、金属酸化物金属窒化物層(Ti、Ru、Taなど)及びそれらの組み合わせを含み得る。更に、ウエハは、銅層、貴金属層(例えば、白金、パラジウム、ロジウム、金)を含み得る。ウエハは、マンガン、酸化マンガンなどの障壁層を含み得る。プラスチック層も使用され得る。層は、平面である場合もパターン化される場合もある。開示される方法により、ウエハの上に直接又はパターン化された層が基板上に形成される場合、ウエハの上面上の1つ若しくは複数の層の上に直接、層を堆積することができる。パターン化された層は、3D NANDで使用されるSiO及びSiNなどの2つの特定の層の交互の層であってもよい。更に、当業者であれば、本明細書において使用される「膜」、「層」という用語は、表面上に配置され、広げられる、ある厚さのある材料を意味し、この表面は、トレンチ、線であり得ることを認識するであろう。本明細書及び請求項の全体にわたって、ウエハ及びその上の任意の関連する層が基板と呼ばれる。例えば、酸化インジウム膜は、ZrO層、HfO層、MoO層などの金属酸化物層上に堆積され得る。
【0081】
基板の最終用途は本発明に限定されないが、この技術は、以下のタイプの基板で特に利点を見出すことができる:シリコンウエハ、ガラスウエハ及びパネル、ビーズ、粉末及びナノ粉末、モノリシック多孔質媒体、プリント回路基板、プラスチックシートなど。例示的な粉末基板としては、充電式電池技術で使用される粉末が挙げられる。非限定的な数の粉末材料としては、NMC(リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物)、LCO(リチウムコバルト酸化物)、LFP(リン酸鉄リチウム)、及び他の電池カソード材料が挙げられる。
【0082】
反応器内の温度及び圧力は、ALD及びCVDなどの蒸着に適した条件に保持される。換言すると、気化した開示される膜形成組成物をチャンバー中に導入した後、チャンバー内の条件は、前駆体の一部が基板上に堆積して層を形成するような条件である。例えば、反応器内の圧力又は堆積圧力は、堆積パラメーターに準拠して必要に応じて約10-3Torr~約100Torr、より好ましくは約10-2Torr~約100Torrに維持することができる。同様に、反応器内の温度又は堆積温度は、室温~約600℃、好ましくは室温~約500℃、より好ましくは室温~約200℃、更により好ましくは室温~約100℃に維持することができる。当業者であれば、「前駆体の少なくとも一部が堆積する」とは、前駆体の一部又はすべてが基板と反応するか、又は基板に付着することを意味することを認識するであろう。
【0083】
反応器の温度は、基板ホルダーの温度の制御又は反応器壁の温度の制御のいずれかによって制御することができる。基板の加熱に使用される装置は、当技術分野において周知である。反応器壁は、十分な成長速度において、所望の物理的状態及び組成を有する所望の膜を得るのに十分な温度に加熱される。反応器壁を加熱できる非限定的で代表的な温度範囲としては、室温~約600℃を挙げることができる。プラズマ堆積プロセスが使用される場合、堆積温度は、室温~約500℃、好ましくは室温~約200℃、より好ましくは室温~約100℃の範囲であり得る。或いは、熱プロセスが行われる場合、堆積温度は、室温~約600℃、好ましくは室温~約500℃、より好ましくは室温~約200℃、更により好ましくは室温~約100℃の範囲であり得る。
【0084】
ALD条件は、基板表面上に吸着された又は化学吸着された開示される膜形成組成物を反応させ、基板上に膜を形成させる。幾つかの実施形態では、本出願人らは、共反応物のプラズマ処理により、開示される膜形成組成物との反応に必要なエネルギーを有する共反応物を得ることができると考えている。この例示的なALDプロセスにおいて共反応物がプラズマで処理される場合、例示的なALDプロセスは例示的なPEALDプロセスになる。共反応物は、チャンバー内への導入の前後にプラズマで処理することができる。
