【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于薄膜沉积，涉及一种ⅳb族元素前驱体及其在薄膜沉积中的应用。
技术介绍
1、为了应对半导体设备尺寸微型化的发展趋势，在半导体制造工艺中需要高介电常数材料(high-k)来满足高电容、低漏电流、低功率等性能要求。high-k薄膜中，含第ⅳb族元素如钛、锆、铪的氧化物薄膜因其具有相对高的兼容性、较宽的带隙能量和较高的折射率、热稳定性等而被广泛地用于动态随机存取存储器(dram)、金属-氧化物-半导体场效应晶体管(mosfet)等设备的结构中。
2、cn117396487a公开了铪化合物、含有所述铪化合物的铪前驱体组合物、包含铪化合物或所述铪前驱体组合物的含铪薄膜及其制造方法，该专利公开了新型的铪化合物结构，其包括中心原子hf、与hf键合的取代环戊二烯配体、与hf键合的取代或非取代氨基配体，该新型铪化合物所形成的薄膜具有改善的gpc、均匀度、平坦度和纯度等。us9941114b2公开了有机金属前驱体，结构为xn(m)(r1)m(r2)k，其中m是中心金属，可以是锆、铪和钛之一，x是m的配体并且可以包括6,6-二甲基富烯基、茚基、环戊二烯基和被氨基取代的环戊二烯基之一，r1和r2是m的配体，并且各自独立地是氨基或乙二氨基，其在具有高深宽比的开口中沉积时也可以形成均匀的薄层。
3、但是，现有的第ⅳb族元素的前驱体仍然存在着热稳定性差、成膜温度低、台阶覆盖率差的问题，这些问题的存在限制了其实际应用及薄膜的性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种ⅳb族元素前驱体，所述ⅳb族元素前驱体的结构为：l-m-(n r'r")x[o-(cr1r2-cr3r4)n-nr5r6]y；
4、其中，x为0-2的整数(例如0、1或2)，y为1-3的整数(例如1、2或3)，x+y＝3，m选自ti、zr、hf中的任意一种，所述r1、r2、r3和r4分别独立地选自h、c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、取代氨基、硅烷基中的任意一种，所述r'、r"、r5和r6独立地选自h、c1-c4的烷基，或者r5和r6构成环状烃结构，所述n为1-3的整数(例如1、2或3)。
5、在本专利技术中，所述取代氨基优选c1-c10(例如c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9或c10)烷基取代的氨基。
6、在本专利技术中，所述c1-c6的烷基可以为c1、c2、c3、c4、c5或c6烷基；所述c1-c4的烷基可以为c1、c2、c3或c4烷基；所述c1-c6的烷氧基可以为c1、c2、c3、c4、c5或c6烷氧基。
7、进一步优选地，所述l选自c5-c10(例如c5、c6、c7、c8、c9或c10)的β-二酮化合物、c5-c10(例如c5、c6、c7、c8、c9或c10)的二烯基化合物、二氮杂二烯(dad)配体中的至少一种。
8、进一步优选地，所述c5-c10的β-二酮化合物包括但不限于2,4-戊二酮、四甲基庚二酮、氟二甲基辛二酮中的任意一种；优选为2,4-戊二酮。
9、进一步优选地，所述c5-c10的二烯基化合物包括但不限于环戊二烯、取代环戊二烯、环庚二烯、取代环庚二烯、环壬二烯、取代环壬二烯中的至少一种；其中所述取代的基团中取代基选自c1-c5烷基，优选地，所述c5-c10的二烯基化合物为环戊二烯、取代环戊二烯中的任意一种。
10、进一步优选地，所述取代环戊二烯包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基中的任意一种、两种或三种取代的环戊二烯。
11、在一种优选的实施方式中，所述l选自β-二酮化合物或c5-c10的二烯基化合物。
12、在一种更优选的实施方式中，所述l选自c5-c10的二烯基化合物。
13、进一步优选地，所述l选自环戊二烯或取代环戊二烯，所述取代环戊二烯的取代基选自c1-c5烷基。
14、进一步优选地，所述r1、r2、r3、r4、r5和r6分别独立地选自h、c1-c6的烷基中的任意一种。
15、进一步优选地，所述c1-c6的烷基为直链烷基或支链烷基，包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基或己基。
16、在一种实施方式中，所述r1和r2分别为甲基和乙基，所述r3和r4为h。
17、在一种实施方式中，所述r1和r3分别为甲基和乙基，所述r2和r4为h。
18、在一种实施方式中，所述r1和r2为甲基，所述r3和r4为h。
19、在一种实施方式中，所述r1和r2为h，所述r3和r4分别为甲基和乙基。
20、进一步优选地，所述r5和r6的限定中c1-c4的烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基。
21、进一步优选地，当所述r5和r6构成环状烃结构时，所述nr5r6结构为及其取代结构中的任意一种，虚线代表基团的连接位点；其中所述取代结构中取代基选自c1-c5烷基、c1-c5烷氧基、c1-c5酯基、卤素(-f、cl、-br、-i)、c1-c5烷基羰基中的至少一种；。
22、优选地，所述r5和r6独立地选自h或c1-c4的烷基。
