JP6781165B2 - ホウ素含有化合物、組成物、及びホウ素含有膜の堆積方法 - Google Patents
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- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
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Description
基材を反応器中に提供する工程と、
以下の式I及びII:
基材の少なくとも1つの表面を反応チャンバー中に提供する工程と;以下の式I及びII:
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.反応器をパージガスでパージする工程と、
d.酸素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
e.反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜eが、膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法が提供される。1つの特定の実施形態において、堆積工程は、約室温〜約1000℃、又は室温〜約400℃、又は室温〜約300℃、又は室温〜約200℃、又は室温〜約100℃の範囲の1つ又は複数の温度で行われる。
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.反応器をパージガスでパージする工程と、
d.酸素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
e.反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を反応器中に導入する工程と、
g.反応器をパージガスでパージする工程と、
h.酸素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
i.反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法が提供される。幾つかの実施形態において、工程b〜eが繰り返され、次いで、工程f〜iが繰り返されて、酸化ホウ素及び酸化ケイ素からなるナノラミネート層を堆積する。他の実施形態において、工程f〜iを行い繰り返して、その後、工程b〜eを繰り返すことができる。ナノラミネートのために、酸化ケイ素の厚さは、1〜5000Å、10〜2000Å、50〜1500Å、50〜1000Å、50〜500Åの範囲であることができ、一方で、酸化ホウ素の厚さは、1〜5000Å、10〜2000Å、50〜1500Å、50〜1000Å、50〜500Åの範囲である。1つの特定の実施形態において、堆積工程は、約室温〜約1000℃、又は室温〜約400℃、又は室温〜約300℃、又は室温〜約200℃、又は室温〜約100℃の範囲の1つ又は複数の温度で行われる。別の特定の実施形態において、ケイ素含有源が、少なくとも1つのSiH3基を有する場合、例えば、ジイソプロピルアミノシラン、ジ−sec−ブチルアミノシラン、ジイソプロピルアミノジシラン、ジ−sec−ブチルアミノジシランが用いられる場合、堆積工程は200℃未満の温度で行われる。
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.反応器をパージガスでパージする工程と、
d.窒素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
e.反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜eが、膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法が提供される。1つの特定の実施形態において、堆積工程は、約室温〜約1000℃、又は室温〜約400℃、又は室温〜約300℃、又は室温〜約200℃、又は室温〜約100℃の範囲の1つ又は複数の温度で行われる。
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.反応器をパージガスでパージする工程と、
d.窒素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
e.反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を反応器中に導入する工程と、
g.反応器をパージガスでパージする工程と、
h.窒素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
i.反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜gが、膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法が提供される。幾つかの実施形態において、工程b〜eが繰り返され、次いで、工程f〜iが繰り返されて、窒化ホウ素及び窒化ケイ素からなるナノラミネート層を堆積する。他の実施形態において、最初に工程f〜iを行い繰り返して、その後、工程b〜eを繰り返すことができる。ナノラミネートのために、窒化ケイ素の厚さは、1〜5000Å、10〜2000Å、50〜1500Å、50〜1000Å、50〜500Åの範囲であることができ、一方で、窒化ホウ素の厚さは、1〜5000Å、10〜2000Å、50〜1500Å、50〜1000Å、50〜500Åの範囲である。1つの特定の実施形態において、堆積工程は、約室温〜約1000℃、又は室温〜約400℃、又は室温〜約300℃、又は室温〜約200℃、又は室温〜約100℃の範囲の1つ又は複数の温度で行われる。別の特定の実施形態において、ケイ素含有源が、少なくとも1つのSiH3基を有する場合、例えば、ジイソプロピルアミノシラン、ジ−sec−ブチルアミノシラン、ジイソプロピルアミノジシラン、ジ−sec−ブチルアミノジシランが用いられる場合、堆積工程は200℃未満の温度で行われる。
