DE4124699A1 - Deposition of copper@-contg. layer on substrate - carried out by decomposition of new substd. cyclopentadienyl copper alkyl- or aryl-isonitrile cpd. - Google Patents

Deposition of copper@-contg. layer on substrate - carried out by decomposition of new substd. cyclopentadienyl copper alkyl- or aryl-isonitrile cpd.

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Abstract

Deposition of a layer contg. Cu on a substrate is carried out by decomposition of a substd. cyclopentadienyl Cu alkyl- or aryl-isonitrile cpd. (I) of the formula R-Cu-L (I); R = substd. cyclopentadienyl of the formula C5H4X; X = linear or branched 1-5C alkyl; L = (1-6C alkyl)-isonitrile or aryl-isonitrile. The substd. cyclopentadienyl-Cu alkyl- and aryl-isonitrile cpds. (I) are new. The prepn. of (I) (not claimed) is described in the text and examples (see below). USE/ADVANTAGE - The process is claimed for depositing Cu, alone or with other metal(s), and Cu oxide coatings and for coating inorganic substrates, pref. metals, semiconductors, insulators, or ceramic, or organic polymers, esp. polyphenylene sulphide or polyimide. It is useful for producing conductive layers, e.g. wiring tracks, and for repairing wiring tracks. It can also be used for depositing oxide ceramic films with the same compsn. as known high temp. superconductors of the cuprate type. (I) decompose from ca. 80 deg.C, which protects the substrate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ab­ scheidung einer Kupfer enthaltenden Schicht auf einem Sub­ strat sowie neue, im erfindungsgemäßen Verfahren einsetz­ bare Kupferverbindungen.The invention relates to a method for Ab separation of a copper-containing layer on a sub strat and use new, in the inventive method bare copper connections.

Es ist bekannt, Substrate durch Oberflächenbeschich­ tung so zu modifizieren, daß ihre Oberfläche bestimmte funktionale Eigenschaften aufweist. Beispielsweise kann man den elektrischen Strom leitende Schichten, z. B. Leiterbahnen auf Substraten aufbringen.It is known to coat substrates by surface coating to modify so that their surface determined has functional properties. For example one the electrical current-conducting layers, for. B. Apply conductor tracks to substrates.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver­ fahren zur Abscheidung einer Kupfer enthaltenden Schicht auf einem Substrat anzugeben. Aufgabe der vorliegenden Er­ findung ist es weiterhin, neue Kupferverbindungen anzuge­ ben, die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar sind. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Kupferverbindungen der allgemeinen Formel (I) gelöst.The object of the present invention is a Ver drive to deposit a layer containing copper to specify on a substrate. Task of the present Er It is still the invention to put on new copper compounds ben that can be used in the inventive method. This object is achieved by the method according to the invention and those which can be used in the process according to the invention Copper compounds of the general formula (I) dissolved.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abscheidung einer Kupfer enthaltenden Schicht auf einem Substrat ist dadurch gekennzeichnet, daß man durch Zersetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel R-Cu-L (I), worin R substituiertes Cyclopentadienyl der allgemeinen Formel C5H4X bedeutet, worin X lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeutet und L für (C1-C6-Alkyl)isonitril oder Arylisonitril, ins­ besondere Phenylisonitril oder Tolylisonitril, steht, eine Kupfer enthaltende Schicht auf dem Substrat auf­ bringt.The process according to the invention for depositing a copper-containing layer on a substrate is characterized in that by decomposing a compound of the general formula R-Cu-L (I), in which R is substituted cyclopentadienyl of the general formula C 5 H 4 X, in which X means linear or branched alkyl having 1 to 5 carbon atoms and L stands for (C1-C6-alkyl) isonitrile or arylisonitrile, in particular phenylisonitrile or tolylisonitrile, a copper-containing layer on the substrate.

Bevorzugtes "Aryl" im Arylisonitril ist Phenyl oder durch 1 oder mehrere C1-C3-Alkylgruppen substituiertes Phenyl, insbesondere Tolyl.Preferred "aryl" in arylisonitrile is phenyl or substituted by 1 or more C1-C3 alkyl groups Phenyl, especially tolyl.

Bevorzugt verwendet man Verbindungen, in welchen R Methyl, Ethyl, Isopropyl oder insbesondere t-Butyl bedeutet.Compounds in which R Means methyl, ethyl, isopropyl or in particular t-butyl.

Bevorzugt steht L für (C1-C6-Alkyl)isonitril. Besonders bevorzugt steht L für ein Alkylisonitril, dessen Alkylgruppe verzweigt ist und 3 bis 5 C-Atome aufweist. Insbesondere be­ vorzugt steht L für t-Butylisonitril.L is preferably (C1-C6-alkyl) isonitrile. Especially L is preferably an alkylisonitrile, its alkyl group is branched and has 3 to 5 carbon atoms. In particular be L is preferably t-butylisonitrile.

Ganz besonders bevorzugt verwendet man also Verbindun­ gen, in welchen R Methylcyclopentadienyl, Ethylcyclopentadi­ enyl, Isopropylcyclopentadienyl oder t-Butyl-cyclopentadi­ enyl bedeutet.Connections are very particularly preferably used gene in which R is methylcyclopentadienyl, ethylcyclopentadi enyl, isopropylcyclopentadienyl or t-butylcyclopentadi enyl means.

Zur Abscheidung einer Kupfer enthaltenden Schicht kann der Fachmann die Abscheidung aus der kondensierten Phase oder aus der Gas- bzw. Dampfphase vornehmen. Für den Fachmann ist dabei selbstverständlich, daß er nicht nur eine bestimmte Verbindung der allgemeinen Formel (I), sondern auch Gemische solcher Verbindungen einsetzen kann.For the deposition of a layer containing copper the person skilled in the art can separate from the condensed Perform phase or from the gas or vapor phase. For the expert is self-evident that he is not only a certain compound of the general formula (I), but can also use mixtures of such compounds.

Zur Abscheidung aus der kondensierten Phase bringt der Fachmann die Verbindung der Formel (I) ohne Lösungs­ mittel oder vorzugsweise in einem Lösungsmittel gelöst auf dem Substrat auf und zersetzt die Verbindung. Als Lösungs­ mittel können polare oder unpolare, aprotische organische Lösungsmittel, die gewünschtenfalls koordinierende Eigen­ schaften aufweisen können, verwendet werden. Geeignet sind beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan oder Petrolbenzin, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol oder Ether wie Tetrahydrofuran.For separation from the condensed phase the person skilled in the art the compound of formula (I) without a solution medium or preferably dissolved in a solvent on the substrate and decomposes the compound. As a solution  agents can be polar or non-polar, aprotic organic Solvent, the coordinating property if desired Shafts can be used. Are suitable for example aliphatic hydrocarbons such as pentane or petrol, aromatic hydrocarbons such as Benzene or toluene or ether such as tetrahydrofuran.

Um die jeweilige Ausgangsverbindung auf dem Substrat aufzubringen, kann man sich bekannter Methoden bedienen, beispielsweise kann man das Substrat in die Verbindung oder eine entsprechende Lösung eintauchen, man kann die Ausgangsverbindung oder eine entsprechende Lösung auf dem Substrat aufstreichen oder, bevorzugt, die Verbindung oder eine entsprechende Lösung auf das Substrat aufsprühen.To the respective output connection on the substrate to apply, one can use known methods, for example you can put the substrate in the compound or immerse a corresponding solution, you can do that Starting compound or a corresponding solution on the Spread substrate or, preferably, the compound or spray an appropriate solution onto the substrate.

Mittels dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich dem Aufbringen der Ausgangsverbindung (bzw. einem entsprechenden Gemisch von Ausgangsverbindun­ gen) aus der kondensierten Phase, gelingt es, auch große Flächen sehr schnell zu beschichten.By means of this embodiment of the invention Process, namely the application of the starting compound (or a corresponding mixture of starting compounds gen) from the condensed phase, even large ones succeed Coating surfaces very quickly.