23、优选地，所述r'和r"独立地选自c1-c4的烷基。
24、进一步优选地，所述n为1或2，更优选为1。
25、进一步地，所述含ⅳb族元素前驱体结构可列举的有：
26、
27、
28、
29、以上结构中m选自ti、zr、hf中的任意一种，更优选为hf；ipr为异丙基，npr为正丙基。
30、另一方面，本专利技术提供了如上所述的ⅳb族元素前驱体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
31、将原料l-m-(nr'r")3和ho-(cr1r2-cr3r4)n-nr5r6进行反应，得到所述ⅳb族元素前驱体，其中r7、r8独立地选自h、c1-15的直链或支链烷基。
32、优选地，所述l-m-(nr'r")3和ho-(cr1r2-cr3r4)n-nr5r6的摩尔比为1：0.1-3.5，例如1:0.1、1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.5、1:2.8、1:3、1:3.3或1:3.5。
33、优选地，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂包括烷烃类溶剂、醚类溶剂、芳香烃类溶剂或酮类溶剂中的至少一种。
34、优选地，所述烷烃类溶剂为c5-c8的直链或支链烷烃，可选的如正戊烷、正己烷、庚烷、辛烷等。
35、优选地，所述醚类溶剂包括但不限于四氢呋喃、二甲醚、乙醚、乙二醇二甲醚、甲基叔丁基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ⅣB族元素前驱体，其特征在于，所述ⅣB族元素前驱体的结构为：L-M-(NR'R")x[O-(CR1R2-CR3R4)n-NR5R6]y；
2.根据权利要求1所述的ⅣB族元素前驱体，其特征在于，所述C5-C10的β-二酮化合物包括2,4-戊二酮、四甲基庚二酮、氟二甲基辛二酮中的任意一种；优选为2,4-戊二酮；
3.根据权利要求1或2所述的ⅣB族元素前驱体，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地选自H、C1-C6的烷基中的任意一种；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的ⅣB族元素前驱体，其特征在于，当所述R5和R6构成环状烃结构时，所述NR5R6结构为及其取代结构中的任意一种，虚线代表基团的连接位点；其中所述取代结构中取代基选自C1-C5烷基、C1-C5烷氧基、C1-C5酯基、卤素、C1-C5烷基羰基中的至少一种；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的ⅣB族元素前驱体，其特征在于，所述含ⅣB族元素的前驱体为如下化合物中的任意一种：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的ⅣB族元素前驱体的制备方法，
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述L-M-(N R'R")3和HO-(CR1R2-CR3R4)n-NR5R6的摩尔比为1：0.1-3.5；
8.一种薄膜，其特征在于，所述薄膜是使用如权利要求1-5中任一项所述ⅣB族元素前驱体制备得到的。
9.一种根据权利要求8所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的制备方法包括以下步骤：将衬底依次暴露于所述ⅣB族元素前驱体和反应气中沉积以形成所述薄膜。
10.根据权利要求9所述的薄膜的制备方法，其特征在于，反应气包括氧源、氮源、硅源、碳源、硼源、氢源中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种ⅳb族元素前驱体，其特征在于，所述ⅳb族元素前驱体的结构为：l-m-(nr'r")x[o-(cr1r2-cr3r4)n-nr5r6]y；
2.根据权利要求1所述的ⅳb族元素前驱体，其特征在于，所述c5-c10的β-二酮化合物包括2,4-戊二酮、四甲基庚二酮、氟二甲基辛二酮中的任意一种；优选为2,4-戊二酮；
3.根据权利要求1或2所述的ⅳb族元素前驱体，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4、r5和r6分别独立地选自h、c1-c6的烷基中的任意一种；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的ⅳb族元素前驱体，其特征在于，当所述r5和r6构成环状烃结构时，所述nr5r6结构为及其取代结构中的任意一种，虚线代表基团的连接位点；其中所述取代结构中取代基选自c1-c5烷基、c1-c5烷氧基、c1-c5酯基、卤素、c1-c5烷基羰基中的至少一种；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张学奇，胡昌锞，程兰云，沈芝龙，朱思坤，李建恒，
申请(专利权)人：合肥安德科铭半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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