JP2005132756A - Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film - Google Patents
Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005132756A JP2005132756A JP2003368973A JP2003368973A JP2005132756A JP 2005132756 A JP2005132756 A JP 2005132756A JP 2003368973 A JP2003368973 A JP 2003368973A JP 2003368973 A JP2003368973 A JP 2003368973A JP 2005132756 A JP2005132756 A JP 2005132756A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tantalum
- tantalum compound
- alkyl
- methyl
- carbon atoms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、化学気相成長法（ＣＶＤ法）によるタンタル含有薄膜の形成に有用なタンタル化合物、その製造方法およびそれを用いたタンタル含有薄膜の形成方法に関する。 The present invention relates to a tantalum compound useful for forming a tantalum-containing thin film by chemical vapor deposition (CVD), a method for producing the same, and a method for forming a tantalum-containing thin film using the same.
半導体デバイスの高性能化にともないデバイス構造の微細化が進んでいる。デバイス内の配線幅が細くなり従来配線材料として使用されてきたアルミニウムでは信号伝達の遅延が問題となるため、銅が使用されるようになってきた。銅は抵抗が低いという特徴をもつが、配線間の絶縁膜に使用される酸化シリコン中に拡散し易く絶縁膜の性能を低下させるという欠点を持つ。このため、配線と絶縁膜の間に拡散を防止するためのバリア膜を設けるという方法が取られている。バリア膜としては銅の拡散防止能の高さから窒化タンタル膜が一般に使用されている。現在、窒化タンタルのバリア膜は主としてスパッタによる物理気相成長法（ＰＶＤ法）により形成されている。ＰＶＤ法では凹凸のある面に均一な膜を形成することが難しく、今後、半導体デバイスの微細化が進むと複雑な３次元構造の表面に均一で薄い膜を形成することが必要となるためＣＶＤ法によるバリア膜の形成が検討されている。 As semiconductor devices have higher performance, device structures are being miniaturized. Since the wiring width in the device has become narrower and aluminum, which has been used as a conventional wiring material, delay in signal transmission becomes a problem, copper has been used. Although copper has a feature of low resistance, it has a drawback that it easily diffuses into silicon oxide used for an insulating film between wirings and lowers the performance of the insulating film. For this reason, a method of providing a barrier film for preventing diffusion between the wiring and the insulating film is employed. As the barrier film, a tantalum nitride film is generally used because of its high copper diffusion preventing ability. At present, a barrier film of tantalum nitride is mainly formed by a physical vapor deposition method (PVD method) by sputtering. With the PVD method, it is difficult to form a uniform film on an uneven surface, and it is necessary to form a uniform and thin film on the surface of a complicated three-dimensional structure as semiconductor devices become finer in the future. Formation of a barrier film by the method has been studied.
ＣＶＤ法による窒化タンタル膜の原料としてはＴａＣｌ５、ＴａＦ５等のハロゲン化物、Ｔａ（ＮＭｅ２）５、Ｔａ（ＮＥｔ２）５等のアミド化合物、ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３等のアミド−イミド化合物が検討されている。これら窒化タンタル膜の原料として検討されている化合物はいずれも水に対して不安定なため、成膜に使用するキャリアガス、反応ガス中などに含まれる微量水分と反応して形成された膜内に酸素を取り込んでしまう。例えば、ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３を原料として６００℃で成膜した窒化タンタル膜中には１０ａｔｍ％の酸素が含まれていたことが報告されている（例えば非特許文献１参照）。酸化タンタルは導電性がないため、配線と共に低抵抗であることが必要とされるバリア膜の抵抗値上昇の原因となる。 As a raw material for the tantalum nitride film by the CVD method, halides such as TaCl 5 and TaF 5 , amide compounds such as Ta (NMe 2 ) 5 and Ta (NEt 2 ) 5 , and amides such as t BuN = Ta (NEt 2 ) 3 -Imide compounds have been investigated. Since all of the compounds studied as raw materials for these tantalum nitride films are unstable with respect to water, the compounds in the film formed by reacting with trace moisture contained in the carrier gas and reaction gas used for film formation Intake oxygen into the water. For example, it has been reported that a tantalum nitride film formed at 600 ° C. using t BuN = Ta (NEt 2 ) 3 as a raw material contains 10 atm% oxygen (see, for example, Non-Patent Document 1). Since tantalum oxide is not conductive, it causes an increase in the resistance value of the barrier film, which is required to have a low resistance together with the wiring.