Dann erfolgt die Zersetzung der auf dem Substrat auf­ gebrachten Ausgangsverbindung zur Abscheidung einer Kupfer enthaltenden Schicht, gewünschtenfalls unter vermindertem Druck. Bevorzugt bewirkt man die Zersetzung thermisch.Then the decomposition takes place on the substrate brought output connection for the deposition of a copper containing layer, if desired under reduced Print. The decomposition is preferably effected thermally.

Dies kann durch Einbringen des mit der Ausgangsver­ bindung beschichteten Substrats in eine entsprechend be­ heizte Kammer, durch Heizen des Substrats vor, während und/oder nach dem Aufbringen der Ausgangsverbindung auf den angegebenen Temperaturbereich erfolgen.This can be done by introducing the output ver bond coated substrate in a corresponding be preheated chamber by heating the substrate while and / or after the application of the starting compound the specified temperature range.

Die thermische Zersetzung kann auch strahlungsindu­ ziert bewirkt werden, beispielsweise durch einen Laser, der im UV-Bereich, im Infrarot-Bereich oder im Bereich des sichtbaren Lichts arbeitet und den Träger aufheizt. Thermal decomposition can also be radiation-induced gracefully caused, for example by a laser, which in the UV range, in the infrared range or in the range of visible light works and heats up the wearer.  

Gewünschtenfalls kann die Zersetzung auch durch Photolyse erfolgen. Die photolytische Zersetzung kann durch einen bei der entsprechenden Wellenlänge betrie­ benen Laser oder einer UV-Lampe bewirkt werden.If desired, the decomposition can also be caused by Photolysis take place. The photolytic decomposition can operated by one at the appropriate wavelength benen laser or a UV lamp.

Die Zersetzung kann man auch plasmainduziert durch­ führen. Hierzu eignen sich die verschiedenen bekannten Verfahren.The decomposition can also be induced by plasma to lead. The various known ones are suitable for this Method.

Beispielsweise kann man ein thermisches Plasmaverfah­ ren, z. B. Lichtbogenplasma oder Pasmajet, anwenden. Der Druck liegt dann üblicherweise zwischen 10 Torr und Normal­ druck.For example, a thermal plasma process can be used ren, e.g. B. Arc plasma or Pasmajet apply. The The pressure is usually between 10 Torr and normal print.

Gut geeignet sind insbesondere auch Niederdruckplasmaverfah­ ren, z. B. Gleichstromplasmaverfahren, Glimmentladungsplasma­ verfahren und Wechselstromplasmaverfahren, z. B. Niederfre­ quenz-, Mittelfrequenz-, Hochfrequenzplasmaverfahren und Mikrowellenplasmaverfahren. Man arbeitet üblicherweise bei Drucken unterhalb 10 mbar, beispielsweise zwischen 10-2 und 1 mbar.Low pressure plasma processes are also particularly suitable, e.g. B. DC plasma process, glow discharge plasma process and AC plasma process, e.g. B. Niederfre frequency, medium frequency, high frequency plasma processes and microwave plasma processes. One usually works at pressures below 10 mbar, for example between 10 -2 and 1 mbar.

Die plasmainduzierte Zersetzung in einem Glimmentla­ dungsplasma erfolgt in bekannten Plasmareaktoren. Verwendbar sind beispielsweise Rohr-, Tunnel-, Parallelplatten- und Coronaentladungsreaktoren. Da die Zersetzung im Plasma ge­ wünschtenfalls bei niedrigen Temperaturen durchgeführt wer­ den kann, ist die Zersetzung im Plasma gut geeignet zur Be­ schichtung von Substraten mit verhältnismäßig geringerer Thermostabilität, beispielsweise für Beschichtung von Kunst­ stoffen.The plasma-induced decomposition in a glow metal dungsplasma takes place in known plasma reactors. Usable are, for example, pipe, tunnel, parallel plate and Corona discharge reactors. Since the decomposition in the plasma ge if desired, carried out at low temperatures decomposition in plasma is well suited for loading stratification of substrates with relatively less Thermostability, for example for coating art fabrics.

Der Fachmann kann durch Zusatz eines Reaktivgases die Form, in welcher das Kupfer in der Schicht vorliegt, be­ einflussen. Dies, sowie die Möglichkeit der gleichzeitigen Abscheidung anderer Metalle oder der sukzessiven Abschei­ dung weiterer, insbesondere weiterer Schichten mit anderer Zusammensetzung, wird noch erläutert. The person skilled in the art can do this by adding a reactive gas Form in which the copper is present in the layer, be influence. This, as well as the possibility of simultaneous Deposition of other metals or successive separation formation of further, in particular further layers with others Composition, will be explained.  

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die Zersetzung der Ausgangsverbindung in der Gas- bzw. Dampfphase. In der Dampfphase sind neben der gasförmigen vorliegenden Ausgangsverbindung auch noch Anteile der kondensiert vorliegenden Ausgangsverbindung in feinster Verteilung enthalten. Die Abscheidung aus der Gas- bzw. Dampfphase ermöglicht die Abscheidung besonders gut haftender, gleichmäßiger, dünner Schichten.Another embodiment of the invention The process relates to the decomposition of the starting compound in the gas or vapor phase. In the vapor phase are next to the gaseous starting compound present Proportions of the condensed starting compound in finest distribution included. The separation from the The gas or vapor phase enables separation in particular well adhering, even, thin layers.

Der Druck in der Dampfphase bzw. Gasphase kann mehr oder weniger hoch sein. Man kann beispielsweise bei einem Druck arbeiten, der dem Dampfdruck der verwendeten Aus­ gangsverbindung bei der Arbeitstemperatur entspricht. Der Gesamtdruck kann aber auch höher sein, bis hin zum Normal­ druck. Zweckmäßig arbeitet man bei vermindertem Druck, beispielsweise bei 10-2 bis 10 mbar, vorzugsweise bei 0,1 bis 1 mbar.The pressure in the vapor phase or gas phase can be more or less high. For example, you can work at a pressure that corresponds to the vapor pressure of the starting connection used at the working temperature. The total pressure can also be higher up to normal pressure. It is expedient to work under reduced pressure, for example at 10 -2 to 10 mbar, preferably at 0.1 to 1 mbar.

Die Zersetzung der Ausgangsverbindung in der Dampf­ phase oder Gasphase führt man zweckmäßig nach Art eines CVD(Chemical-Vapour-Deposition)-Verfahrens durch.The decomposition of the starting compound in the steam phase or gas phase is advantageously carried out in the manner of a CVD (Chemical Vapor Deposition) process.

Die prinzipielle Vorgehensweise zur Beschichtung von Substraten unter Anwendung von CVD-Verfahren sowie geeig­ neter Apparaturen dafür sind bekannt. Die EP-A 2 97 348 (die sich mit ähnlichen Beschichtungen befaßt wie die vor­ liegende Erfindung) gibt dem Fachmann ausführliche Hin­ weise, wie ein CVD-Verfahren durchzuführen ist und welche Apparaturen verwendbar sind.The basic procedure for coating Substrates using CVD processes and suitable Neter equipment for this are known. EP-A 2 97 348 (which deals with similar coatings as the one before lying invention) gives the expert detailed information how to carry out a CVD procedure and which ones Apparatus can be used.

Die Zersetzung aus der Gas- bzw. Dampfphase wird zweckmäßig in einer druckfesten, evakuierbaren Vorrichtung durchgeführt. In diese Vorrichtung wird das zu beschich­ tende Substrat eingebracht. Bei vermindertem Druck wird eine Atmosphäre erzeugt, welche die Kupfer enthaltende Ausgangsverbindung enthält. Neben der gas- bzw. dampfför­ migen Ausgangsverbindung kann gewünschtenfalls Inertgas oder Reaktivgas im Gasraum der Vorrichtung vorhanden sein.The decomposition from the gas or vapor phase is Appropriately in a pressure-resistant, evacuable device carried out. This is to be coated in this device ting substrate introduced. At reduced pressure creates an atmosphere that contains the copper Output compound contains. In addition to the gas or steam  The starting compound can, if desired, be an inert gas or reactive gas in the gas space of the device.

