[发明专利]形成含钴膜的组合物、其合成、以及在膜沉积中的用途

说明书

披露了形成含钴膜的组合物、其制备、以及其用于气相沉积膜的用途。这些形成含钴膜的组合物包含含甲硅烷基酰胺的前体，特别是Co[N(SiMe₃)₂]₂(NMe₂Et)和/或Co[N(SiMe₃)₂]₂(NMeEt₂)。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月31日提交的美国专利申请序列号14/986,286的权益，出于所有的目的将所述申请通过引用以其全文结合在此。

技术领域

披露了形成含钴膜的组合物、其制备、以及其用于气相沉积膜的用途。这些形成含钴膜的组合物包含含甲硅烷基酰胺的前体，特别是Co[N(SiMe₃)₂]₂(NMe₂Et)和/或Co[N(SiMe₃)₂]₂(NMeEt₂)。

背景技术

化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)已被应用为用于生产半导体器件的薄膜的主要沉积技术。这些方法使能够通过在沉积工艺期间对参数进行微调来获得共形膜(金属、氧化物、氮化物、硅化物等)。主要通过含金属化合物(前体)的化学反应来控制膜生长，并且在预测其特性和反应过程下开发最佳前体是必要的。

过渡金属和过渡金属硅化物(特别是锰、铁、钴和钌)的膜对于各种电子和电化学应用而言变得重要。例如，由于钴薄膜的高磁导率，它们是所考虑的。由于钴薄膜在半导体器件的前段制程加工中的低电阻率，因此存在许多使用钴薄膜来形成用于欧姆接触的二硅化钴(CoSi₂)的报道。最近研究了含钴薄膜作为用于超大规模集成器件的Cu/低k阻挡层、钝化层和封盖层。

已经报道了甲硅烷基酰胺化合物的合成(Monatsh.Chem.(1963),94(6),pp.1007-1012；Polyhedron 22(2003)pp.67-73,J.C.S.Chem.Comm.(1972)

pp.872-873；Inorg.Chem.(1984)23,4584-4588；US 6969539B2[Monatsh.Chem.(1963)，94(6)，第1007-1012页；多面体22(2003)，第67-73页，J.C.S.化学通信(1972)，第872-873页；无机化学(1984)23，4584-4588；US 6969539B2])。还已经报道了使用甲硅烷基酰胺化合物的气相沉积膜形成(Chem.Vap.Deposition 1995,1,No.2,49-51；R.G.Gordonet al；US2009/0053426A1Applied Materials；US 2014/0255606Applied Materials[化学气相沉积1995，1，第2期，49-51；R.G.Gordon等人；US 2009/0053426A1应用材料；US 2014/255606应用材料])。

授予Gordon等人的US 6969539披露了：

本领域普通技术人员将认识到，虽然含Co前体的液体形式有利于气相沉积法，但所披露的蒸气压对于薄膜沉积的工业用途而言太低。

选择适当挥发性同时保持足够稳定以用于气相膜沉积中的含Co前体对于商业实施而言是重要的并且不总是容易确定的。

发明内容

披露了形成含钴膜的组合物，这些组合物包含具有下式的含甲硅烷基酰胺的前体：