本発明は、上記タンタル化合物よりも水に対する反応性が低く、ＣＶＤ法によってタンタル含有薄膜を形成可能なタンタル化合物とその製造方法およびそれを用いたタンタル含有薄膜の形成方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a tantalum compound that is less reactive to water than the tantalum compound and can form a tantalum-containing thin film by a CVD method, a method for producing the same, and a method for forming a tantalum-containing thin film using the same. To do.
本発明者らは上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、タンタルのアミド−イミド化合物にかさ高いシクロペンタジエニル基を導入することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In light of the present situation as described above, the present inventors have made extensive studies and found that the above object can be achieved by introducing a bulky cyclopentadienyl group into a tantalum amide-imide compound. It came to be completed.
すなわち本発明は、下記式１で表されることを特徴とする、タンタル化合物である That is, this invention is a tantalum compound characterized by being represented by following formula 1.
また本発明は、下記式２で表されるタンタル化合物と下記式３で表されるシクロペンタジエン誘導体を有機溶媒中で反応させることを特徴とする、式１で表されるタンタル化合物の製造方法である
Moreover, this invention is a manufacturing method of the tantalum compound represented by Formula 1 characterized by making the tantalum compound represented by following
更に本発明は、式１で表されるタンタル化合物を原料として用いることを特徴とする、タンタル含有薄膜の形成方法である。以下に本発明を更に詳細に説明する。 Furthermore, the present invention is a method for forming a tantalum-containing thin film characterized by using a tantalum compound represented by Formula 1 as a raw material. The present invention is described in further detail below.
上記式中Ｒ１は炭素数１から３のアルキル、Ｒ２は炭素数１から５のアルキル又は炭素数３もしくは４のトリアルキルシリル、Ｒ３は炭素数１から３のアルキル、Ｒ４はメチル又はエチルを示す。また、ｍは０から５の整数、ｎは０から３の整数でｍ＋ｎが５以下となる数を示す。このうちｍおよびｎが０、又はｍが０、ｎが１でＲ２が−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ（ＣＨ３）３、もしくは−Ｓｉ（ＣＨ３）３のものが好ましい。また、Ｒ３は炭素数１から３のアルキル、Ｒ４はメチルまたはエチルを示すが、Ｒ１、Ｒ２との組み合わせでタンタル化合物が室温で液体となるものが好ましく、例えばｍ＝０、ｎ＝０、またはｍ＝０、ｎ＝１でＲ２がメチルもしくはエチル、Ｒ３およびＲ４がメチルまたはエチルが好ましい。特にｍ＝０、ｎ＝１で、Ｒ２がエチル、Ｒ３がメチル、Ｒ４がメチルの組み合わせ、ｍ＝０、ｎ＝０で、Ｒ３がエチル、Ｒ４メチルの組み合わせ、ｍ＝０、ｎ＝１で、Ｒ２がエチル、Ｒ３がエチル、Ｒ４がメチルの組み合わせが好ましい。 In the above formula, R 1 is alkyl having 1 to 3 carbon atoms, R 2 is alkyl having 1 to 5 carbon atoms or trialkylsilyl having 3 or 4 carbon atoms, R 3 is alkyl having 1 to 3 carbon atoms, and R 4 is methyl Or ethyl. M is an integer from 0 to 5, n is an integer from 0 to 3, and m + n is a number that is 5 or less. Among them, m and n are 0, or m is 0, n is 1, and R 2 is —CH 3 , —CH 2 CH 3 , —CH (CH 3 ) 2 , —C (CH 3 ) 3 , or —Si ( Those of CH 3 ) 3 are preferred. R 3 represents alkyl having 1 to 3 carbon atoms, and R 4 represents methyl or ethyl. In combination with R 1 and R 2 , a compound in which the tantalum compound is liquid at room temperature is preferable, for example, m = 0, n = 0, or m = 0, n = 1, R 2 is methyl or ethyl, and R 3 and R 4 are preferably methyl or ethyl. In particular, m = 0, n = 1, R 2 is ethyl, R 3 is methyl, R 4 is methyl, m = 0, n = 0, R 3 is ethyl, R 4 methyl, m = 0 N = 1, R 2 is ethyl, R 3 is ethyl, and R 4 is methyl.