In einer Variante wird die Ausgangsverbindung zusam­ men mit dem zu beschichtenden Substrat in die Vorrichtung eingebracht.In a variant, the starting connection is combined men with the substrate to be coated in the device brought in.

In einer alternativen, bevorzugten Variante wird zu­ nächst nur das Substrat in die druckfeste Vorrichtung ein­ gebracht und die bereits gas- bzw. dampfförmig vorliegende Ausgangsverbindung über eine besondere Leitung kontinuier­ lich oder diskontinuierlich in die Vorrichtung einge­ bracht. Auch hier kann ein Trägergas angewendet werden.In an alternative, preferred variant, next, just insert the substrate into the flameproof device brought and the already gaseous or vaporous Continuous output connection via a special line Lich or discontinuously in the device brings. A carrier gas can also be used here.

Die Überführung der Ausgangsverbindung in die Gas- bzw. Dampfphase kann man durch Erwärmen und gewünschten­ falls durch Zusatz eines Trägergases unterstützen.The conversion of the starting compound into the gas or vapor phase can be done by heating and desired if support by adding a carrier gas.

Die Zersetzung erfolgt nach bekannten Methoden ther­ misch, durch Einwirkung eines Plasmas und/oder photoly­ tisch.The decomposition takes place according to known methods ther mixed, by the action of a plasma and / or photoly table.

Die thermische Zersetzung aus der Gas- bzw. Dampf­ phase führt man üblicherweise so durch, daß die Wände der Vorrichtung kalt gehalten werden und das Substrat auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher sich die gewünschte Kupfer enthaltende Schicht auf dem Substrat abscheidet. Der Fachmann kann durch einfache orientierende Versuche für die jeweils eingesetzte Verbindung die notwendige Mindesttemperatur leicht bestimmen. Üblicherweise liegt die Temperatur, auf welche das Substrat erhitzt wird, oberhalb von etwa 80°C.The thermal decomposition from the gas or steam phase is usually carried out so that the walls of the Device should be kept cold and the substrate on a Temperature is heated at which the desired Deposits copper-containing layer on the substrate. The person skilled in the art can carry out simple orientation tests the necessary one for the connection used Easily determine minimum temperature. Usually lies the temperature to which the substrate is heated, above about 80 ° C.

Die Beheizung der Substrate kann in üblicher Weise erfolgen, beispielsweise durch Widerstandsheizung, Induk­ tionsheizung, elektrische Heizeinrichtung wie Heizwendeln oder ähnlichem. Die Aufheizung der Substrate kann auch durch Strahlungsenergie induziert werden. Hierfür eignet sich insbesondere Laserstrahlungsenergie. Beispielsweise kann man Laser verwenden, die im Bereich des sichtbaren Lichtes, im UV-Bereich oder im IR-Bereich arbeiten. Laser besitzen den Vorteil, daß man sie mehr oder weniger fokussieren kann und daher gezielt bestimmte, begrenzte Bereiche oder Punkte des Substrats erhitzen kann.The substrates can be heated in a conventional manner take place, for example by resistance heating, induct tion heating, electric heating device such as heating coils or similar. The substrates can also be heated can be induced by radiation energy. Suitable for this  especially laser radiation energy. For example you can use lasers that are in the visible range Light, work in the UV range or in the IR range. laser have the advantage that they are more or less can focus and therefore targeted certain, limited Can heat areas or points of the substrate.

Da das thermische CVD-Verfahren üblicherweise bei Unterdruck durchgeführt wird, ist es für den Fachmann selbstverständlich, druckfeste Apparaturen vorzusehen, wie sie in der Vakuumtechnik verwendet werden. Die Apparaturen weisen zweckmäßigerweise beheizbare Gasleitungen für die metallorganische Verbindung oder das Inertgas, absperrbare Öffnungen für Gasein- und -auslaß auf, gegebenenfalls Öff­ nungen zur Zuführung eines Träger- oder Reaktivgases, Temperaturmeßeinrichtungen, gewünschtenfalls eine Öffnung für die Zuführung der metallorganischen Verbindung, eine Einrichtung für die Aufheizung des Substrats muß vorhanden sein, eine zur Erzeugung des gewünschten Unterdruckes ge­ eignete Pumpe etc. Für den Fall der Durchführung eines durch Strahlungsenergie induzierten CVD-Verfahrens muß auch noch eine Strahlungsquelle vorhanden sein, die Strah­ lung im Bereich des sichtbaren Lichtes, des Infrarot- oder Ultraviolett-Bereiches abgibt. Besonders geeignet sind entsprechende Laser-Strahlungsenergiequellen. Mittels der Strahlungsenergie kann das Substrat aufgeheizt werden.Since the thermal CVD process is usually used for Vacuum is carried out, it is for the expert of course, to provide pressure-resistant equipment, such as they are used in vacuum technology. The apparatus expediently have heatable gas lines for the organometallic compound or the inert gas, lockable Openings for gas inlet and outlet, open if necessary solutions for supplying a carrier or reactive gas, Temperature measuring devices, an opening if desired for the supply of the organometallic compound, a Device for heating the substrate must be available be a ge to generate the desired vacuum suitable pump etc. In the event that a Radiation energy induced CVD process must there is also a radiation source, the beam development in the area of visible light, infrared or Emits ultraviolet range. Are particularly suitable corresponding laser radiation energy sources. By means of the Radiant energy can be used to heat the substrate.

Eine sehr einfache, zweckmäßige Vorrichtung zur Ver­ fahrensdurchführung ist in Fig. 1 wiedergegeben.A very simple, practical device for performing the procedure is shown in FIG. 1.

Sie umfaßt ein mit einer Inertgaszuleitung 1 über ein absperrbares Ventil 2 verbundenes Glasrohr 3, das konzentrisch in einem röhrenförmig aufgebauten Heizofen 4 angeordnet ist, welcher zwei Heizzonen 5 und 6 aufweist ("Zweizonenröhrenofen"). Die andere Seite des Rohres ist über eine Kühlfalle 7 mit einer Vakuumpumpe 8 verbunden. It comprises a glass tube 3 connected to an inert gas supply line 1 via a shut-off valve 2 , which is arranged concentrically in a tubular heating furnace 4 which has two heating zones 5 and 6 ("two-zone tube furnace"). The other side of the tube is connected to a vacuum pump 8 via a cold trap 7 .

In die erste Heizzone, die auf der Seite der Inert­ gaszuleitung liegt, wird die Ausgangsverbindung einge­ bracht. In die zweite Heizzone, die auf der Seite der Vakuumpumpe liegt, bringt man das Substrat ein.In the first heating zone, which is on the side of the inert gas supply line, the output connection is switched on brings. In the second heating zone, which is on the side of the Vacuum pump is, you bring the substrate.

Die plasmainduzierte Zersetzung führt man in einer schon vorstehend beschriebenen Apparatur durch.The plasma-induced decomposition is carried out in one apparatus described above.

Ohne daß hier eine Erklärung für die Bildung von Schichten durch Zersetzung der Kupferverbindungen gegeben werden soll, wird angenommen, daß Gase bzw. Dämpfe der Kupferverbindung auf das Substrat gelangen und dort unter Bildung der Kupfer enthaltenden Schichten zersetzt werden. Die Dicke der Schichten ist im wesentlichen abhängig vom Partialdruck, von der Zeitdauer, während welcher die Ab­ scheidung durchgeführt wird, und von der Abscheidungs­ temperatur. Es lassen sich mehr oder weniger dünne Schich­ ten erzeugen, beispielsweise Schichten mit einer Dicke von bis zu 20 Mikrometer, beispielsweise zwischen 100 Angström und 20 Mikrometer. Je nach gewünschter Schichtdicke kann der Fachmann durch orientierende Versuche die zur Erzeu­ gung einer Kupfer enthaltenden Schicht bestimmter Dicke notwendige Zeitdauer und Abscheidungstemperatur bestimmen.Without an explanation for the formation of Layers given by decomposition of the copper compounds should be assumed that gases or vapors of the Copper compound get on the substrate and there under Formation of the copper-containing layers are decomposed. The thickness of the layers essentially depends on Partial pressure, from the length of time during which the Ab divorce is carried out, and by the deposition temperature. There can be more or less thin layers generate layers, for example layers with a thickness of up to 20 micrometers, for example between 100 angstroms and 20 microns. Depending on the desired layer thickness can the expert by orienting experiments to the Erzeu a layer containing copper of a certain thickness Determine the necessary time and deposition temperature.