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.反応器をパージガスでパージする工程と、
d.窒素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
e.反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つの金属含有源を反応器中に導入する工程と、
g.反応器をパージガスでパージする工程と、
h.窒素含有源を提供して、少なくとも1つの表面上に膜を堆積する堆積工程と、
i.反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜gが、膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法が提供される。幾つかの実施形態において、工程b〜eが繰り返され、次いで、工程f〜iが繰り返されて、窒化ホウ素及び金属窒化物からなるナノラミネート層を堆積する。他の実施形態において、最初に工程f〜iを行い繰り返して、その後、工程b〜eを繰り返すことができる。ナノラミネートのために、金属窒化物の厚さは、1〜5000Å、10〜2000Å、50〜1500Å、50〜1000Å、50〜500Åの範囲であることができ、一方で、窒化ホウ素の厚さは、1〜5000Å、10〜2000Å、50〜1500Å、50〜1000Å、50〜500Åの範囲である。1つの特定の実施形態において、堆積工程は、約室温〜約1000℃、又は室温〜約400℃、又は室温〜約300℃、又は室温〜約200℃、又は室温〜約100℃の範囲の1つ又は複数の温度で行われる。金属含有源を使用する方法の実施形態において、金属含有源としては、限定されないが、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム、トリス(エチルメチルアミノ)アルミニウム、塩化アルキルアルミニウム(例えば、塩化メチルアルミニウム、DMACl)、AlCl3、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム、塩化メチルアルミニウム(MeAlCl2)、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム(TDMAA)、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム(TDMAA)、及びトリス(ジエチルアミノ)アルミニウム(TDEAA)、塩化ジルコニウム(ZrCl4)、テトラキス(ジメチルアミノ)ジルコニウム(TDMAZ)、テトラキス(ジエチルアミノ)ジルコニウム(TDEAZ)、テトラキス(エチルメチルアミノ)ジルコニウム(TEMAZ)、テトラキス(ジメチルアミノ)ハフニウム(TDMAH)、テトラキス(ジエチルアミノ)ハフニウム(TDEAH)、及びテトラキス(エチルメチルアミノ)ハフニウム(TEMAH)、塩化チタン(TiCl4)、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン(TDMAT)、テトラキス(ジエチルアミノ)チタン(TDEAT)、テトラキス(エチルメチルアミノ)チタン(TEMAT)、塩化バナジウム、テトラキス(ジメチルアミノ)バナジウム(TDMAV)、テトラキス(ジエチルアミノ)バナジウム(TDEAV)、テトラキス(エチルメチルアミノ)バナジウム(TEMAV)、塩化タンタル(TaCl5)、tert−ブチルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル(TBTDET)、tert−ブチルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(TBTDMT)、tert−ブチルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル(TBTEMT)、エチルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル(EITDET)、エチルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(EITDMT)、エチルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル(EITEMT)、tert−アミルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(TAIMAT)、tert−アミルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル、ペンタキス(ジメチルアミノ)タンタル、tert−アミルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル、六フッ化タングステン、六塩化タングステン、五塩化タングステン、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(ジメチルアミノ)タングステン(BTBMW)、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(ジエチルアミノ)タングステン、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(エチルメチルアミノ)タングステン、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
13.56MHzの直接プラズマを持つシャワーヘッド設計を備えたCN−1反応器中にシリコンウエハを設置し、2Torrのチャンバー圧力で300℃に加熱した。公知のホウ素含有前駆体のトリス(ジメチルアミノ)ボラン(TDMAB)をホウ素前駆体として使用し、ベーパードロー法を使用して反応器チャンバーに輸送した。ALDサイクルは以下のプロセス工程で構成されていた:
a.反応器及び装填ウエハを準備する
・チャンバー圧力:2Torr
b.反応器にホウ素含有前駆体を導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・TDMABパルス:0.5秒間