本発明のタンタル化合物は式２で表されるタンタル化合物と式３で表されるシクロペンタジエン誘導体を有機溶媒中で反応させることにより製造することができる。具体的には例えば上記式２で表されるタンタル化合物を有機溶媒に溶解し、上記式３で表されるシクロペンタジエン誘導体を加えて３０分〜５０時間反応させる。反応終了後、溶媒を留去して減圧蒸留、再結晶等の方法により精製すると、式１で表されるタンタル化合物が得られる。反応溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、ジエチルエーテル、ＴＨＦ等が使用できる。反応温度は特に限定されないが、式３で表されるシクロペンタジエン誘導体として、シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエン、エチルシクロペンタジエン等の２量化しやすいシクロペンタジエン類と反応させる場合には、加熱により２量化が進行しやすくなり、シクロペンタジエン類の２量体が生成すると、目的とするタンタル化合物との分離に手間がかかる。このためシクロペンタジエン類が２量化しにくい室温（２５℃）付近が好ましい。
The tantalum compound of the present invention can be produced by reacting the tantalum compound represented by
本発明の式１で表されるタンタル化合物を原料として、タンタル含有薄膜を形成することができる。その方法は特に限定されないが、一般に、タンタル化合物をガス、液体あるいは溶液で基板上に供給し、基板上で分解することにより行なわれる。ガス化の方法としてはタンタル化合物を加熱して気化させる方法、加熱した液体のタンタル化合物中に不活性キャリアガスを導入し、バブリングすることにより気化させる方法、タンタル化合物を有機溶媒に溶かして溶液とし、気化器に送って気化器内で気化させる方法等がある。また、液体あるいは溶液で供給する方法としてはスピンコート法、ディップ法、噴霧法等がある。溶液で使用する場合に用いられる有機溶媒としては、タンタル化合物と反応しないものであれば特に限定されないがヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン等の炭化水素類が好ましい。基板上での分解は熱だけでも可能だが、プラズマ、光等を併用しても良い。 A tantalum-containing thin film can be formed using the tantalum compound represented by Formula 1 of the present invention as a raw material. Although the method is not particularly limited, it is generally carried out by supplying a tantalum compound with a gas, liquid or solution onto the substrate and decomposing it on the substrate. As a gasification method, a tantalum compound is heated and vaporized, an inert carrier gas is introduced into the heated liquid tantalum compound and vaporized by bubbling, and the tantalum compound is dissolved in an organic solvent to form a solution. There is a method of sending to a vaporizer and vaporizing in the vaporizer. Examples of the method of supplying the liquid or solution include a spin coating method, a dip method, and a spray method. The organic solvent used in the solution is not particularly limited as long as it does not react with the tantalum compound, but hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, octane, toluene and xylene are preferable. Decomposition on the substrate is possible only with heat, but plasma, light, etc. may be used in combination.
また、モノシラン、ジシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のＳｉ含有ガス、アンモニア、メチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、エチルヒドラジン、ジエチルヒドラジン、ブチルヒドラジン、フェニルヒドラジン、アジ化エチル、アジ化ブチル、アジ化フェニル等のＮ含有ガス、酸素、水素等を供給して成膜することにより金属タンタル、窒化タンタル、炭化タンタル、炭窒化タンタル、珪化タンタル、珪窒化タンタル、酸化タンタル等のタンタル含有膜を形成することができる。 Also, Si-containing gas such as monosilane, disilane, dichlorosilane, trichlorosilane, tetrachlorosilane, ammonia, methyl hydrazine, dimethyl hydrazine, ethyl hydrazine, diethyl hydrazine, butyl hydrazine, phenyl hydrazine, ethyl azide, butyl azide, azide N-containing gas such as phenyl, oxygen, hydrogen, etc. are supplied to form a tantalum-containing film such as metal tantalum, tantalum nitride, tantalum carbide, tantalum carbonitride, tantalum silicide, tantalum silicon nitride, and tantalum oxide. be able to.