Wie schon gesagt, kann die Zersetzung auch photoly­ tisch bewirkt werden, z. B. durch eine UV-Lampe oder durch einen mit geeigneter Wellenlänge arbeitenden Laser.As already said, the decomposition can also be photoly table effect, z. B. by a UV lamp or by a laser with a suitable wavelength.

Die Anwendung eines Lasers ermöglicht beispielsweise die Reparatur von Leiterbahnen.The use of a laser enables, for example the repair of conductor tracks.

Der das Substrat umgebende Gasraum enthält die gas- bzw. dampfförmig vorliegende Ausgangsverbindung. Es wurde bereits weiter oben erwähnt, daß weiterhin ein Inertgas oder ein Reaktivgas in der Gasatmosphäre enthalten sein kann. Abhängig von der Art der Durchführung werden ganz unterschiedliche Kupfer enthaltende Schichten abgeschie­ den. The gas space surrounding the substrate contains the gas or vaporous starting compound. It was already mentioned above that an inert gas continues or a reactive gas can be contained in the gas atmosphere can. Depending on the type of implementation, be whole shot different layers containing copper the.  

Zersetzt man die Ausgangsverbindung ohne Zusatz eines Inertgases oder eines Reaktivgases, so scheiden sich bei der Zersetzung, insbesondere bei der Durchführung als CVD- Verfahren, Schichten ab, die Kupfer im wesentlichen in metallischer Form enthalten.If the starting compound is decomposed without the addition of a Inert gas or a reactive gas, so differ decomposition, especially when performing it as a CVD Process, layers off that are essentially in copper metallic form included.

Schichten, die bei thermischer Zersetzung insbeson­ dere in einem thermischen CVD-Verfahren Kupfer im wesent­ lichen in metallischer Form enthalten, werden auch abge­ schieden, wenn man in Anwesenheit eines Inertgases, bei­ spielsweise in Anwesenheit von Edelgasen wie Argon arbei­ tet.Layers, in particular with thermal decomposition copper in a thermal CVD process Lichen contained in metallic form are also abge if you are in the presence of an inert gas for example in the presence of noble gases such as argon tet.

In einer anderen Ausführungsform führt man die Zer­ setzung in einer Reaktivgasatmosphäre durch. Eine solche reaktive Gasatmosphäre kann natürlich zusätzlich Inertgas enthalten, beispielsweise Edelgase wie Argon.In another embodiment, the Zer is performed enforcement in a reactive gas atmosphere. Such reactive gas atmosphere can of course additionally inert gas contain, for example noble gases such as argon.

In einer Variante arbeitet man in einer reduzierenden Reaktivgasatmosphäre. Man führt die Zersetzung insbeson­ dere nach Art eines thermischen oder plasmainduzierten CVD-Verfahrens durch. Die Zersetzung der Kupfer enthalten­ den Ausgangsverbindung in einer reduzierenden Reaktivgas­ atmosphäre, welche insbesondere Wasserstoff enthält, er­ gibt Kupfer enthaltende Schichten, welche das Kupfer im wesentlichen in metallischer Form enthalten.In one variant you work in a reducing Reactive gas atmosphere. The decomposition is carried out in particular such as a thermal or plasma-induced CVD process through. The decomposition of the copper included the starting compound in a reducing reactive gas atmosphere, which contains hydrogen in particular, he are copper-containing layers, which the copper in the essentially contained in metallic form.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß man zur Abscheidung von Kupfer enthaltenden Schichten, welche das Kupfer im wesentlichen in Form von Kupferoxid enthalten, die Zersetzung in Gegen­ wart einer reaktiven, hydrolysierenden und/oder oxidieren­ den Gasatmosphäre durchführt.A variant of the method according to the invention is characterized in that one for the deposition of copper containing layers which the copper essentially contain in the form of copper oxide, the decomposition in counter have been reactive, hydrolyzing and / or oxidizing carries out the gas atmosphere.

Zur Abscheidung von Kupfer enthaltenden Schichten, welche das Kupfer im wesentlichen in Form von Kupfer(I)- oxid enthalten, führt man die Zersetzung in Gegenwart ins­ besondere von Wasserdampf durch. Zur Abscheidung von Kupfer enthaltenden Schichten, welche das Kupfer im wesentlichen in Form von Kupfer(II)oxid enthalten, führt man die Zersetzung in Gegenwart einer oxidierenden Gas­ atmosphäre, insbesondere in Gegenwart von Sauerstoff, Ozon oder Distickstoffoxid durch.For the deposition of layers containing copper, which the copper essentially in the form of copper (I) - contain oxide, the decomposition is carried out in the presence of  special from water vapor through. For the separation of Layers containing copper, which the copper in contain essentially in the form of copper (II) oxide, leads to decompose in the presence of an oxidizing gas atmosphere, especially in the presence of oxygen, ozone or nitrous oxide.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann man im Prinzip beliebige Substrate beschichten, auf denen eine Beschich­ tung wünschenswert ist. Beispielsweise kann man anorga­ nische Materialien, wie Metalle, Halbleiter, Isolatoren, Keramik, Glasphasen, oder organische Polymere, z. B. Poly­ phenylensulfid oder Polyimide, als Substrate verwenden.In principle, in the method according to the invention coat any substrates on which a coating tion is desirable. For example, anorga African materials, such as metals, semiconductors, insulators, Ceramics, glass phases, or organic polymers, e.g. B. Poly phenylene sulfide or polyimide, use as substrates.

Weiterhin kann man Substrate verwenden, die auch bei der Supraleiterherstellung verwendet werden, wie Koh­ lenstoff, insbesondere Kohlenstoffasern, oder beispiels­ weise Strontiumtitanat, Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid.You can also use substrates that also used in superconductor manufacturing, such as Koh lenstoff, in particular carbon fibers, or for example wise strontium titanate, aluminum oxide or magnesium oxide.

Die Abscheidung von Schichten, die das Kupfer im wesentlichen in Form von metallischem Kupfer enthalten, ermöglicht beispielsweise unter Abdeckung bestimmter nicht zu beschichtender Bereiche nach an sich bekannten Struk­ turierungsverfahren die Erzeugung für den elektrischen Strom leitfähiger Leiterbahnen auf nichtleitenden Substra­ ten, beispielsweise auf Keramik oder organischen Polyme­ ren.The deposition of layers that the copper in the essentially contained in the form of metallic copper, does not allow, for example, under cover of certain Areas to be coated according to the structure known per se Turierungverfahren the generation for the electrical Electrically conductive tracks on non-conductive substrates ten, for example on ceramics or organic polymers ren.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet dem Fachmann aber noch weitere Möglichkeiten. Es eignet sich beispiels­ weise auch zur Abscheidung von Schichten, welche neben dem Kupfer ein oder mehrere andere Metalle enthalten. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist da­ durch gekennzeichnet, daß man zur Abscheidung von Kupfer enthaltenden Schichten, welche weiterhin ein oder mehrere andere Metalle enthalten, eine oder mehrere Verbindungen anderer Metalle, insbesondere Verbindungen des Aluminiums, und eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) gleichzei­ tig zersetzt. Es bilden sich dann Schichten, die Kupfer und ein oder mehrere andere Metalle in homogener Mischung enthalten und beständiger gegen Elektromigration sind. Die gleichzeitige Verdampfung und Zersetzung von Kupferverbin­ dungen der allgemeinen Formel (I) und Aluminiumverbindun­ gen, beispielsweise Di-i-butylaluminiumhydrid, oder Tri- i-butylaluminium eignet sich beispielsweise zur Herstel­ lung elektromigrationsbeständiger Leiterbahnen. Auch bei dieser Ausführungsform kann man in inerter oder Reaktiv­ gasatmosphäre arbeiten.The method according to the invention offers the person skilled in the art but other options. It is suitable, for example also for the deposition of layers, which in addition to the Copper contains one or more other metals. These Embodiment of the method according to the invention is there characterized in that one for the deposition of copper containing layers, which further one or more other metals contain one or more compounds other metals, especially compounds of aluminum, and a compound of the general formula (I) at the same time  decomposed. Layers then form, the copper and one or more other metals in a homogeneous mixture included and more resistant to electromigration. The simultaneous evaporation and decomposition of copper compound of general formula (I) and aluminum compounds gene, for example di-i-butyl aluminum hydride, or tri- For example, i-butyl aluminum is suitable for the manufacture electromigration-resistant conductor tracks. Also at this embodiment can be used in inert or reactive work in a gas atmosphere.