c.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
d.プラズマを導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・プラズマ電力:125W
・プラズマパルス:10秒間
e.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間。
工程b〜eを、それぞれ、200サイクル、400サイクル、及び600サイクル繰り返した。窒化ホウ素についての成長速度を、0.10Å/サイクルとして、サイクル数に対する厚さのグラフから計算した。
13.56MHzの直接プラズマを持つシャワーヘッド設計を備えたCN−1反応器中にシリコンウエハを設置し、2Torrのチャンバー圧力で300℃に加熱した。ホウ素前駆体としてジ−sec−ブチルアミノボラン(DSBAB)を、ベーパードロー法を使用して反応器チャンバーに輸送した。ALDサイクルは以下のプロセス工程で構成されていた:
a.反応器及び装填ウエハを準備する
・チャンバー圧力:2Torr
b.反応器にホウ素含有前駆体を導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・DSBABパルス:0.5〜1.5秒間
c.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
d.プラズマを導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・プラズマ電力:125W
・プラズマパルス:20秒間
e.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間。
工程b〜eを、図1に示されるようなホウ素飽和試験について、それぞれ、0.5秒間、1.0秒間、及び1.5秒間のDSBABパルスを使用して200サイクル繰り返し、DSBABが約1秒間でALD自己制御に達したことを示した。図2は、工程b〜eを、様々なN2パルスを用いて200サイクル繰り返して、N2プラズマが約10秒間でALD自己制御に達することが確かめられたことを示している。別の実験において、工程b〜eを、それぞれ、100サイクル、200サイクル、及び500サイクル繰り返した。窒化ホウ素についての成長速度を、0.14Å/サイクルとしてサイクル数に対する厚さのグラフから計算し、DSBABが比較例1で説明したTDMABより高い成長速度を有することを示した。別のセットの実験では、工程b〜eを、100〜400℃の温度で、DSBAB/パージ/N2プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間の条件で200サイクル繰り返した。ここで図3を参照すると、図3では、様々な基材温度で、窒化ホウ素がDSBAB及びN2プラズマから堆積したことを示し、DSBABが、ALD堆積プロセス(例えば、約150〜約350℃で行われたALDプロセス)での使用に適していることを示した。
13.56MHzの直接プラズマを持つシャワーヘッド設計を備えたCN−1反応器中にシリコンウエハを設置し、2Torrのチャンバー圧力で300℃に加熱した。ホウ素前駆体としてジ−sec−ブチルアミノボラン(DSBAB)、及び有機アミノシラン前駆体としてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)を、ベーパードロー法を使用して反応器チャンバーに輸送した。ALDサイクルは以下のプロセスパラメータで構成されていた:
a.反応器及び装填ウエハを準備する
・チャンバー圧力:2Torr
b.反応器にホウ素含有前駆体を導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・DSBABパルス:0.5秒間
c.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
d.プラズマを導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・プラズマ電力:125W
・プラズマパルス:20秒間
e.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
f.反応器に有機アミノシラン含有前駆体を導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・DIPASパルス:1秒間
g.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
h.プラズマを導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・プラズマ電力:125W
・プラズマパルス:10秒間
i.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間。
この例において、工程b〜eを有する窒化ホウ素を1回と、その後、工程f〜iを有する窒化ケイ素を5回とからなる1つのスーパーサイクル(super cycle)(すなわち、スーパーサイクル=窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=0.5秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×1サイクル+窒化ケイ素:(DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)を繰り返した。そのスーパーサイクルを200回(すなわち、(窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=0.5秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×1サイクル+窒化ケイ素:(DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)×200サイクル)繰り返した。透過型電子顕微鏡(TEM)測定は以下の厚さ:155Åのホウ素ドープ窒化ケイ素を示した。