【0085】
膜形成組成物及び共反応物は、逐次反応器中に導入され得る(ALD)。反応器は、膜形成組成物、任意の追加の前駆体及び共反応物のそれぞれの導入間に不活性ガスでパージされ得る。別の例は、膜形成組成物と非活性化共反応物とがチャンバー温度及び圧力条件で実質的に反応しないという条件で、共反応物をプラズマで逐次活性化しながら、共反応物を連続的に導入すること及び膜形成組成物をパルスで導入することである(CW PEALD)。
【0086】
開示される膜形成組成物のそれぞれのパルスは、約0.01秒~約120秒、代わりに約1秒~約80秒、代わりに約5秒~約30秒の範囲の時間にわたって続くことができる。共反応物もパルスで反応器中に送ることができる。このような実施形態では、それぞれのパルスは、約0.01秒~約120秒、代わりに約1秒~約30秒、代わりに約2秒~約20秒の範囲の期間にわたって続くことができる。別の代替形態では、気化した膜形成組成物及び共反応物は、数枚のウエハを保持するサセプターがその下で回転するシャワーヘッドの異なるセクターから(組成物と反応物との混合なしに)同時に噴霧され得る(空間ALD)。
【0087】
特定のプロセスパラメーターに応じて、堆積は、種々の長さの時間にわたって行われ得る。一般に、堆積は、必要な性質を有する膜を生成するために所望の必要な長さで続けられ得る。典型的な膜厚は、具体的な堆積プロセスに応じて、数オングストローム~数百ミクロン、典型的には2nm~100nmで変動し得る。堆積プロセスは、所望の膜を得るために必要な回数でも行われ得る。
【0088】
開示される膜形成組成物及び共反応物は、同時に(CVD)、逐次的に(ALD)、又はそれらの異なる組み合わせのいずれかで反応器に導入することができる。反応器は、膜形成組成物の導入と共反応物の導入との間に不活性ガス(例えばN、Ar、Kr、Xe)でパージされてもよい。或いは、共反応物と膜形成組成物を一緒に混合して共反応物/化合物混合物を形成し、その後混合物の形態で反応器に導入することができる。別の例は、共反応物を連続的に導入し、開示される膜形成組成物をパルス(パルスCVD)によって導入することである。
【0089】
ITO及びZTO膜の堆積のため、開示されたスズ含有前駆体は、インジウム及び亜鉛前駆体と組み合わせて、限定されないが、O、O、HO、H、NO、NO、及びNOなどの1種又は数種の酸素含有反応物ガスと共に使用され得る。一般的なインジウム及び亜鉛前駆体は、それぞれ一般式InR及びZnRを有し、ここではR=C~Cアルキル基が使用されてもよい。ITO及びZTO膜を形成するために、しかしながら本明細書に開示されるスズ含有前駆体を非自然発火性のインジウム及び亜鉛前駆体と共に利用することが好ましい。好適なZn前駆体としては、ZnR [RO(CHOR]、ZnR [RO(CHR)(CH)OR]、ZnR [RO(CHR)(CHOR]、ZnR [RO(CH)(CHR)(CH)OR]、及びZnR [(RN(CHN(R]、ZnR [(RN(CHR10)(CH)N(R]、ZnR [(RN(CHR10)(CHN(R]、並びにZnR [(RN(CH)(CHR10)(CH)N(R](式中、R~R10は、独立して、C~Cアルキル基から選択される)の組成を有するジアルキル亜鉛前駆体のジエーテル及びジアミン付加物が挙げられるが、これらに限定されない。In前駆体については、(RIn[RN(R)CNR](式中、R~Rは、独立して、C~C直鎖又は分岐アルキル基から選択される)の式を有するジアルキルアミジナトインジウム(III)錯体を含む1つのクラスの化合物が利用されてもよい。別のクラスのIn前駆体は、非自然発火性シクロペンタジエニルインジウム誘導体であり、特に式(RCp)In(式中、R=H又はC~C10直鎖若しくは分岐アルキル鎖)を有するモノシクロペンタジエニルインジウム(I)化合物のものが考慮されてもよい。
【0090】