本発明のタンタル化合物は、後述の実施例にも記載したように、ＴＧ−ＤＴＡにおける気化開始温度以下の温度域での重量減少が少なく、既知化合物であるｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３に比べてフローガス中の水分による影響を受けにくく、ＣＶＤ材料として安定に気化することができる。またこの材料によりタンタル含有薄膜の形成が可能だが、特に窒化タンタル膜の場合には、フローガス中の水分の影響を受けにくいため膜中酸素の少ない膜の形成が期待できる。 As described in Examples below, the tantalum compound of the present invention has little weight loss in the temperature range below the vaporization start temperature in TG-DTA, and is a known compound t BuN = Ta (NEt 2 ) 3 . In comparison, it is less affected by moisture in the flow gas, and can be stably vaporized as a CVD material. In addition, although a tantalum-containing thin film can be formed with this material, in particular, in the case of a tantalum nitride film, it is difficult to be affected by moisture in the flow gas, so that formation of a film with little oxygen in the film can be expected.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、実施例により詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail by way of examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
（実施例１）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２Ｃｐの合成
ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３ １．２０ｇ（２．５７ｍｍｏｌ）をトルエン３ｍｌに溶解した。氷浴により冷却してシクロペンタジエン０．６３ｍｌ（７．７０ｍｍｏｌ）を滴下後、８０℃のオイルバスで１時間加熱した。反応混合物から溶媒と揮発成分を減圧留去して橙色液体を得た。これを減圧蒸留してｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２Ｃｐの黄色液体０．７０ｇ（収率５８．８％）を得た。
(Example 1) t BuN = Ta (NEt 2) 2 Cp Synthesis of
t BuN = Ta (NEt 2 ) 3 1.20 g (2.57 mmol) was dissolved in 3 ml of toluene. After cooling with an ice bath and adding 0.63 ml (7.70 mmol) of cyclopentadiene dropwise, the mixture was heated in an oil bath at 80 ° C. for 1 hour. The solvent and volatile components were distilled off from the reaction mixture under reduced pressure to obtain an orange liquid. This was distilled under reduced pressure to obtain 0.70 g (yield 58.8%) of a yellow liquid of t BuN = Ta (NEt 2 ) 2 Cp.
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）
δ：５．９７（ｓ，５Ｈ，Ｃ５ Ｈ ５）、３．４８（ｑ，Ｊ＝７Ｈｚ，８Ｈ，ＣＨ３ＣＨ ２Ｎ）、１．２５（ｓ，９Ｈ，（ＣＨ ３）３ＣＮ）、１．１１（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，１２Ｈ，ＣＨ ３ＣＨ２Ｎ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）
δ：１０６．００（Ｃ ５Ｈ５）、６４．９１（（ＣＨ３）３ ＣＮ）、５３．１０（ＣＨ３ ＣＨ２Ｎ）、３３．９２（（ＣＨ３）３ＣＮ）、１６．９１（ＣＨ３ＣＨ２Ｎ）。
1 H-NMR (Benzene-d 6 )
δ: 5.97 (s, 5H, C 5 H 5), 3.48 (q, J = 7Hz, 8H, CH 3 C H 2 N), 1.25 (s, 9H, (C H 3) 3 CN), 1.11 (t, J = 6.8 Hz, 12H, C H 3 CH 2 N)
13 C-NMR (Benzene-d 6 )
δ: 106.00 (C 5 H 5 ), 64.91 ((CH 3) 3 C N), 53.10 (CH 3 C H 2 N), 33.92 ((C H 3) 3 CN), 16.91 ( C H 3 CH 2 N).