得られた膜の二次イオン質量分析法(SIMS)での分析では、以下の組成:B=5.99at%、Si=33.0at%、N=46.83at%、O=2.35at%、C=1.89at%、H=9.94at%を示した。別の実験において、工程b〜eを有する窒化ホウ素を2回と、その後、工程f〜iを有する窒化ケイ素を5回とからなる1つのスーパーサイクル(すなわち、(スーパーサイクル=窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=0.5秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×2サイクル+窒化ケイ素:(DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)を繰り返した。そのスーパーサイクルを200回(すなわち、(窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=0.5秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×2サイクル+窒化ケイ素:(DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)×200サイクル)繰り返した。TEM測定は170Åの膜厚を示した。得られた膜の二次イオン質量分析法(SIMS)での分析では、以下の組成:B=12.86at%、Si=26.42at%、N=44.28at%、O=1.42at%、C=4.36at%、H=10.68at%を示した。別の実験において、工程b〜eを有する窒化ホウ素を2回と、その後、工程f〜iを有する窒化ケイ素を10回とからなる1つのスーパーサイクル(すなわち、(スーパーサイクル=窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=0.5秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×1サイクル+窒化ケイ素:(DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×10サイクル)を繰り返した。そのスーパーサイクルを100回(すなわち、(窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=0.5秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×1サイクル+窒化ケイ素:(DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×10サイクル)×100サイクル)繰り返した。TEM測定は150Åの膜厚を示した。得られた膜の二次イオン質量分析法(SIMS)での分析では、以下の組成:B=4.63at%、Si=35.72at%、N=48.89at%、O=2.27at%、C=1.82at%、H=6.67at%を示した。
13.56MHzの直接プラズマを持つシャワーヘッド設計を備えたCN−1反応器中にシリコンウエハを設置し、2Torrのチャンバー圧力で300℃に加熱した。ホウ素前駆体としてジ−sec−ブチルアミノボラン(DSBAB)をベーパードロー法を使用して、及び金属含有前駆体としてテトラキス(ジメチルアミノ)チタン(TDMAT)をバブリング(Ar流量は50sccmであった)を使用して反応器チャンバーに輸送した。ALDサイクルは以下のプロセスパラメータで構成されていた:
a.反応器及び装填ウエハを準備する
・チャンバー圧力:2Torr
b.反応器にホウ素含有前駆体を導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・DSBABパルス:1秒間
c.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
d.プラズマを導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・プラズマ電力:125W
・プラズマパルス:20秒間
e.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間
f.反応器に金属含有前駆体を導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・TDMATパルス:1秒間
g.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:20秒間
h.プラズマを導入する
・N2流の総流量:1000sccm
・プラズマ電力:125W
・プラズマパルス:5秒間
i.パージする
・N2の総流量:1000sccm
・パージ時間:10秒間。
この例において、工程b〜eを有する窒化ホウ素を1回と、その後、工程f〜iを有する窒化チタンを5回とからなる1つのスーパーサイクル(すなわち、スーパーサイクル=窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×1サイクル+窒化チタン:(TDMAT/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/20秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)を繰り返した。そのスーパーサイクルを50回(すなわち、(窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×1サイクル+窒化チタン:(TDMAT/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/20秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)×50サイクル)繰り返した。TEM測定は以下の厚さ:230Åのホウ素ドープ窒化チタンを示した。得られた膜の二次イオン質量分析法(SIMS)での分析では、以下の組成:B=2.82at%、Ti=41.02at%、N=47.73at%、O=2.61at%、C=3.62at%、H=2.48at%を示した。