スズ含有膜を形成する場合、具体的にはITOを形成する場合、制限されたスズ含有量が、適切なALDシーケンスを通して微調整することができ、それにより光学及び電気特性を最適化することができる。例えば、3:1、9:1及び19:1のインジウム対亜鉛前駆体シーケンスは、それぞれ約5%、2%及び1%のスズ含有量をもたらす。
【0091】
スズ含有膜を形成する非限定的で例示的なALD型プロセスにおいて、開示される膜形成組成物、例えば、MeSn)N(nPr)が反応チャンバー中に導入され、反応チャンバーにおいて、それは好適な基板と接触する。過剰の組成物は、次に、反応チャンバーをパージ及び/又は排気することによって、すなわち、不活性ガス(例えば、N、Ar、Kr、Xe)で反応チャンバーをパージすること、又は高真空及び/又はキャリアガスカーテン下の区域で基板を通過させることによって、反応チャンバーから除去することができる。共反応物(例えば、O)が反応チャンバー中に導入され、反応チャンバーにおいて、それは吸着された膜形成組成物と自己限定的に反応する。いかなる過剰の共反応物も反応チャンバーをパージすること、及び/又は排気することによって反応チャンバーから除去される。所望の堆積膜が酸化物、例えば、SnOである場合、この2ステッププロセスは所望の膜厚を提供し得、必要な厚さを有する膜が得られるまで繰り返され得る。スズ膜形成組成物と共反応物とを交互に供給することによって、所望の組成及び厚さの膜を堆積させることができる。
【0092】
或いは、所望の堆積膜がスズと第2の元素とを含む場合、前述の2ステッププロセス後、追加の前駆体化合物の蒸気を反応チャンバー中に導入することができる(3ステッププロセス)。追加の前駆体化合物は、堆積される膜の性質に基づいて選択される。第2の元素は、Zn、In、Ga、N、S、P、As、Sb、B、Ta、Hf、Nb、Mg、Al、Sr、Y、Ba、Ca、Bi、Pb、Co、1種以上のランタニド、又はそれらの混合物を含み得る。追加の前駆体化合物が利用される場合、基板上に堆積される得られた膜は、追加の元素と組み合わせてスズを含む。追加の前駆体及びスズ含有前駆体が、2つ以上のALDスーパーサイクルシーケンスで使用される場合にはナノラミネート膜が得られる。反応チャンバー中への導入後、追加の前駆体化合物は、基板と接触し、又は吸着される。その後、いかなる過剰の追加の前駆体化合物も、反応チャンバーのパージ及び/又は排気によって反応チャンバーから除去される。再び、共反応物を反応チャンバー中に導入して、スズ含有前駆体化合物と反応させることができる。過剰の共反応物は、反応チャンバーのパージ及び/又は排気によって反応チャンバーから除去される。所望の膜厚が実現されれば、プロセスを終了することができる。しかし、より厚い膜が望まれる場合、この3ステッププロセス全体を繰り返すことができる。スズ膜形成組成物、追加の前駆体化合物、及び共反応物の供給を交互で行うことにより、所望の組成及び厚さの膜を堆積することができる。例えば、追加の前駆体がインジウム前駆体である場合には、ITOが形成される。例えば、追加の前駆体が亜鉛前駆体である場合には、ZTOが形成される。
【0093】
上述したプロセスから得られるスズ含有膜は、酸化スズ(SnO)、InSnO(ITO)、ZnSnO(ZTO)、SnN、SnP、SnAs、SnSb、Snを含むことができる。当業者は、適切な膜形成組成物及び共反応物の選択により、所望の膜組成が得られ得ることを認めるであろう。スズ含有膜は、DRAM中のキャパシタ電極、3Dフラッシュメモリデバイス中のゲート金属、相変化メモリ中の加熱素子、論理デバイス中のエレクトロマイグレーション障壁層、ゲート金属及び接触層に適切なステップカバレージを提供し得る。
【0094】