Weiterhin kann der Fachmann mehrere unterschiedliche Schichten sukzessive nacheinander auf Substraten aufbrin­ gen, wobei mindestens eine Schicht gemäß dem erfindungsge­ mäßen Verfahren erzeugt wird.Furthermore, the person skilled in the art can do several different Apply layers successively on substrates gene, wherein at least one layer according to the fiction method is generated.

Weiterhin kann man durch gleichzeitige Verdampfung und Zersetzung von Kupferverbindungen der allgemeinen Formel (I) und entsprechenden anderen verdampfbaren Ver­ bindungen in reaktiver, hydrolysierender und/oder oxidie­ render Atmosphäre Schichten abscheiden, die in ihrer Zu­ sammensetzung bekannten oxidkeramischen Hochtemperatur supraleitern des Kuprat-Typs entsprechen. Man verwendet z. B. β-Diketonate von Yttrium, Barium, Strontium und ande­ ren Metallen. Geeignet sind z. B. die entsprechenden Tetra­ methylheptandionate.You can also by simultaneous evaporation and decomposition of copper compounds of the general Formula (I) and corresponding other vaporizable ver bonds in reactive, hydrolyzing and / or oxidizing render atmosphere layers deposit in their way composition known high-temperature oxide ceramic correspond to cupric-type superconductors. One uses e.g. B. β-diketonates of yttrium, barium, strontium and others metals. Are suitable for. B. the corresponding tetra methylheptanedionate.

Weiterhin ist es möglich, zwei oder mehr unterschied­ liche Schichten nacheinander abzuscheiden, wobei mindes­ tens eine der Schichten nach dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren erzeugt worden ist.Furthermore, it is possible to distinguish two or more deposit layers one after the other, whereby at least at least one of the layers according to the inventive method ren has been generated.

Beispielsweise kann man zunächst eine die Haftung vermittelnde Titannitrid-Schicht nach bekannten Methoden, z. B. PVD- oder CVD-Verfahren, auf Substraten auf­ bringen. Anschließend zersetzt man eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) zur Bildung von Leiterbahnen. For example, one can first have liability mediating titanium nitride layer by known methods, e.g. B. PVD or CVD method, on substrates bring. Then you decompose a compound of general formula (I) for the formation of conductor tracks.  

Ganz besonders eignet sich diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beschichtung von Substra­ ten mit oxidkeramischen Schichten, die in ihrer Zusammen­ setzung bekannten Hochtemperatursupraleitern des Kuprat- Typs entsprechen.This embodiment of the is particularly suitable inventive method for coating substrate with oxide-ceramic layers that work together setting of known high-temperature superconductors of cuprate Type.

Substrate, die mit solchen Hochtemperatursupraleitern beschichtet werden, sind bekannt. Diese Substrate können beispielsweise in Form von Fasern, Bändern, Folien, Roh­ ren, oder in Form von Platten ausgebildet sein. Man verwen­ det beispielsweise Kohlenstoffasern. Auf einen solchen Träger bringt man, wie vorstehend schon beschrieben, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) eine Schicht auf, die das Kupfer in Form von Kupferoxid enthält.Substrates using such high temperature superconductors are coated are known. These substrates can for example in the form of fibers, tapes, foils, raw ren, or be in the form of plates. One use det for example carbon fibers. On such Carriers are brought in as already described above the inventive method using a Compound of the general formula (I) which contains the copper in the form of copper oxide.

Die Abscheidung von Schichten, die die übrigen in be­ kannten oxidischen Supraleitern enthaltenen Metalle auf­ weisen, beispielsweise Yttrium und Barium zur Herstellung einer Zusammensetzung Y1Ba2Cu3Ox, worin x einen Wert zwi­ schen 6,8 und 6,95 aufweist, werden in bekannter Weise er­ zeugt. Beispielsweise kann man Komplexverbindungen von Yttrium und Barium mit β-Diketonen, insbesondere 2,2,6,6- Tetramethylheptandion(3,5) verwenden. Man verdampft also beispielsweise Yttrium-tris-2,2,6,6-tetramethylheptandio­ nat(3,5) bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 500°C und zersetzt diese Verbindung bei 500°C bis 700°C. Auf die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren er­ zeugte Kupferoxid enthaltende Schicht wird dann eine Yttriumoxid enthaltende Schicht abgeschieden. Anschließend wird beispielsweise Barium-bis-2,2,6,6-tetramethylheptan­ dionat(3,5) unter den gleichen Bedingungen verdampft und zersetzt. Die Reihenfolge kann verändert werden.The deposition of layers which have the other metals contained in known oxidic superconductors, for example yttrium and barium, to produce a composition Y 1 Ba 2 Cu 3 O x , where x has a value between 6.8 and 6.95, are made in a known manner. For example, complex compounds of yttrium and barium with β-diketones, in particular 2,2,6,6-tetramethylheptanedione (3,5) can be used. For example, yttrium-tris-2,2,6,6-tetramethylheptanedio nate (3.5) is evaporated at temperatures between room temperature and 500 ° C. and this compound is decomposed at 500 ° C. to 700 ° C. A layer containing yttrium oxide is then deposited on the layer containing copper oxide produced by the process according to the invention. Subsequently, for example, barium bis-2,2,6,6-tetramethylheptane dionate (3.5) is evaporated and decomposed under the same conditions. The order can be changed.

Zur Überführung in einen Yttrium-Barium-Kuprat-Hoch­ temperatursupraleiter wird die Beschichtung dann noch ge­ tempert. For transfer to a yttrium-barium-cuprate high The coating is then still temperature superconductor tempered.  

In völlig analoger Weise können modifizierte oxid­ keramische Schichten hergestellt werden, indem man einen Teil des Yttriums durch Strontium, Lanthan, Thallium, Wis­ mut oder andere Metalle ersetzt, die zweckmäßig ebenfalls in Form der Metall-β-Diketonate, beispielsweise als Metall-2,2,6,6-Tetramethylheptandionat(3,5) eingesetzt werden.In a completely analogous way, modified oxide ceramic layers are made by using a Part of the yttrium through strontium, lanthanum, thallium, wis courage or other metals replaced, which is also useful in the form of the metal β-diketonates, for example as Metal 2,2,6,6-tetramethylheptanedionate (3.5) used will.

Die Dicke der abgeschiedenen supraleitenden Schicht beträgt zweckmäßig von etwa 5 bis 20 Mikrometer.The thickness of the deposited superconducting layer is suitably from about 5 to 20 microns.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die neuen, im erfindungsgemäßen Verfahren einsetz­ baren Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin
R substituiertes Cyclopentadienyl der allgemeinen Formel C5H4X bedeutet, worin lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeutet; und
L für (C1-C6-Alkyl)isonitril oder Arylisonitril steht.The present invention further provides the novel compounds of the general formula (I) which can be used in the process according to the invention, in which
R is substituted cyclopentadienyl of the general formula C 5 H 4 X, in which is linear or branched alkyl having 1 to 5 carbon atoms; and
L represents (C1-C6-alkyl) isonitrile or arylisonitrile.