（実施例２）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２ＥｔＣｐの合成
ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３ １．２３ｇ（２．６４ｍｍｏｌ）をトルエン３ｍｌに溶解した。氷浴により冷却してエチルシクロペンタジエン１．５３ｍｌ（１３．２ｍｍｏｌ）を滴下後、５０℃のオイルバスで１７時間加熱した。反応混合物から溶媒と揮発成分を減圧留去して橙色液体を得た。これを減圧蒸留してｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２ＥｔＣｐの黄色液体０．３４ｇ（収率２６．５％）を得た。
Example 2 Synthesis of t BuN = Ta (NEt 2 ) 2 EtCp
t BuN = Ta (NEt 2 ) 3 1.23 g (2.64 mmol) was dissolved in 3 ml of toluene. After cooling with an ice bath and adding 1.53 ml (13.2 mmol) of ethylcyclopentadiene dropwise, the mixture was heated in an oil bath at 50 ° C. for 17 hours. The solvent and volatile components were distilled off from the reaction mixture under reduced pressure to obtain an orange liquid. This was distilled under reduced pressure to obtain 0.34 g (yield 26.5%) of a yellow liquid of t BuN = Ta (NEt 2 ) 2 EtCp.
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）
δ：５．８９（ｔ，Ｊ＝２．５Ｈｚ，２Ｈ，Ｃ５ Ｈ ４Ｅｔ）、５．８７（ｔ，Ｊ＝２．８Ｈｚ，２Ｈ，Ｃ５ Ｈ ４Ｅｔ）、３．５２（ｑ，Ｊ＝７Ｈｚ，８Ｈ，ＣＨ３ＣＨ ２Ｎ）、２．５５（ｑ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨ ２Ｃｐ）、１．２８（ｓ，９Ｈ，（ＣＨ ３）３ＣＮ）、１．１４（ｔ，Ｊ＝７Ｈｚ，１５Ｈ，ＣＨ ３ＣＨ２Ｃｐ，ＣＨ ３ＣＨ２Ｎ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）
δ：１２８．５０（Ｃ ５Ｈ４Ｅｔ）、１０５．３７（Ｃ ５Ｈ４Ｅｔ）、１０４．７１（Ｃ ５Ｈ４Ｅｔ）、６４．９６（（ＣＨ３）３ ＣＮ）、５３．０１（ＣＨ３ ＣＨ２Ｎ）、３３．９１（（ＣＨ３）３ＣＮ）、２３．４２（ＣＨ３ ＣＨ２Ｃｐ）、１７．０２（ＣＨ３ＣＨ２Ｎ）、１６．４２（ＣＨ３ＣＨ２Ｃｐ）。
1 H-NMR (Benzene-d 6 )
δ: 5.89 (t, J = 2.5 Hz, 2H, C 5 H 4 Et), 5.87 (t, J = 2.8 Hz, 2H, C 5 H 4 Et), 3.52 (q, J = 7Hz, 8H, CH 3 C H 2 N), 2.55 (q, J = 7.7Hz, 2H, CH 3
13 C-NMR (Benzene-d 6 )
δ: 128.50 (C 5 H 4 Et), 105.37 (C 5
（実施例３）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＭｅ２）２ＥｔＣｐの合成
ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＭｅ２）３０．６１ｇ（１．５８ｍｍｏｌ）をトルエン５ｍｌに溶解し、エチルシクロペンタジエン０．９２ｍｌ（７．９１ｍｍｏｌ）を加えた。室温で２１時間攪拌後、反応混合物中の固体をろ別してろ液から溶媒と揮発成分を留去して褐色液体を得た。これを減圧蒸留してｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＭｅ２）２ＥｔＣｐの黄色液体０．３１ｇ（収率４４．６％）を得た。
Example 3 Synthesis of t BuN = Ta (NMe 2 ) 2 EtCp
0.61 g (1.58 mmol) of t BuN = Ta (NMe 2 ) 3 was dissolved in 5 ml of toluene, and 0.92 ml (7.91 mmol) of ethylcyclopentadiene was added. After stirring at room temperature for 21 hours, the solid in the reaction mixture was filtered off, and the solvent and volatile components were distilled off from the filtrate to obtain a brown liquid. This was distilled under reduced pressure to obtain 0.31 g (yield 44.6%) of a yellow liquid of t BuN = Ta (NMe 2 ) 2 EtCp.