所望の膜厚を得た後、膜は、熱アニール、炉内アニール、高速熱アニール、UV、eビーム硬化及び/又はプラズマガス曝露などの更なる処理を行うことができる。当業者であれば、これらの更なる処理ステップを行うために用いられるシステム及び方法を認識するであろう。例えば、SnO膜は、不活性雰囲気、又はO含有雰囲気、それらの組み合わせの下で、約200℃~約1000℃の範囲の温度に0.1秒~約7200秒の範囲の時間にわたって曝露することができる。最も好ましくは、不活性雰囲気下又はO含有雰囲気下において、温度は、400℃で3600秒である。結果として得られる膜は、より少ない不純物を含むことができ、したがって密度を改善して漏れ電流を改善することができる。アニールステップは、堆積が行われる反応チャンバーと同じ反応チャンバー中で行うことができるか、又は別の装置中で行うことができる。上記のいずれかの後処理方法、特に熱アニールは、SnO膜の炭素及び窒素による汚染の軽減に有効であることが分かっている。これにより、したがって膜の抵抗率が改善される傾向にある。
【0095】
アニーリング後、開示されるプロセスのいずれかによって堆積されたスズ含有膜は、約50μohm.cm~約1,000μohm.cmの室温でのバルク抵抗率を有し得る。室温は、季節に応じて約20℃~約28℃である。バルク抵抗率は、体積抵抗率としても知られる。当業者は、バルク抵抗率が典型的には約50nm厚さである膜に関して室温で測定されることを認めるであろう。バルク抵抗率は、典型的には、電子輸送メカニズムの変化のためにより薄い膜について増加する。バルク抵抗率は、より高い温度でも増加する。
【実施例
【0096】
以下の非限定的な実施例は、本発明の実施形態を更に例示するために提供される。しかし、これらの実施例はすべてを含むことを意図するものではなく、本明細書において記載される本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【0097】
実施例1:(MeSn)NEtの合成
還流冷却器及び200mLの添加用漏斗を備えた三つ口の1L丸底フラスコにおいて、EtNHの2.0MのTHF溶液(100mL、200mmol)及び300mLのヘキサンを添加し、混合物を-78℃に冷却した。添加用漏斗にヘキサン中1.59MのnBuLi(126mL、200mmol)を充填し、次いでそれを45分間にわたってEtNH溶液中に滴加したところ、その間に白色沈殿物が形成した。30分間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を室温で更に1時間撹拌した。真空下で、すべての揮発性物質を除去し、フラスコに300mLのヘキサンを満たし、対応する懸濁液を-78℃に冷却した。別の500mLの三つ口丸底フラスコ中において、300mLのEtO中に溶解されたMeSnClの溶液(39.46g、198mmol)をグローブボックス内で調製した。このMeSnCl/EtO溶液を、EtNHLi懸濁液に45分間かけてカニューレを介して移し、得られた混合物を-78℃で15分間撹拌した。冷却浴を取り外した後、混合物を周囲温度まで温め、更に15分間撹拌した。その後、白色懸濁液を70℃で2時間還流させた。反応混合物を周囲温度まで冷却して、セライト上、N雰囲気下ですべての固形物を濾別し、淡黄色溶液を得た。5kPaでの真空中で大部分の揮発性物質を除去し、残渣を100mLの二口フラスコに移し、次いで分別蒸留装置を備え付けた。2kPaで25~75℃にて不純物を除去し、(MeSn)NEt(21.88g、59mmol)を0.1kPaで90~110℃にて59%の収率で無色油状物として単離した。H NMR(C,400MHz):δ 3.29(q;2H,H-Sn=33.8Hz,H-H=6.9Hz,N-CH),1.05(t;3H,H-H=6.9Hz,N-CH-CH),0.18(s;18H,117SnについてH-Sn=51.8Hz,119SnについてH-Sn=54.3Hz).13C{H}NMR(C,100MHz):δ 47.4(N-CH),25.9(N-CH-CH),-4.4(Sn-CH117SnについてC-Sn=354.0Hz,119SnについてC-Sn=370.5Hz).119Sn NMR(C,149MHz):δ 74.4.