Bevorzugtes "Aryl" im Arylisonitril ist Phenyl oder durch 1 oder mehrere C1-C3-Alkylgruppen substituiertes Phenyl.Preferred "aryl" in arylisonitrile is phenyl or substituted by 1 or more C1-C3 alkyl groups Phenyl.

Bevorzugt sind Verbindungen, in welchen L für (C1-C6)- Alkylisonitril steht. Ganz besonders bevorzugt sind Verbin­ dungen, in welchen L für Alkylisonitril steht, wobei Alkyl verzweigtes Alkyl mit 3 bis 5 C-Atomen, insbesondere t-Butyl bedeutet.Compounds in which L is preferred for (C1-C6) - Alkylisonitrile stands. Verbin are very particularly preferred in which L represents alkylisonitrile, where alkyl branched alkyl having 3 to 5 carbon atoms, in particular means t-butyl.

Bevorzugt sind solche Verbindungen, in welchen X Methyl, Ethyl, Isopropyl oder insbesondere t-Butyl bedeutet.Preferred compounds are those in which X Means methyl, ethyl, isopropyl or in particular t-butyl.

Ganz besonders bevorzugte Verbindungen sind also solche, in denen R Methylcyclopentadienyl, Ethylcyclopenta­ dienyl, Isopropylcyclopentadienyl und insbesondere t-Butyl­ cyclopentadienyl bedeutet. Connections are therefore particularly preferred those in which R is methylcyclopentadienyl, ethylcyclopenta dienyl, isopropylcyclopentadienyl and especially t-butyl means cyclopentadienyl.  

Im folgenden wird die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) beschrieben.The following is the preparation of the compounds of the general formula (I).

Die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I) kann in einer mehrstufigen Synthese erfolgen. In dieser mehrstufigen Synthese kann man ausgehen von der Verbindung t-BuO-Cu. Dieses Zwischenprodukt wird aus wasserfreiem CuCl und t-BuO-Li in Tetrahydrofuran unter Stickstoffatmosphäre bei Umgebungstemperatur als hell­ gelber Feststoff erhalten, siehe auch T. Tsuda, T. Hashi­ moto und T. Saegusa in J. Am. Chem. Soc. 94 (1972), Seiten 658 und 659. Das hierbei erhaltene t-BuO-Cu wird dann mit Alkyl- oder Arylisonitril (als Handelsprodukte erhältlich) versetzt. Die Herstellung wird anhand der ganz besonders bevorzugten Verwendung von t-Butylisonitril weiter erläutert. Die Kupferverbindung wird also mit t-BuNC (als Handelsprodukt erhältlich) versetzt, wobei sich t-BuO-Cu-t-BuNC bildet. Dies kann dann mittels des substituierten Cyclopentadien in die Verbindung der Formel (I) überführt werden, siehe auch T. Tsuda, H.H.S. Horiguchi und T. Saegusa in J. Am. Chem. Soc. 96 (1974), Seiten 5930 und 5931 für die analoge Verbindung C5H5-Cu-t-BuNC. Die hierfür benötigten substituierten Cyclopentadien-Verbindun­ gen sind bekannt.Compounds of the general formula (I) can be prepared in a multistage synthesis. In this multi-step synthesis one can start from the compound t-BuO-Cu. This intermediate product is obtained from anhydrous CuCl and t-BuO-Li in tetrahydrofuran under a nitrogen atmosphere at ambient temperature as a light yellow solid, see also T. Tsuda, T. Hashi moto and T. Saegusa in J. Am. Chem. Soc. 94 (1972), pages 658 and 659. The t-BuO-Cu obtained in this way is then mixed with alkyl- or arylisonitrile (available as commercial products). The preparation is further explained using the very particularly preferred use of t-butylisonitrile. The copper compound is thus mixed with t-BuNC (available as a commercial product), t-BuO-Cu-t-BuNC being formed. This can then be converted into the compound of the formula (I) by means of the substituted cyclopentadiene, see also T. Tsuda, HHS Horiguchi and T. Saegusa in J. Am. Chem. Soc. 96 (1974), pages 5930 and 5931 for the analogue compound C 5 H 5 -Cu-t-BuNC. The substituted cyclopentadiene compounds required for this are known.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Verbindun­ gen der allgemeinen Formel (I) kann einstufig durchgeführt werden und ist deshalb besonders einfach. T. Saegusa, Y. Ito und S. Tomita beschreiben in J. Am. Chem. Soc. 93 (1971), Seiten 5656 bis 5661 die Herstellung von C5H5-Cu-t-BuNC aus Cu2O, t-BuNC und Cyclopentadien bei 50°C unter Stickstoffatmosphäre. Die Reaktanden werden 50 Minuten lang bei der Temperatur gerührt und die Reak­ tionsmischung nach Zusatz von Ether filtriert. Zum Filtrat wurde n-Pentan zugegeben. C5H5-Cu-t-BuNC fällt aus der Lösung aus und kann durch Filtrieren isoliert werden. Another process for the preparation of compounds of the general formula (I) can be carried out in one step and is therefore particularly simple. T. Saegusa, Y. Ito and S. Tomita describe in J. Am. Chem. Soc. 93 (1971), pages 5656 to 5661 the preparation of C 5 H 5 -Cu-t-BuNC from Cu 2 O, t-BuNC and cyclopentadiene at 50 ° C under a nitrogen atmosphere. The reactants are stirred at temperature for 50 minutes and the reaction mixture is filtered after the addition of ether. N-Pentane was added to the filtrate. C 5 H 5 -Cu-t-BuNC precipitates out of the solution and can be isolated by filtration.

In analoger Weise können unter Anwendung von entspre­ chend substituierten Cyclopentadien-Verbindungen bzw. ande­ ren Isonitrilen die anderen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) hergestellt werden.In an analogous manner, using corre Substantially substituted cyclopentadiene compounds or other ren isonitriles the other compounds of the general Formula (I) can be prepared.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Verbin­ dungen der allgemeinen Formel (I) besteht in der Umsetzung von Verbindungen des Typs L-Cu-Z, worin L die obige Bedeu­ tung besitzt und Z ein Halogenid, insbesondere Chlor ist, mit dem Natriumsalz des substituierten Cyclopentadiens. Bei­ spielsweise kann man t-BuNC-Cu-Cl mit t-Butylcyclopentadi­ enylnatrium zu t-Butylcyclopentadienyl-kupfer-t-butylisoni­ tril umsetzen. Verbindungen der Formel L-Cu-Z können durch direkte Umsetzung des Liganden L mit Kupferhalogenid mit oder ohne Lösungsmittel hergestellt werden. Verbindungen der Formel L-Cu-Z entstehen auch bei der Umsetzung von Estern mit Alkylhalogeniden in Anwesenheit von Cu2O und t-BuNC, siehe T. Saegusa, I. Murase und Y. Ito in J. Org. Chem., 38 (1973), Seiten 1753 bis 1755.Another possibility for the preparation of compounds of the general formula (I) consists in the reaction of compounds of the type L-Cu-Z, in which L has the above meaning and Z is a halide, in particular chlorine, with the sodium salt of the substituted cyclopentadiene . For example, t-BuNC-Cu-Cl can be reacted with t-butylcyclopentadienylsodium to t-butylcyclopentadienyl-copper-t-butylisonitrile. Compounds of the formula L-Cu-Z can be prepared by directly reacting the ligand L with copper halide with or without a solvent. Compounds of the formula L-Cu-Z also result from the reaction of esters with alkyl halides in the presence of Cu 2 O and t-BuNC, see T. Saegusa, I. Murase and Y. Ito in J. Org.Chem., 38 ( 1973), pages 1753 to 1755.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist Vorteile gegen­ über bekannten Verfahren auf. Die Zersetzung erfolgt be­ reits ab etwa 80°C und kann daher substratschonend durch­ geführt werden.The method according to the invention has advantages against on known methods. The decomposition takes place Rides from around 80 ° C and can therefore protect the substrate be performed.