別の実験において、工程b〜eを有する窒化ホウ素を2回と、その後、工程f〜iを有する窒化チタンを5回とからなる1つのスーパーサイクル(すなわち、スーパーサイクル=窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×2サイクル+窒化チタン:(TDMAT/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/20秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)を繰り返した。そのスーパーサイクルを50回(すなわち、窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×2サイクル+窒化チタン:(TDMAT/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/20秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)×50サイクル)繰り返した。TEM測定は以下の厚さ:220Åのホウ素ドープ窒化チタンの膜厚を示した。得られた膜の二次イオン質量分析法(SIMS)での分析では、以下の組成:B=5.90at%、Ti=37.58at%、N=46.95at%、O=1.85at%、C=4.12at%、H=3.59at%を示した。図4では、ホウ素含有量に対する、堆積したホウ素ドープ窒化チタンの抵抗率を示し、堆積パラメータを変化させることで、膜特性を調整することができることを示した。コンフォマリティ又は段差被覆率を試験するために、AR=12:1(幅=95nm、深さ=1160nm)を有するパターンウエハ片を用いた。この実験において、工程b〜eを有する窒化ホウ素を2回と、その後、工程f〜iを有する窒化チタンを5回とからなる1つのスーパーサイクル(すなわち、(スーパーサイクル=窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×2サイクル+窒化チタン:(TDMAT/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/20秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)を繰り返した。そのスーパーサイクルを50回(すなわち、窒化ホウ素:(DSBAB/パージ/プラズマ/パージ=1秒間/10秒間/20秒間*/10秒間)×2サイクル+窒化チタン:(TDMAT/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/20秒間/10秒間*/10秒間)×5サイクル)×50サイクル:(10サイクルについては、DIPAS/パージ/プラズマ/パージ=1.0秒間/10秒間/10秒間*/10秒間)×50サイクル)繰り返した。TEM測定(図5)は、以下の厚さ:上部220Å、中央部220Å、及び下部220Åを示し、それは、100%のコンフォマリティ又は段差被覆率に相当する。
本発明の実施形態としては、以下の実施形態を挙げることができる。
(付記1)
式Iを有する化合物及び式IIを有する化合物からなる群より選択され、
(付記2)
前記化合物が、ジメチルアミノボラン、ジエチルアミノボラン、エチルメチルアミノボラン、ジイソプロピルアミノボラン、ジ−sec−ブチルアミノボラン、N−エチルシクロヘキシルアミノボラン、N−メチルシクロへキシルアミノボラン、N−イソプロピルシクロヘキシルアミノボラン、フェニルメチルアミノボラン、フェニルエチルアミノボラン、ピペリジノボラン、2,6−ジメチルピペリジノボラン、ジイソプロピルアミノジボラン、ジ−sec−ブチルアミノジボラン、2,6−ジメチルピペリジノジボラン、及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジノボランからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記1に記載の前駆体。
(付記3)
(a)式I又はII:
(b)少なくとも1つの溶媒とを含む組成物であって、前記溶媒がある沸点を有し、前記溶媒の沸点と、前記少なくとも1つのホウ素含有前駆体の沸点との間の差が40℃以下である、組成物。
(付記4)
前記化合物が、ジメチルアミノボラン、ジエチルアミノボラン、エチルメチルアミノボラン、ジイソプロピルアミノボラン、ジ−sec−ブチルアミノボラン、N−エチルシクロヘキシルアミノボラン、N−メチルシクロへキシルアミノボラン、N−イソプロピルシクロヘキシルアミノボラン、フェニルメチルアミノボラン、フェニルエチルアミノボラン、ピペリジノボラン、2,6−ジメチルピペリジノボラン、ジイソプロピルアミノジボラン、ジ−sec−ブチルアミノジボラン、2,6−ジメチルピペリジノジボラン、及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジノボランからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記3に記載の組成物。
(付記5)
前記溶媒が、エーテル、3級アミン、アルキル炭化水素、芳香族炭化水素、3級アミノエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記3に記載の組成物。
(付記6)
基材の少なくとも表面上にホウ素含有膜を堆積する方法であって、
反応器中に前記基材を提供する工程と、
以下の式I及びII:
を含む方法。
(付記7)
原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ窒化ケイ素、ホウ素ドープ炭窒化ケイ素、ホウ素ドープ炭酸窒化ケイ素の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。
(付記8)
前記窒素含有源が、アンモニア、ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン、ジアルキルヒドラジン、有機アミン、有機アミンプラズマ、窒素、窒素プラズマ、窒素/水素、窒素/ヘリウム、窒素/アルゴンプラズマ、アンモニアプラズマ、アンモニア/ヘリウムプラズマ、アンモニア/アルゴンプラズマ、アンモニア/窒素プラズマ、NF 3 、NF 3 プラズマ、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記7に記載の方法。