【0098】
図1に示した熱重量測定(TG)及び示唆熱分析(DTA)の測定を、以下の測定条件下で行った:試料重量:24.007mg、雰囲気:1気圧でのN、及び温度上昇速度:10.0℃/分。化合物の質量の>99%が、171℃で蒸発し(残渣<1%)、T(50%)=134℃であった。
【0099】
実施例2:(MeSn)N(nPr)の合成
還流冷却器及び200mLの添加用漏斗を備えた1Lの三つ口丸底フラスコにおいて、nPrNH(19.74g、約27.5mL、334mmol)及び300mLのヘキサンを添加し、混合物を-78℃に冷却した。添加用漏斗にヘキサン中1.59MのnBuLi(200mL、318mmol)を充填し、次いでそれを30分間にわたってnPrNH溶液中に滴加したところ、その間に白色沈殿物が形成した。30分間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度で更に30分間撹拌した。真空下で、すべての揮発性物質を除去し、フラスコに400mLのヘキサンを満たし、nPrNHLi懸濁液を-78℃に冷却した。別の500mLの三つ口丸底フラスコ中において、400mLのEtO中に溶解されたMeSnClの溶液(63.37g、318mmol)をグローブボックス内で調製した。このMeSnCl/EtO溶液を、nPrNHLi懸濁液にカニューレを使用して30分間かけてゆっくりと添加した。-78℃で1時間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度まで温めた。その後、白色懸濁液を75℃で2時間還流させた。周囲温度まで冷却後、すべての固形物をセライト上、N雰囲気下で濾別し、淡黄色溶液を得た。大部分の揮発物質を合計5kPaにて真空中で除去し、残渣を200mLの二口フラスコに移し、次いでそれに蒸留装置を備え付けた。不純物を0.1kPaで50℃にて除去し(MeSn)N(nPr)(49.80g、129mmol)、0.1kPaで100~130℃にて82%の収率で無色油状物として単離した。H NMR(C,400MHz):δ 3.23(dt;2H,117SnについてH-Sn=32.7Hz,119SnについてH-Sn=34.1Hz,H-H=3.1Hz,H-H=1.5Hz,N-CH),1.39(偽tq;2H,H-H=3.1Hz,N-CH-CH),0.88(t;3H,H-H=7.3Hz,CH-CH),0.19(s;18H,117SnについてH-Sn=52.1Hz,119SnについてH-Sn=54.3Hz).13C{H}NMR(C,100MHz):δ 55.4(N-CH),32.9(N-CH-CH),11.7(CH-CH),-4.4(Sn-CH117SnについてC-Sn=354.4Hz,119SnについてC-Sn=371.1Hz).119Sn NMR(C,149MHz):δ 75.5.
【0100】
図2に示したTG及びDTAの測定を、以下の測定条件下で行った:試料重量:20.173mg、雰囲気:1気圧でのN、及び温度上昇速度:10.0℃/分。化合物の質量の>99%が、165℃で蒸発し(残渣<1%)、T(50%)=142℃であった。
【0101】
実施例3:(MeSn)N(nBu)の合成
還流冷却器及び100mLの添加用漏斗を備えた100mLの三つ口丸底フラスコにおいて、nBuNH(7.24g、約9.9mL、100mmol)及び200mLのヘキサンを添加し、混合物を-78℃に冷却した。添加用漏斗にヘキサン中1.57MのnBuLi(63.9mL、100mmol)を充填し、次いでそれを30分間にわたってnBuNH溶液中に滴加したところ、その間に白色沈殿物が形成した。30分間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度で更に30分間撹拌した。真空下で、すべての揮発性物質を除去し、フラスコに200mLのヘキサンを満たし、nBuNHLi懸濁液を再度-78℃まで冷却した。別の200mLの二口丸底フラスコ中において、100mLのEtO中に溶解されたMeSnClの溶液(19.98g、100mmol)をグローブボックス内で調製した。このMeSnCl/EtO溶液を、nBuNHLi懸濁液にカニューレを使用して20分間かけてゆっくりと添加した。-78℃で1時間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度まで温めた。その後、白色懸濁液を75℃で2時間還流させた。周囲温度まで冷却後、すべての固形物をセライト上、N雰囲気下で濾別し、淡黄色溶液を得た。大部分の揮発物質を合計5kPaにて真空中で除去し、残渣を100mLの二口フラスコに移し、次いでそれに蒸留装置を備え付けた。不純物を0.1kPaで50℃にて除去し(MeSn)N(nBu)(15.76g、39.5mmol)を0.1kPade100~130℃にて79%の収率で無色油状物として単離した。H NMR(C,400MHz):δ 3.28(t;2H,117SnについてH-Sn=33.3Hz,119SnについてH-Sn=34.1Hz,H-H=7.2Hz),1.40(m;2H,N-CH-CH),1.33(m;2H,N-CH-CH-CH),0.93(t;3H,H-H=7.2Hz,CH-CH),0.21(s;18H,117SnについてH-Sn=53.2Hz,119SnについてH-Sn=54.3Hz).13C{H}NMR(C,100MHz):δ 52.9(N-CH),42.4(N-CH-CH),20.8(N-CH-CH-CH),15.2(CH-CH),-4.3(Sn-CH117SnについてC-Sn=354.1Hz,119SnについてC-Sn=370.8Hz).119Sn NMR(C,149MHz):δ 75.4.