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）
δ：５．８９（ｔ，Ｊ＝２．５Ｈｚ，２Ｈ，Ｃ５ Ｈ ４Ｅｔ）、５．８６（ｔ，Ｊ＝２．８Ｈｚ，２Ｈ，Ｃ５ Ｈ ４Ｅｔ）、３．２８（ｓ，１２Ｈ，（ＣＨ ３）２Ｎ）、２．４７（ｑ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨ ２Ｃｐ）、１．２９（ｓ，９Ｈ，（ＣＨ ３）３ＣＮ）、１．１１（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨ２Ｃｐ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（Ｂｅｎｚｅｎｅ−ｄ６）
δ：１２９．６４（Ｃ ５Ｈ４Ｅｔ）、１０５．５５（Ｃ ５Ｈ４Ｅｔ）、１０３．９７（Ｃ ５Ｈ４Ｅｔ）、６４．８９（（ＣＨ３）３ ＣＮ）、５２．５１（（ＣＨ３）２Ｎ）、３４．１９（（ＣＨ３）３ＣＮ）、２２．６６（ＣＨ３ ＣＨ２Ｃｐ）、１５．４６（ＣＨ３ＣＨ２Ｃｐ）。
1 H-NMR (Benzene-d 6 )
δ: 5.89 (t, J = 2.5 Hz, 2H, C 5 H 4 Et), 5.86 (t, J = 2.8 Hz, 2H, C 5 H 4 Et), 3.28 (s, 12H, (C H 3 ) 2 N), 2.47 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH 3 C H 2 Cp), 1.29 (s, 9H, (C H 3 ) 3 CN), 1.11 (t, J = 7.5 Hz, 3H, C H 3 CH 2 Cp)
13 C-NMR (Benzene-d 6 )
δ: 129.64 (C 5 H 4 Et), 105.55 (C 5
（実施例４）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２Ｃｐの熱分析
サンプル量１５．２ｍｇ、フローガス（Ａｒ）４００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＴＧ−ＤＴＡを測定した。結果を図１に示す。密閉容器を使用し、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＤＳＣを測定した。結果を図２に示す。ＴＧより気化特性、ＤＳＣより分解特性がわかるが、測定結果よりこのタンタル化合物は気体として安定な温度範囲を有し、ＣＶＤ法による成膜原料として適していることがわかった。また、タンタル化合物の気化ではなく、フローガス中の水分による分解と考えられる４５〜５５℃における重量減少は０．２９２％と少なかった。
(Example 4) Thermal analysis of t BuN = Ta (NEt 2 ) 2 Cp TG-DTA was measured at a sample amount of 15.2 mg, a flow gas (Ar) of 400 ml / min, and a heating rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. Using an airtight container, DSC was measured at a heating rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. Vaporization characteristics can be seen from TG and decomposition characteristics can be seen from DSC. From the measurement results, it was found that this tantalum compound has a stable temperature range as a gas and is suitable as a raw material for film formation by CVD. Further, the weight loss at 45 to 55 ° C., which is considered to be decomposition due to moisture in the flow gas, not vaporization of the tantalum compound was as small as 0.292%.
（実施例５）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２ＥｔＣｐの熱分析
サンプル量２１．４ｍｇ、フローガス（Ａｒ）４００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＴＧ−ＤＴＡを測定した。結果を図３に示す。密閉容器を使用し、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＤＳＣを測定した。結果を図４に示す。測定結果よりこのタンタル化合物は気体として安定な温度範囲を有し、ＣＶＤ法による成膜原料として適していることがわかった。また、タンタル化合物の気化ではなく、フローガス中の水分による分解と考えられる４５〜５５℃における重量減少は０．１４４％と少なかった。
(Example 5) Thermal analysis of t BuN = Ta (NEt 2 ) 2 EtCp TG-DTA was measured at a sample amount of 21.4 mg, a flow gas (Ar) of 400 ml / min, and a heating rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. Using an airtight container, DSC was measured at a heating rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. From the measurement results, it was found that this tantalum compound has a stable temperature range as a gas and is suitable as a film forming raw material by the CVD method. In addition, the weight loss at 45 to 55 ° C., which is considered to be decomposition due to moisture in the flow gas, not vaporization of the tantalum compound was as small as 0.144%.