(付記9)
原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ酸化ケイ素、ホウ素ドープ炭酸化ケイ素の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの酸素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの酸素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。
(付記10)
前記酸素含有源が、オゾン、水(H 2 O)(例えば、脱イオン水、精製水、及び/又は蒸留水)、酸素(O 2 )、オゾンプラズマ、酸素プラズマ、NO、N 2 O、NO 2 、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO 2 )、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記9に記載の方法。
(付記11)
原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ金属窒化物、ホウ素ドープ金属炭窒化物、ホウ素ドープ金属炭酸窒化物の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つの金属含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。
(付記12)
前記窒素含有源が、アンモニア、ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン、ジアルキルヒドラジン、有機アミン、有機アミンプラズマ、窒素、窒素プラズマ、窒素/水素、窒素/ヘリウム、窒素/アルゴンプラズマ、アンモニアプラズマ、アンモニア/ヘリウムプラズマ、アンモニア/アルゴンプラズマ、アンモニア/窒素プラズマ、NF 3 、NF 3 プラズマ、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記11に記載の方法。
(付記13)
前記金属含有源が、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム、トリス(エチルメチルアミノ)アルミニウム、塩化アルキルアルミニウム(例えば、塩化メチルアルミニウム、DMACl)、AlCl 3 、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム、塩化メチルアルミニウム(MeAlCl 2 )、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム(TDMAA)、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム(TDMAA)、及びトリス(ジエチルアミノ)アルミニウム(TDEAA)、塩化ジルコニウム(ZrCl 4 )、テトラキス(ジメチルアミノ)ジルコニウム(TDMAZ)、テトラキス(ジエチルアミノ)ジルコニウム(TDEAZ)、テトラキス(エチルメチルアミノ)ジルコニウム(TEMAZ)、テトラキス(ジメチルアミノ)ハフニウム(TDMAH)、テトラキス(ジエチルアミノ)ハフニウム(TDEAH)、及びテトラキス(エチルメチルアミノ)ハフニウム(TEMAH)、塩化チタン(TiCl 4 )、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン(TDMAT)、テトラキス(ジエチルアミノ)チタン(TDEAT)、テトラキス(エチルメチルアミノ)チタン(TEMAT)、塩化バナジウム、テトラキス(ジメチルアミノ)バナジウム(TDMAV)、テトラキス(ジエチルアミノ)バナジウム(TDEAV)、テトラキス(エチルメチルアミノ)バナジウム(TEMAV)、塩化タンタル(TaCl 5 )、tert−ブチルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル(TBTDET)、tert−ブチルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(TBTDMT)、tert−ブチルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル(TBTEMT)、エチルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル(EITDET)、エチルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(EITDMT)、エチルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル(EITEMT)、tert−アミルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(TAIMAT)、tert−アミルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル、ペンタキス(ジメチルアミノ)タンタル、tert−アミルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル、六フッ化タングステン、六塩化タングステン、五塩化タングステン、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(ジメチルアミノ)タングステン(BTBMW)、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(ジエチルアミノ)タングステン、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(エチルメチルアミノ)タングステン、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記11に記載の方法。
(付記14)