【0102】
図3に示したTG及びDTAの測定を、以下の測定条件下で行った:試料重量:18.389mg、雰囲気:1気圧でのN、及び温度上昇速度:10.0℃/分。化合物の質量の>99%が、189℃で蒸発し(残渣<1%)、T(50%)=164℃であった。
【0103】
実施例4:(MeSn)N(CHCF)の合成
グローブボックス内において、100mLのJ.Youngチューブに室温でMeSnNEt(25.06g、106.2mmol)及びCFCHNH(5.25g、53.0mmol)を入れた。2時間撹拌後、NMR分光法によって反応の進行を監視した。MeSnNEtがまだ残っている場合、適切な量のCFCHNHを反応混合物に更に添加した。得られた無色反応混合物を、次いで一晩撹拌した。反応セットアップをグローブボックスから取り外し、その後分別蒸留装置を備え付けた。50~75℃で2kPaにて揮発性副産物を除去した後、純粋な(MeSn)N(CHCF)(15.38g、36.2mmol)を収率68%で無色油状物として、90~110℃で0.1kPaにて採取した。H NMR(C,400MHz):δ 3.53(q;2H,H-F=9.5Hz,117SnについてH-Sn=31.7Hz,119SnについてH-Sn=33.0Hz,N-CH),0.15(s;18H,H-Sn=54.7Hz,Sn-CH).13C{H}NMR(C,100MHz):N-CHシグナルは、参照シグナルと結合した、53.6(q;C-F=30.5Hz,C-Sn=10.1Hz,N-CH),-4.4(Sn-CH117SnについてC-Sn=362.7Hz,119SnについてC-Sn=380.0Hz).13C{H}NMR(ppm,CDCl):127.1(q;C-F=281.3Hz,CH-CF),52.8(q;C-F=30.7Hz,C-Sn=11.0Hz,N-CH),-4.8(Sn-CH117SnについてC-Sn=362.7Hz,119SnについてC-Sn=380.0Hz).19F NMR(C,376MHz):-74.9(t;F-H=9.5Hz).119Sn NMR(C,149MHz):94.6.
【0104】
図4に示したTG及びDTAの測定を、以下の測定条件下で行った:試料重量:19.728mg、雰囲気:1気圧でのN、及び温度上昇速度:10.0℃/分。化合物の質量の>99%が、156℃で蒸発し(残渣<1%)、T(50%)=134℃であった。
【0105】
実施例5:50℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のCVD
以下に示した実験条件下で、(MeSn)N(nPr)及びOを、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnO膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:50℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスNの流速:350sccm
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のNバブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
流速:100sccm(濃度>200g/m
堆積持続時間:30分
【0106】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
厚さ:28nm
成長速度:0.94nm/分
屈折率:1.92
【0107】
X線光電子分光法(XPS)分析に基づいて、膜組成データを以下のように推定する:Sn:43.1%、O:40.5%、C:12%、N:50℃で1.7。
【0108】
実施例6:100℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のCVD
以下に示した実験条件下で、(MeSn)N(nPr)及びOを、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnO膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:100℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスNの流速:350sccm
前駆体キャニスター温度:RT
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のNバブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
流速:100sccm(濃度>200g/m
堆積持続時間:30分
【0109】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
厚さ:14nm
成長速度:0.46nm/分
屈折率:1.92
【0110】
XPS分析に基づいて、膜組成データを以下のように推定する:Sn:41.2%、O:46.6%、C:6.6%、N:100℃で1.2。
【0111】
実施例7:200℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のCVD
以下に示した実験条件下で、(MeSn)N(nPr)及びOを、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnO膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:200℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN:350sccm
前駆体キャニスター温度:室温
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のNバブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
流速:100sccm(濃度>200g/m
堆積持続時間:30分
【0112】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
厚さ:12nm
成長速度:0.41nm/分
屈折率:1.92
【0113】
XPS分析に基づいて、膜組成データを以下のように推定する:Sn:42.9%、O:57.1%、C:<DL、N:200℃で<DL。
【0114】
実施例8:300℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のCVD
