钼前体化合物、其制备方法以及使用其沉积含钼膜的方法与流程

本发明涉及一种钼前体化合物、其制备方法、包含其的用于形成含钼膜的前体组合物、使用其的含钼膜及其沉积方法。

背景技术：

1、含钼金属膜、含钼氧化物膜、含钼碳化物膜、含钼硫化物膜以及含钼氮化物膜可用作半导体工艺中金属布线、栅极金属、电极等的扩散阻挡层。它们广泛用于工业用途，作为硬涂层材料、传感器、通道层和催化剂。

2、例如，为了用作下一代电子器件(特别是具有高阶跃比的dram器件)的电容器电极，需要使用可以在高度不规则的表面上实现优异的阶梯覆盖性的化学气相沉积(cvd)法或原子层沉积(ald)法。这可能需要液态钼零价前体化合物。特别地，需要一种低电阻液态钼零价前体化合物用于三维与非门。

3、同时，目前使用的钼前体化合物的实例包括双甲苯钼((η6-mec6h5)2mo)和双乙苯钼((η6-etc6h5)2mo)。

4、然而，由于双甲苯钼((η6-mec6h5)2mo)在常温常压下为固体，因此在加工中难以提供其来源，并且在拆卸和重新安装含有固体前体的容器的过程中可能存在困难。另外，在使用该化合物的半导体器件的批量生产中可能存在批量生产率显著降低的问题。

5、另外，尽管双乙苯钼((η6-etc6h5)2mo)前体化合物在室温下为液体，但其为混合物结构而不是单一化合物，这就限制了其纯度的提高，并且在合成过程中难以保持相同的组成。因此，由于组成的不均匀性，在半导体器件的批量生产中可能难以提供均匀、高品质的含钼膜。

6、因此，需要开发一种液态钼前体化合物，其适合各种应用(例如存储器和非存储器领域)的加工温度，可以用于cvd和/或ald，并且具有单一的结构和优异的纯度以形成均匀且高品质的含钼膜。

7、[现有技术文献]

8、[专利文献]

9、(专利文献1)韩国公开专利公布no.2020-0091469。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明设计成解决现有技术的问题。

3、本发明的目的是提供一种新型钼前体化合物，其具有单一的结构，由于在室温下呈液态，因此有利于制造工艺；由于热稳定性极佳，因此能够通过原子层沉积(ald)形成具有均匀厚度和优异品质的含钼膜；并且能够将含钼膜的电阻率值降至最佳范围。

4、本发明的另一目的是提供一种以安全且有效的方式制备钼前体化合物的方法。

5、本发明的又一目的是提供一种包含钼前体化合物的用于形成含钼膜的组合物。

6、本发明的再一目的是通过使用钼前体化合物提供一种即使在各种基材上也具有均匀厚度和优异品质的含钼膜。

7、本发明的又一目的是提供一种用于沉积含钼膜的方法，其中使用钼前体化合物沉积含钼膜。

8、然而，本发明所要解决的问题并不限于上述那些，并且本领域技术人员从以下描述中将清楚地理解未提及的其他问题。

9、问题的解决方案

10、本发明提供一种由下式1表示的钼前体化合物：

11、[式1]

12、

13、在式1中，r1至r6各自独立地选自氢和直链或支链c1-c8烷基，条件是r1至r6中的至少两个不是氢。

14、另外，本发明提供一种用于形成含钼膜的组合物，其包含所述钼前体化合物。

15、另外，本发明提供一种使用钼前体化合物形成的含钼膜。

16、此外，本发明提供一种用于沉积含钼膜的方法，其包括使用所述钼前体化合物在基材上沉积含钼膜。

17、发明的有益效果

18、根据本发明实施方案的钼前体化合物具有单一的结构并且纯度优异，从而可以形成品质优异的含钼膜。此外，由于其在室温下为液态，因此在制造工艺上是有利的；由于其热稳定性优异，因此能够通过化学气相沉积(cvd)或原子层沉积(ald)容易地形成含钼膜；由于可以将其电阻率值降低到最佳范围，因此可以用于需要低电阻率的dram或nand闪存、逻辑器件中使用的电容器的上下电极和栅电极等。

19、此外，即使在表面具有不规则度或花纹(沟槽)的基材上、多孔基材上、塑料基材上、或在三维结构中具有复杂形状的基材上，也可形成具有优异覆盖性的均匀膜，从而可以获得高品质的含钼膜。

技术特征：

1.一种由下式1表示的钼前体化合物：

2.根据权利要求1所述的钼前体化合物，其中，在式1中，r1至r6各自独立地选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基和戊基，条件是r1至r6中的至少两个不是氢。

3.根据权利要求1所述的钼前体化合物，其为由下式1-1至1-3中任一项表示的化合物：

4.根据权利要求1所述的钼前体化合物，其中，所述钼前体化合物的tg50(℃)为180℃至350℃，其中tg50为在热重分析(tga)中以10℃/分钟的升温速率从室温加热至500℃时钼前体化合物的重量减少50％时的温度。

5.根据权利要求4所述的钼前体化合物，其中，根据以下等式1，所述钼前体化合物具有70％或更多的重量残余比(wr500)：

6.一种用于形成含钼膜的组合物，其包含权利要求1所述的钼前体化合物。

7.根据权利要求6所述的用于形成含钼膜的组合物，其中，所述钼前体化合物为液体。

8.根据权利要求6所述的用于形成含钼膜的组合物，其使用由下式1-1至1-3中的一个表示的钼前体化合物进行沉积：

9.一种使用权利要求1所述的钼前体化合物形成的含钼膜。

10.根据权利要求9所述的含钼膜，其中，所述含钼膜的电阻率为1,200μω·cm或更低。

11.根据权利要求9所述的含钼膜，其中，所述含钼膜为选自含钼金属膜、含钼氧化物膜、含钼碳化物膜、含钼硫化物膜和含钼氮化物膜中的至少一种。

12.一种用于沉积含钼膜的方法，其包括使用权利要求1所述的钼前体化合物在基材上沉积含钼膜。

13.根据权利要求12所述的用于形成含硅膜的方法，其中，所述沉积通过化学气相沉积(cvd)或原子层沉积(ald)在300℃至550℃的温度下进行。

技术总结本发明涉及一种钼前体化合物、包含其的用于形成含钼膜的组合物、通过使用其形成的含钼膜以及用于沉积含钼膜的方法。所述钼前体化合物具有单一的结构和高纯度，因此可以形成高品质的含钼膜，并且具有优异的热稳定性和低比电阻，因此可以在半导体领域中具有各种应用。特别地，由于钼前体化合物即使在表面具有花纹(沟槽)的基材上、多孔基材上、塑料基材上或具有复杂形状的基材上也可以形成具有优异涂覆性能和均匀性的膜，因此，可以容易地实现高品质的含钼膜。技术研发人员：金明浩,金镇植,崔晙焕受保护的技术使用者：UP化学株式会社技术研发日：技术公布日：2024/8/1