前記ホウ素ドープ金属窒化物が、ホウ素ドープ窒化チタン、ホウ素ドープ窒化ジルコニウム、ホウ素ドープ窒化ハフニウム、ホウ素ドープ窒化バナジウム、ホウ素ドープ窒化タンタル、ホウ素ドープ窒化アルミニウム、ホウ素ドープ窒化タングステン、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、付記11に記載の方法。
(付記15)
前記ホウ素ドープ金属窒化物が10at%以下のホウ素を有する、付記11に記載の方法。
(付記16)
前記ホウ素ドープ金属窒化物が8at%以下のホウ素を有する、付記11に記載の方法。
(付記17)
付記6に従って製造されたホウ素含有膜。
(付記18)
付記7に従って製造されたホウ素含有膜。
(付記19)
付記9に従って製造されたホウ素含有膜。
(付記20)
付記11に従って製造されたホウ素含有膜。
Claims (13)
- 原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ窒化ケイ素、ホウ素ドープ炭窒化ケイ素、ホウ素ドープ炭酸窒化ケイ素の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。 - 前記窒素含有源が、アンモニア、ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン、ジアルキルヒドラジン、有機アミン、有機アミンプラズマ、窒素、窒素プラズマ、窒素/水素、窒素/ヘリウム、窒素/アルゴンプラズマ、アンモニアプラズマ、アンモニア/ヘリウムプラズマ、アンモニア/アルゴンプラズマ、アンモニア/窒素プラズマ、NF3、NF3プラズマ、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項1に記載の方法。
- 原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ酸化ケイ素、ホウ素ドープ炭酸化ケイ素の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの酸素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの酸素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。 - 前記酸素含有源が、オゾン、水(H2O)、酸素(O2)、オゾンプラズマ、酸素プラズマ、NO、N2O、NO2、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項3に記載の方法。
- 原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ金属窒化物、ホウ素ドープ金属炭窒化物、ホウ素ドープ金属炭酸窒化物の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.以下の式I及びII:
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つの金属含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。 - 前記窒素含有源が、アンモニア、ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン、ジアルキルヒドラジン、有機アミン、有機アミンプラズマ、窒素、窒素プラズマ、窒素/水素、窒素/ヘリウム、窒素/アルゴンプラズマ、アンモニアプラズマ、アンモニア/ヘリウムプラズマ、アンモニア/アルゴンプラズマ、アンモニア/窒素プラズマ、NF3、NF3プラズマ、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記金属含有源が、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム、トリス(エチルメチルアミノ)アルミニウム、塩化メチルアルミニウム、DMACl、AlCl3、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム、塩化メチルアルミニウム(MeAlCl2)、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム(TDMAA)、トリス(ジメチルアミノ)アルミニウム(TDMAA)、及びトリス(ジエチルアミノ)アルミニウム(TDEAA)、塩化ジルコニウム(ZrCl4)、テトラキス(ジメチルアミノ)ジルコニウム(TDMAZ)、テトラキス(ジエチルアミノ)ジルコニウム(TDEAZ)、テトラキス(エチルメチルアミノ)ジルコニウム(TEMAZ)、テトラキス(ジメチルアミノ)ハフニウム(TDMAH)、テトラキス(ジエチルアミノ)ハフニウム(TDEAH)、及びテトラキス(エチルメチルアミノ)ハフニウム(TEMAH)、塩化チタン(TiCl4)、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン(TDMAT)、テトラキス(ジエチルアミノ)チタン(TDEAT)、テトラキス(エチルメチルアミノ)チタン(TEMAT)、塩化バナジウム、テトラキス(ジメチルアミノ)バナジウム(TDMAV)、テトラキス(ジエチルアミノ)バナジウム(TDEAV)、テトラキス(エチルメチルアミノ)バナジウム(TEMAV)、塩化タンタル(TaCl5)、tert−ブチルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル(TBTDET)、tert−ブチルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(TBTDMT)、tert−ブチルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル(TBTEMT)、エチルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル(EITDET)、エチルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(EITDMT)、エチルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル(EITEMT)、tert−アミルイミノトリ(ジメチルアミノ)タンタル(TAIMAT)、tert−アミルイミノトリ(ジエチルアミノ)タンタル、ペンタキス(ジメチルアミノ)タンタル、tert−アミルイミノトリ(エチルメチルアミノ)タンタル、六フッ化タングステン、六塩化タングステン、五塩化タングステン、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(ジメチルアミノ)タングステン(BTBMW)、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(ジエチルアミノ)タングステン、ビス(tert−ブチルイミノ)ビス(エチルメチルアミノ)タングステン、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記ホウ素ドープ金属窒化物が、ホウ素ドープ窒化チタン、ホウ素ドープ窒化ジルコニウム、ホウ素ドープ窒化ハフニウム、ホウ素ドープ窒化バナジウム、ホウ素ドープ窒化タンタル、ホウ素ドープ窒化アルミニウム、ホウ素ドープ窒化タングステン、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記ホウ素ドープ金属窒化物が10at%以下のホウ素を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記ホウ素ドープ金属窒化物が8at%以下のホウ素を有する、請求項5に記載の方法。
- 原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ窒化ケイ素、ホウ素ドープ炭窒化ケイ素、ホウ素ドープ炭酸窒化ケイ素の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.ジメチルアミノボラン、ジエチルアミノボラン、エチルメチルアミノボラン、ジイソプロピルアミノボラン、ジ−sec−ブチルアミノボラン、N−エチルシクロヘキシルアミノボラン、N−メチルシクロへキシルアミノボラン、N−イソプロピルシクロヘキシルアミノボラン、フェニルメチルアミノボラン、フェニルエチルアミノボラン、ピペリジノボラン、2,6−ジメチルピペリジノボラン、ジイソプロピルアミノジボラン、ジ−sec−ブチルアミノジボラン、2,6−ジメチルピペリジノジボラン、及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジノボランからなる群より選択される少なくとも1つのホウ素含有前駆体を、前記反応器中に導入する工程と、
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。 - 原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ酸化ケイ素、ホウ素ドープ炭酸化ケイ素の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.ジメチルアミノボラン、ジエチルアミノボラン、エチルメチルアミノボラン、ジイソプロピルアミノボラン、ジ−sec−ブチルアミノボラン、N−エチルシクロヘキシルアミノボラン、N−メチルシクロへキシルアミノボラン、N−イソプロピルシクロヘキシルアミノボラン、フェニルメチルアミノボラン、フェニルエチルアミノボラン、ピペリジノボラン、2,6−ジメチルピペリジノボラン、ジイソプロピルアミノジボラン、ジ−sec−ブチルアミノジボラン、2,6−ジメチルピペリジノジボラン、及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジノボランからなる群より選択される少なくとも1つのホウ素含有前駆体を、前記反応器中に導入する工程と、
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの酸素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つのケイ素含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの酸素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
工程b〜iが、前記膜の所望の厚さが得られるまで繰り返される方法。 - 原子層堆積プロセス又はALD型プロセスにより、ホウ素ドープ金属窒化物、ホウ素ドープ金属炭窒化物、ホウ素ドープ金属炭酸窒化物の膜を形成する方法であって、
a.基材を反応器中に提供する工程と、
b.ジメチルアミノボラン、ジエチルアミノボラン、エチルメチルアミノボラン、ジイソプロピルアミノボラン、ジ−sec−ブチルアミノボラン、N−エチルシクロヘキシルアミノボラン、N−メチルシクロへキシルアミノボラン、N−イソプロピルシクロヘキシルアミノボラン、フェニルメチルアミノボラン、フェニルエチルアミノボラン、ピペリジノボラン、2,6−ジメチルピペリジノボラン、ジイソプロピルアミノジボラン、ジ−sec−ブチルアミノジボラン、2,6−ジメチルピペリジノジボラン、及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジノボランからなる群より選択される少なくとも1つのホウ素含有前駆体を、前記反応器中に導入する工程と、
c.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
d.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
e.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
f.少なくとも1つの金属含有源を前記反応器中に導入する工程と、
g.前記反応器をパージガスでパージする工程と、
h.少なくとも1つの窒素含有源を提供して、前記少なくとも1つの表面上に前記膜を堆積する工程と、
i.前記反応器をパージガスでパージする工程とを含み、
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