以下に示した実験条件下で、(MeSn)N(nPr)及びOを、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnO膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:300℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN:350sccm
前駆体キャニスター温度:室温
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のNバブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
流速:100sccm(濃度>200g/m
持続時間:30分
【0115】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
厚さ:28nm
成長速度:0.94nm/分
屈折率:1.92
【0116】
XPS分析に基づいて、膜組成データを以下のように推定する:Sn:41.7%、O:58.3%、C:<DL、N:300℃で<DL
【0117】
実施例9:400℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のCVD
以下に示した実験条件下で、(MeSn)N(nPr)及びOを、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnO膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:400℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN:350sccm
前駆体キャニスター温度:室温
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のNバブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
流速:100sccm(濃度>200g/m
堆積持続時間:30分
【0118】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
厚さ:28nm
成長速度:0.94nm/分
屈折率:1.92
【0119】
XPS分析に基づいて、膜組成データを以下のように推定する:Sn:38.7%、O:54.3%、C:<3.6、N:400℃で0.9。
【0120】
実施例10:300℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のALD(P=1torr)
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOの交互のパルスによって、SnO膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:300℃
反応チャンバー圧:1torr
キャニスター温度:26℃
キャニスター圧:40torr
バブル流速:40sccm
キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr)(1sccm):5秒
フロー(パージ):5秒
(100sccm):5秒
フロー(パージ):5秒
【0121】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:3.0nm
1サイクル当たりの成長量:0.10Å/サイクル
屈折率:1.82
【0122】
XPSによって推定された原子比プロファイルに基づいて、この方法によって形成されたSnO膜は、それぞれ<DL及び約6%のC及びN汚染を伴う1:4のSn:O比から構成された。
【0123】
実施例11:400℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のALD(P=1torr)
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOの交互のパルスによって、SnO膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:400℃
反応チャンバー圧:1torr
キャニスター温度:26℃
キャニスター圧:40torr
バブル流速:40sccm
キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr)(1sccm):5秒
フロー(パージ):5秒
(100sccm):5秒
フロー(パージ):5秒
【0124】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:5.4nm
1サイクル当たりの成長量:0.18Å/サイクル
屈折率:1.91
【0125】
XPSによって推定された原子比プロファイルに基づいて、この方法によって形成されたSnO膜は、それぞれ<DL及び<3%のC及びN汚染を伴う1:1.7のSn:O比から構成された。
【0126】
実施例12:500℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜のALD(P=1torr)
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOの交互のパルスによって、SnO膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:500℃
反応チャンバー圧:1torr
キャニスター温度:26℃
キャニスター圧:40torr
バブル流速:40sccm
キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr)(1sccm):5秒
フロー(パージ):5秒
(100sccm):5秒
フロー(パージ):5秒
【0127】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:6.9nm
1サイクル当たりの成長量:0.23Å/サイクル
屈折率:1.92
【0128】
XPSによって推定された原子比プロファイルに基づいて、この方法によって形成されたSnO膜は、それぞれ<DL及び<2%のC及びN汚染を伴う1:1.6のSn:O比から構成された。
【0129】
実施例13:80℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜の高圧ALD(P=100torr)
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOの交互のパルスによって、SnO膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:80℃
反応チャンバー圧:100torr
キャニスター温度:52℃
キャニスター圧:130torr