（実施例６）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＭｅ２）２ＥｔＣｐの熱分析
サンプル量２１．０ｍｇ、フローガス（Ａｒ）４００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＴＧ−ＤＴＡを測定した。結果を図５に示す。密閉容器を使用し、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＤＳＣを測定した。結果を図６に示す。測定結果よりこのタンタル化合物は気体として安定な温度範囲を有し、ＣＶＤ法による成膜原料として適していることがわかった。また、タンタル化合物の気化ではなく、フローガス中の水分による分解と考えられる４５〜５５℃における重量減少は０．１５６％と少なかった。
(Example 6) Thermal analysis of t BuN = Ta (NMe 2 ) 2 EtCp TG-DTA was measured at a sample amount of 21.0 mg, a flow gas (Ar) of 400 ml / min, and a heating rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. Using an airtight container, DSC was measured at a heating rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. From the measurement results, it was found that this tantalum compound has a stable temperature range as a gas and is suitable as a film forming raw material by the CVD method. Further, the weight loss at 45 to 55 ° C., which is considered to be decomposition due to moisture in the flow gas, not vaporization of the tantalum compound was as small as 0.156%.
（比較例１）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３のＴＧ−ＤＴＡ測定
サンプル量１２．４ｍｇ、フローガス（Ａｒ）４００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＴＧ−ＤＴＡを測定した。タンタル化合物の気化ではなく、フローガス中の水分による分解と考えられる４５〜５５℃における重量減少は０．４３６％であった。
(Comparative Example 1) TG-DTA measurement of t BuN = Ta (NEt 2 ) 3 TG-DTA was measured at a sample amount of 12.4 mg, flow gas (Ar) of 400 ml / min, and a heating rate of 10 ° C./min. The weight loss at 45 to 55 ° C., which is considered to be decomposition due to moisture in the flow gas, not vaporization of the tantalum compound, was 0.436%.
（実施例７）ｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２Ｃｐを原料とした窒化タンタル膜の形成
１．５Ｐａに減圧した反応槽中にＳｉＯ２膜付Ｓｉ基板を設置し、ヒーターで６００℃に加熱した。ここにステンレス製容器内で１８０℃に加熱して気化させたｔＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）２Ｃｐを供給して成膜を行なった。膜組成をＸ線回折により確認したところＴａＮであり、膜厚をＳＥＭにより測定したところ１００ｎｍだった。
(Example 7) t BuN = Ta (NEt 2) the Si substrate with the SiO 2 film was placed 2 Cp A reaction vessel was evacuated to form 1.5Pa tantalum nitride film as a raw material, heated to 600 ° C. by the heater did. It was performed deposited here in a stainless steel vessel t vaporizing by heating to 180 ° C. in BuN = Ta (NEt 2) to supply 2 Cp. When the film composition was confirmed by X-ray diffraction, it was TaN, and when the film thickness was measured by SEM, it was 100 nm.
Claims (7)
A method for forming a tantalum-containing thin film, wherein the tantalum compound according to claim 1 is used as a raw material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003368973A JP2005132756A (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003368973A JP2005132756A (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005132756A true JP2005132756A (en) | 2005-05-26 |
Family
ID=34646478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003368973A Pending JP2005132756A (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005132756A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036612A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Yazaki Corp | Instrument device |
| WO2010012595A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate |
| JP2010505002A (en) * | 2006-09-28 | 2010-02-18 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | Heteroleptic organometallic compounds |
| JP2012505177A (en) * | 2008-10-07 | 2012-03-01 | 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 | Organometallic precursors of niobium and vanadium for thin film deposition |
| US8470401B2 (en) | 2006-10-26 | 2013-06-25 | L'Air Liquide, Socété Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Use of group V metal containing precursors for a process of depositing a metal containing film |
| KR20170073947A (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 삼성전자주식회사 | Tantalum compound and methods of forming thin film and integrated circuit device |
| CN110073474A (en) * | 2016-12-30 | 2019-07-30 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | Zirconium precursors, hafnium precursors, titanium precursor and the film for containing the 4th race using its deposition |
-
2003
- 2003-10-29 JP JP2003368973A patent/JP2005132756A/en active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010505002A (en) * | 2006-09-28 | 2010-02-18 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | Heteroleptic organometallic compounds |
| US8470401B2 (en) | 2006-10-26 | 2013-06-25 | L'Air Liquide, Socété Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Use of group V metal containing precursors for a process of depositing a metal containing film |
| JP2009036612A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Yazaki Corp | Instrument device |