Die Ausgangsverbindungen weisen weiterhin einen vor­ teilhafterweise verhältnismäßig geringen Kohlenstoffgehalt auf. Die Zersetzung durch Photolyse, z. B. durch Anwendung eines Lasers, ist zudem einfacher, da die Isonitrilgruppe photolytisch angeregt werden kann.The starting compounds still have one comparatively low carbon content on. The decomposition by photolysis, e.g. B. by application of a laser, is also easier because the isonitrile group can be excited photolytically.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie in ihrem Umfang einzuschränken. The following examples are intended to further illustrate the invention explain without restricting their scope.  

Beispiel 1example 1 Herstellung und Anwendung von t-Butylcyclopentadienyl- Kupfer-t-ButylisonitrilProduction and application of t-butylcyclopentadienyl Copper t-butylisonitrile

Die Umsetzung erfolgte mit getrockneten sauerstofffreien Lösungsmitteln unter Stickstoff.The reaction was carried out with dried oxygen-free Solvents under nitrogen.

1.1. Herstellung1.1. Manufacturing

t-Butylcyclopentadien wurde nach der Vorschrift von R. Nehring, Monatshefte für Chemie, 90 (1959), Seite 568, hergestellt.t-Butylcyclopentadiene was prepared according to the instructions from R. Nehring, Monthly Bulletin for Chemistry, 90 (1959), page 568, produced.

In einer Vorlage, die 7,2 g (0,185 mmol) NaNH2 in 50 ml Tetrahydrofuran (THF) enthielt, wurde ein Überschuß von t-Butylcyclopentadien destilliert. Anschließend wurde die Destillationsapparatur entfernt, ein Rückflußkühler aufge­ setzt und das Gemisch 15 h bei Raumtemperatur gerührt. Nach Abdampfen flüchtiger Bestandteile wurde der Rückstand mit Pentan gewaschen. Nach Trocknen im Hochvakuum verblieb t-Butylcyclopentadienylnatrium als hellbeiger Feststoff.
Ausbeute: 90%An excess of t-butylcyclopentadiene was distilled in a receiver which contained 7.2 g (0.185 mmol) of NaNH 2 in 50 ml of tetrahydrofuran (THF). The distillation apparatus was then removed, a reflux condenser was set up and the mixture was stirred at room temperature for 15 h. After volatiles were evaporated, the residue was washed with pentane. After drying in a high vacuum, t-butylcyclopentadienyl sodium remained as a light beige solid.
Yield: 90%

1,2 g (8,23 mmol) des t-Butylcyclopentadienylnatriums wurden in 50 ml Tetrahydrofuran gelöst, auf -20 °C gekühlt und 1,5 g (8,23 mmol) t-Butylisonitril-Kupfer(I)chlorid, erhal­ ten durch Umsetzung von Kupfer(I)chlorid und t-Butylisoni­ tril, in 50 ml THF gelöst zugetropft.1.2 g (8.23 mmol) of the t-butylcyclopentadienyl sodium were dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran, cooled to -20 ° C and 1.5 g (8.23 mmol) t-butylisonitrile copper (I) chloride, get by reacting copper (I) chloride and t-butylisoni tril, added dropwise in 50 ml of THF.

Man ließ die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur kommen und rührte noch 12 h.The reaction mixture was allowed to come to room temperature and stirred another 12 h.

Flüchtige Bestandteile wurden abgedampft und der Rückstand mit Pentan extrahiert. Bei - 25 °C kristallisierte das Pro­ dukt in Form farbloser Kristalle.
Ausbeute: 65%
Sublimationspunkt: 70°C / 0,1 mbar. Volatiles were evaporated and the residue extracted with pentane. At - 25 ° C the product crystallized in the form of colorless crystals.
Yield: 65%
Sublimation point: 70 ° C / 0.1 mbar.

Beispiel 2Example 2

Anwendung von t-Butylcyclopentadienyl-Cu-t-BuNC zur Abschei­ dung von Kupfer enthaltenden Schichten.Use of t-butylcyclopentadienyl-Cu-t-BuNC for separation formation of layers containing copper.

2.1. Verwendete Apparatur2.1. Equipment used

Verwendet wurde eine entsprechend Fig. 1 aufgebaute Vor­ richtung.Was used according to Fig. 1 Before direction.

Ein Quarzglasrohr war konzentrisch in einen 2-Zonenröhren­ ofen eingebracht. Die eine Seite des Quarzrohres war ab­ sperrbar mit einer Inertgasleitung verbunden, die andere Seite mit einer Vakuumpumpe. Zwischen Quarzrohr und Vaku­ umpumpe befand sich eine tiefkühlbare Falle zur Abtrennung flüchtiger Bestandteile aus dem abgepumpten Gasstrom.A quartz glass tube was concentric in a 2-zone tube oven introduced. One side of the quartz tube was off lockable connected to one inert gas line, the other Side with a vacuum pump. Between quartz tube and vacuum pump was a freezer trap for separation volatile components from the pumped gas stream.

Die zu verdampfende metallorganische Verbindung wurde in einem Porzellanschiffchen in das Glasrohr in der 1. Heiz­ zone des 2-Zonenröhrenofens positioniert. Das Substrat wurde in die 2. Heizzone eingebracht. In einem Anwendungs­ beispiel diente die Glasrohrwand in der 2. Heizzone gleichzeitig als Substrat.The organometallic compound to be evaporated was in a porcelain boat in the glass tube in the 1st heating zone of the 2-zone tube furnace. The substrate was placed in the 2nd heating zone. In one application the glass tube wall in the 2nd heating zone served as an example at the same time as a substrate.

2.2. Versuchsdurchführung2.2. Test execution 2.2.1. Anwendung von Glas als Substrat2.2.1. Use of glass as a substrate

Als Substrat fungierte die Quarzglasrohrwand. Als Aus­ gangsverbindung wurde das gemäß Beispiel 1 hergestellte t-Butylcyclopentadienyl-Cu-t-BuNC eingesetzt.The quartz glass tube wall acted as the substrate. As out gang connection was that prepared according to Example 1 t-Butylcyclopentadienyl-Cu-t-BuNC used.

Die Heizzone 2 wurde auf etwa 200°C gebracht. Der Druck betrug etwa 1 mbar. Die in die Heizzone 1 des Quarzrohres eingebrachte Ausgangsverbindung wurde auf 50°C erwärmt. Die Ausgangsverbindung trat in die Gasatmosphäre über und wurde, unter Einleiten eines Stickstoffstroms (etwa 25 ml/min) in das Quarzrohr, durch das Quarzrohr geleitet. Heating zone 2 was brought to about 200 ° C. The pressure was about 1 mbar. The starting compound introduced into the heating zone 1 of the quartz tube was heated to 50.degree. The starting compound passed into the gas atmosphere and was passed through the quartz tube while introducing a stream of nitrogen (about 25 ml / min) into the quartz tube.

Nach etwa 30 Minuten wurde die Abscheidung beendet und über die Inertgasleitung das Glasrohr mit gereinigtem Stickstoff auf Normaldruck gebracht. Auf dem Glasrohr in der Heizzone 2 hatte sich eine Kupferschicht abgeschieden.The deposition was terminated after about 30 minutes and the glass tube was brought to normal pressure with purified nitrogen via the inert gas line. A copper layer had deposited on the glass tube in heating zone 2 .