バブル流速:130sccm
キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr)(4sccm):10秒
フロー(パージ):60秒
(100sccm):30秒
フロー(パージ):60秒
【0130】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:13.9nm
1サイクル当たりの成長量:0.49Å/サイクル
屈折率:1.87
【0131】
XPSによって推定された原子比プロファイルに基づいて、この方法によって形成されたSnO膜は、1:1.89のSn:O比から構成された。
【0132】
実施例14:80℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜の高圧ALD(P=200torr)
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOの交互のパルスによって、SnO膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:80℃
反応チャンバー圧:200torr
キャニスター温度:52℃
キャニスター圧:230torr
バブル流速:230sccm
キャリア流速:700sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr)(4sccm):10秒
フロー(パージ):60秒
(100sccm):30秒
フロー(パージ):60秒
【0133】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:15.1nm
1サイクル当たりの成長量:0.50Å/サイクル
屈折率:1.87
【0134】
XPSによって推定された原子比プロファイルに基づいて、この方法によって形成されたSnO膜は、1:1.9のSn:O比から構成された。
【0135】
実施例15:80℃で「(MeSn)N(nPr)+O」を使用するSnO膜の高圧ALD(P=350torr)
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOの交互のパルスによって、SnO膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:80℃
反応チャンバー圧:350torr
キャニスター温度:52℃
キャニスター圧:400torr
バブル流速:400sccm
キャリア流速:1225sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr)(4sccm):10秒
フロー(パージ):60秒
(100sccm):30秒
フロー(パージ):60秒
【0136】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:8.7nm
1サイクル当たりの成長量:0.29Å/サイクル
屈折率:1.78
【0137】
XPSによって推定された原子比プロファイルに基づいて、この方法によって形成されたSnO膜は、1:1.83のSn:O比から構成された。
【0138】
実施例16:80℃で「(MeSn)N(nPr)+Oプラズマ」を使用するSnO膜のPEALD
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(MeSn)N(nPr)及びOダイレクトプラズマの交互のパルスによって、SnO膜の堆積をBeneqツールで行った:
反応チャンバー温度:80℃
キャニスター温度:52℃
反応チャンバー圧:1.0mbar
(MeSn)N(nPr)パルス圧:10.0mbar
キャリア流速:300sccm
サイクル数:200
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr):1秒
フロー(パージ):4秒
プラズマ:4秒
フロー(パージ):4秒
プラズマ設定:
タイプ:ダイレクトプラズマ
流速:100sccm
Ar流速:100sccm
RF電力:200W
【0139】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づいて、Si基板上の膜の結果を以下のように推定する:
厚さ_平均:22.6nm
成長速度:1.13Å/サイクル
Std.不均一性(N.U):1.2%
屈折率:1.99
【0140】
或いは、各2つのパルス間のパージ時間によって分離された前駆体(MeSn)N(nPr)パルスとOダイレクトプラズマパルスとの間にHOパルスを添加すると、以下の実験条件において堆積膜は観察されなかった:
反応チャンバー温度:80℃
キャニスター温度:52℃
反応チャンバー圧:1.0mbar
(MeSn)N(nPr)パルス圧:10.0mbar
Oパルス圧:11.0mbar
パルス圧:20.0mbar
流速:540sccm
キャリア流速:300sccm
サイクル数:200
パルスシーケンス:
(MeSn)N(nPr):1秒
フロー(パージ):4秒
O:2秒
フロー(パージ):2秒
:2秒
フロー(パージ):2秒
【0141】
エリプソメーターによって行われた厚さ測定に基づくと、堆積されたフィルムは観察されなかった。
【0142】
本明細書で説明される主題は、ユーザ対話型コンポーネントを有するコンピューティングアプリケーションのための1つ以上のコンピューティングアプリケーション機能/動作を処理するための例示的な実装との関係で説明され得るが、主題はこれらの特定の実施形態に限定されない。むしろ、本明細書に記載の技術は、任意の適切なタイプのユーザ対話型コンポーネント実行管理方法、システム、プラットフォーム、及び/又は装置に適用することができる。
【0143】
本発明の性質を説明するために本明細書に記載され例示された詳細、材料、ステップ及び部品の配置の多くの更なる変更形態は、添付の請求項に示される本発明の原理及び範囲から逸脱せずに当業者によってなされ得ることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の実施例及び/又は添付の図面中の特定の実施形態に限定されることを意図するものでない。
【0144】
本発明の実施形態が示されており、説明されているが、本発明の趣旨又は教示から逸脱することなしに、これらの修正が当業者によって行われ得る。本明細書に記載の実施形態は、例示にすぎず、限定ではない。組成物及び方法の多くの変形及び修正が可能であり、それらは本発明の範囲内である。したがって、保護の範囲は本明細書に記載の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の主題のすべての均等物を含むことになる特許請求の範囲によってのみ限定される。

図1
図2
図3
図4
【国際調査報告】