| KR20110041498A (en) * | 2008-08-01 | 2011-04-21 | 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 | Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate |
| JP2011530002A (en) * | 2008-08-01 | 2011-12-15 | 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 | Method for forming a tantalum-containing layer on a substrate |
| WO2010012595A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate |
| US9085823B2 (en) | 2008-08-01 | 2015-07-21 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate |
| KR101589777B1 (en) * | 2008-08-01 | 2016-01-28 | 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 | Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate |
| JP2012505177A (en) * | 2008-10-07 | 2012-03-01 | 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 | Organometallic precursors of niobium and vanadium for thin film deposition |
| KR20170073947A (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 삼성전자주식회사 | Tantalum compound and methods of forming thin film and integrated circuit device |
| KR102627456B1 (en) | 2015-12-21 | 2024-01-19 | 삼성전자주식회사 | Tantalum compound and methods of forming thin film and integrated circuit device |
| CN110073474A (en) * | 2016-12-30 | 2019-07-30 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | Zirconium precursors, hafnium precursors, titanium precursor and the film for containing the 4th race using its deposition |
| CN110073474B (en) * | 2016-12-30 | 2023-09-01 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | Zirconium precursor, hafnium precursor, titanium precursor and group 4-containing film deposited using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7329768B2 (en) | Chemical vapor deposition precursors for deposition of tantalum-based materials | |
| KR101659725B1 (en) | Volatile dihydropyrazinyl and dihydropyrazine metal complexes | |
| EP1921061B1 (en) | Metal-containing compound, process for producing the same and method of forming a metal-containing thin film | |
| JP5275243B2 (en) | Novel group V metal-containing precursors and their use for the deposition of metal-containing films | |
| JP5148186B2 (en) | Imido complex, method for producing the same, metal-containing thin film, and method for producing the same | |
| US9121093B2 (en) | Bis-ketoiminate copper precursors for deposition of copper-containing films and methods thereof | |
| US7592471B2 (en) | Tantalum compound, method for producing same, tantalum-containing thin film and method for forming same | |
| JP2006241137A (en) | VOLATILE METAL beta-KETOIMINATO COMPLEX | |
| JP2007508389A (en) | A tantalum amide complex for depositing a tantalum-containing film and a method of manufacturing the same | |
| US6337148B1 (en) | Copper source reagent compositions, and method of making and using same for microelectronic device structures | |
| JP2011529135A (en) | Heteroleptic cyclopentadienyl transition metal precursor for the deposition of transition metal containing films | |
| JP2022070966A (en) | Metal complexes containing cyclopentadienyl ligands | |
| TWI756699B (en) | New group v and vi transition metal precursors for thin film deposition | |
| JP2010111672A (en) | Group 2 metal precursor for depositing group 2 metal oxide film | |
| JP2005132756A (en) | Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film | |
| JP5096016B2 (en) | Tantalum compound and method for producing the same, tantalum-containing thin film using the same and method for forming the same | |
| US10011903B2 (en) | Manganese-containing film forming compositions, their synthesis, and use in film deposition | |
| KR20210058370A (en) | Tungsten Compound, Method for Preparation of the Same, and Tungsten-Containing Thin Film, Method of Manufacturing the Same | |
| TW202229302A (en) | Lanthanide and lanthanide-like transition metal complexes | |
| JP2005132757A (en) | Tantalum compound, method for producing the same and method for forming tantalum-containing thin film | |
| KR20210058289A (en) | Tungsten Precursor, Method for Preparation of the Same, and Tungsten-Containing Thin Film, Method of Manufacturing the Same | |
| JP7363688B2 (en) | Titanium complex, method for producing the same, and method for producing a titanium-containing thin film | |
| JP4289141B2 (en) | ORGANIC SILICON COMPOUND, SOLUTION RAW MATERIAL, AND METHOD FOR FORMING SILICON-CONTAINING FILM USING THE COMPOUND | |
| JP2003201563A (en) | SOLUTION RAW MATERIAL FOR METAL ORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION METHOD CONTAINING beta-DIKETONATE COMPLEX OF COPPER (II), AND COPPER THIN FILM PRODUCED BY USING THE SAME | |
| JP2015048343A (en) | Silicon nitride film raw material, and silicon nitride film obtained from this raw material |