2.2.2. Anwendung von Polyphenylensulfid als Substrat2.2.2. Use of polyphenylene sulfide as a substrate

Die Versuchsdurchführung erfolgte wie in 2.2.1. beschrie­ ben. Als Substrat wurde eine entfettete Probe Polypheny­ lensulfid (Tedur® der Firma Bayer Leverkusen) auf der Glasrohrwand in Heizzone 2 angebracht. Die Temperatur in Heizzone 1 betrug 50°C, 200°C in Heizzone 2, und die Abscheidedauer betrug 30 Minuten. Das Polyphenylensulfid wurde dann aus der Heizzone 2 entnommen. Auf der Probe hatte sich eine Kupferschicht abgeschieden.The experiment was carried out as in 2.2.1. described. A degreased sample of polyphenylene lens sulfide (Tedur® from Bayer Leverkusen) was placed on the glass tube wall in heating zone 2 as the substrate. The temperature in heating zone 1 was 50 ° C., 200 ° C. in heating zone 2 , and the deposition time was 30 minutes. The polyphenylene sulfide was then removed from heating zone 2 . A copper layer had deposited on the sample.

2.2.3. Anwendung von Polyimid als Substrat2.2.3. Use of polyimide as a substrate

Die Verfahrensdurchführung erfolgte wie in 2.2.1. be­ schrieben. Als Substrat wurde Polyimid (Capton® der Firma Dupont) in entfettetem Zustand auf der Glasrohrwand in Heizzone 2 angebracht. Die Temperatur in Heizzone 1 betrug 50°C, in Heizzone 2 betrug sie 200°C, und die Abscheide­ dauer betrug 30 Minuten. Danach wurde das Substrat aus dem Quarzrohr entnommen. Es hatte sich eine gut haftende gleichmäßige Kupferschicht auf dem Substrat gebildet.The procedure was carried out as in 2.2.1. be described. Polyimide (Capton® from Dupont) was applied as a substrate in the degreased state on the glass tube wall in heating zone 2 . The temperature in heating zone 1 was 50 ° C, in heating zone 2 it was 200 ° C, and the deposition time was 30 minutes. The substrate was then removed from the quartz tube. A well adhering, uniform copper layer had formed on the substrate.

2.2.4. Anwendung von Polyimid als Substrat2.2.4. Use of polyimide as a substrate

Die Versuchsdurchführung erfolgte wie unter 2.2.3. be­ schrieben. Die Temperatur in Heizzone 2 wurde diesmal je­ doch auf 400°C eingeregelt. Nach der Entnahme der Probe aus dem Quarzrohr konnte festgestellt werden, daß wiederum eine sehr gut haftende Kupferschicht auf dem Polyimid ge­ bildet worden war.The test was carried out as in 2.2.3. be described. This time, the temperature in heating zone 2 was regulated to 400 ° C. After taking the sample from the quartz tube, it was found that again a very well adhering copper layer had been formed on the polyimide.

Claims (15)

1. Verfahren zur Abscheidung einer Kupfer enthalten­ den Schicht auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Zersetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel R-Cu-L (I), worin R substituiertes Cyclopentadienyl der allgemeinen Formel C5H4X bedeutet, worin X lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeutet, und L für (C1-C6-Alkyl)isonitril oder Arylisonitril steht, eine Kupfer enthaltende Schicht auf dem Substrat aufbringt.1. A process for the deposition of a copper contain the layer on a substrate, characterized in that by decomposing a compound of the general formula R-Cu-L (I), wherein R is substituted cyclopentadienyl of the general formula C 5 H 4 X, wherein X is linear or branched alkyl having 1 to 5 carbon atoms, and L is (C1-C6-alkyl) isonitrile or arylisonitrile, and a copper-containing layer is applied to the substrate. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X Methyl, Ethyl, Isopropyl oder t-Butyl, insbesondere t-Butyl bedeuten.2. The method according to claim 1, characterized in that that X is methyl, ethyl, isopropyl or t-butyl, in particular mean t-butyl. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß L für Alkylisonitril steht, wobei Alkyl verzweigtes Alkyl mit 3 bis 5 C-Atomen, insbe­ sondere t-Butyl bedeutet.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that L represents alkylisonitrile, where alkyl branched alkyl having 3 to 5 carbon atoms, esp means special t-butyl. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung der allge­ meinen Formel (I) in der Gas- bzw. Dampfphase zersetzt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection of the general my formula (I) decomposed in the gas or vapor phase. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zersetzung thermisch oder mittels Strahlungsenergie, insbesondere Laserstrah­ lungsenergie, bewirkt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the decomposition is thermal or by means of radiation energy, in particular laser beam energy. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zersetzung der Verbin­ dung der allgemeinen Formel (I) thermisch durch Aufheizen des Substrats auf Temperaturen oberhalb von etwa 80°C bewirkt. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the decomposition of the verb of the general formula (I) thermally by heating of the substrate to temperatures above about 80 ° C causes.   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung der allge­ meinen Formel (I) bei vermindertem Druck, gewünschtenfalls unter Anwendung eines Trägergases, in die Gas- bzw. Dampf­ phase überführt und bei vermindertem Druck zersetzt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection of the general my formula (I) under reduced pressure, if desired using a carrier gas, in the gas or steam phase transferred and decomposed under reduced pressure. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Abscheidung von Kupfer enthaltenden Schichten, welche das Kupfer im wesentlichen in Form von metallischem Kupfer enthalten, die Zersetzung in Anwesenheit einer gegenüber Kupfer und der verwendeten Verbindung der allgemeinen Formel (I) inerten Gasatmo­ sphäre durchführt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one for the deposition of copper containing layers which the copper essentially contain in the form of metallic copper, the decomposition in the presence of one versus copper and the one used Compound of general formula (I) inert gas atmosphere sphere performs. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß man zur Abscheidung von Kupfer enthaltenden Schichten, welche das Kupfer im wesentlichen in Form von Kupferoxid enthalten, die Zersetzung in Gegen­ wart einer reaktiven, oxidierenden und/oder hydrolysieren­ den Gasatmosphäre durchführt.9. The method according to any one of claims 1 to 7, there characterized in that one for the deposition of copper containing layers which the copper essentially contain in the form of copper oxide, the decomposition in counter have been reactive, oxidizing and / or hydrolyzing carries out the gas atmosphere. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Abscheidung von Kupfer und ein oder mehrere weitere Metalle enthaltenden Schich­ ten auf dem Substrat eine Verbindung der allgemeinen For­ mel (I) und eine oder mehrere Verbindungen anderer Me­ talle, insbesondere Aluminiumverbindungen, gleichzeitig oder nacheinander zersetzt.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one for the deposition of copper and a layer containing one or more other metals a compound of the general form mel (I) and one or more compounds of other Me talle, especially aluminum compounds, simultaneously or decomposed one after the other. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß man mehrere unterschiedliche Schichten nacheinander abscheidet.11. The method according to any one of claims 1 to 9, there characterized in that you have several different Deposits layers one after the other. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat anorganische Materialien, bevorzugt Metalle, Halbleiter, Isolatoren, Keramik oder organische Polymere, insbesondere Polypheny­ lensulfid oder Polyimid verwendet. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that inorganic Materials, preferably metals, semiconductors, insulators, Ceramic or organic polymers, especially polypheny lensulfide or polyimide used.   13. Verbindungen der allgemeinen Formel R-Cu-L(I), worin
R substituiertes Cyclopentadienyl der allgemeinen Formel C5H4X bedeutet, worin X lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeutet; und
L für (C1-C6 Alkyl)isonitril oder Arylisonitril steht.13. Compounds of the general formula R-Cu-L (I), wherein
R is substituted cyclopentadienyl of the general formula C 5 H 4 X, where X is linear or branched alkyl having 1 to 5 C atoms; and
L represents (C1-C6 alkyl) isonitrile or arylisonitrile. 14. Verbindungen nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß L für Alkylisonitril steht, wobei Alkyl ver­ zweigtes Alkyl mit 3 bis 5 C-Atomen, insbesondere t-Butyl bedeutet.14. Compounds according to claim 13, characterized records that L is alkylisonitrile, wherein alkyl ver branched alkyl having 3 to 5 carbon atoms, especially t-butyl means. 15. Die Verbindung t-Butylcyclopentadienyl-Kupfer­ t-Butylisonitril.15. The compound t-butylcyclopentadienyl copper t-butylisonitrile.
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