JPH0474866A - 1,3―ジケトン系有機金属錯体を用いる薄膜の製造方法 - Google Patents

1,3―ジケトン系有機金属錯体を用いる薄膜の製造方法

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JPH0474866A
JPH0474866A JP18596690A JP18596690A JPH0474866A JP H0474866 A JPH0474866 A JP H0474866A JP 18596690 A JP18596690 A JP 18596690A JP 18596690 A JP18596690 A JP 18596690A JP H0474866 A JPH0474866 A JP H0474866A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、有機金属錯体を用いる薄膜の製造法、より詳
しくは超電導材料、透光性セラミックス材料、LSI薄
膜材料等として有用な特定組成を有する金属薄膜作製の
ために、特定の1,3−ジケトン系有機化合物の金属錯
体を用いる薄膜の製造法に関する。
[従来の技術] 従来、単結晶、多結晶薄膜の形成方法としては、ドライ
プロセスとウェットプロセスとがあるが、一般には、ド
ライプロセスが多用されており、トライプロセスには、
真空蒸着法、イオンブレーティング法およびスパッタリ
ング法などの物理的成膜法と化学的気相蒸着(CVD)
法等の化学的成膜法があるか、CVD法は、0)成膜速
度の制御が容易、(わ成膜を高真空下で行う必要がない
、G)高速成膜か可能、等から、量産向きで一般によく
実用されている。
なお、有機金属錯体の蒸気を分解させて金属薄膜を形成
させるCVD法には熱CVD法、光CVD法およびプラ
スマCVD法が採用されている。
従来、昇華させて使用する有機金属錯体の有機部分(配
位子)としては、アセチルアセトン、ジピバロイルメタ
ン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、111,2.2
−ペンタフルオロ−8゜6−シメチルー3.5−ヘキサ
ンジオン、1,112.2,3.3−へブタフルオロ−
7,7ジメチルー4.6−オクタンジオンが知られてい
る。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記配位子からなる有機金属錯体を用い
て薄膜を形成させると、満足な薄膜形成が得られる前に
分解してしまったり、該錯体が低昇華性であるため、満
足な薄膜形成速度が得られず、結果的に再現性の良い均
一な薄膜が容易に得られないという問題があった。
また、ヘキサフルオロアセチルアセトン、1゜1.1,
2.2−ペンタフルオロ−8,6−シメチルー3,5−
ヘキサンジオン、1.  L  1. 22.3.3−
へブタフルオロ−7,7−シメチルー4,6−オクタン
ジオンを配位子として有する有機金属錯体を用いると、
成膜中にフッ化物が生成してしまうという問題もあった
。
したがって本発明の目的は、成膜途中で分解したり、あ
るいは成膜中にフッ化物が生成するといった上記課題を
解決して、再現性の良い均質な薄膜が高い成膜速度で得
られるような原料化合物としての有機金属錯体を見い出
し、結果として高速成膜と優れた膜特性の両方を満足す
る薄膜の製造法を提供することにある。
[課題を解決するための手段および作用]本発明者らは
、上記目的を達成すべく種々の有機金属錯体について検
討した過程で、以下に示す特定の1.3−ジケトン系有
機化合物と金属との錯体について物性測定したところ、
高昇華性であって、いずれも低、中温(250℃以下)
でかなりの蒸気圧を示し、かつ蒸発温度(昇華温度)と
分解温度かはっきり離れており、不活性ガスに同伴され
る錯体量か従来品よりも多いため高速成膜が可能で、そ
の上成膜された膜の特性も優れていることを見い出し、
本発明に到達した。
すなわち、本発明は、気相成長法によって薄膜を製造す
るのに際し、原料化合物として、下記一般式(I)、(
II)、(III)のいずれかで表される1、3−ジケ
トン系有機化合物を配位子とする金属錯体を用いること
を特徴とする薄膜の製造方法を提供するものである。
(式中のRは炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。) CHl (式中のRは炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。) 2−メチル−3 5−へブタンジオン ・・・・・・(m) (式中のRは炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。
2−メチル−3 5−オクタンジオン また、 本発明の1゜ ジケトン系有機金属錯 体製造に用いる中心金属としては、 Ca。
Sr。
Ba等のIIA族元素、 La等の■A族元素、 Z「等のIVA族元素およびCu。
Au等のIB族 元素を挙げることができる。
本発明の実施に好都合に使用できる有機金属錯2−メチ
ル−3゜ ノナンジオン 体の配位子を提供する1゜ ジケトン系有機化 合物には次のものが含まれる。
 H3 メチル−2 ヘキサンジオン (以下余白) メチル 3゜ 5−デカンジオン 2゜ ジメチル−3゜ オ クタンジオン CH3 CH3 (以上 (I) 式で表されるもの。
2。
2−ジメチル−3。
ノナンジオン 5。
5−ジメチル−2。
4−ヘキサンジオン CH3  CH3 ジメチル−3。
5−デカンジオン 2。
ジメチル−3。
ヘプタンジオン CH。
CH。
CH3 (以上 (II) 式で表されるもの。
(以下余白) (11)5−エチル 2゜ ヘプタンジオン (14) 3−エチル−4,6−ゾカンジオンCH2,
CH。
エチル−4 オクタンジオン (15)3−エチル−4,6−ウンゾカンジオンCH2
・CH3 エチル−4゜ ノナンジオン (以下余白) CH2争CH3 上記の有機化合物と、金属無機酸塩(塩化物、硝酸塩、
硫化物等)あるいは金属カルボン酸塩(ギ酸塩、酢酸塩
等)との水・−アルコール溶液から金属錯体を合成し、
得られた粗結晶を水洗した後、溶剤(n−ヘキサン、ベ
ンゼン等)で洗浄し、さらに乾燥させることによって、
1.3−ジケトン系有機金属錯体を容易に得ることかで
きる。
以下に、通常のCVD法による薄膜の製造法の一例とし
て、熱CVD法の概略を模式的に図示した第1図を参照
して、本発明方法を説明する。
恒温槽3内にあって、上記のようにして得られた有機金
属錯体1が充填された原料容器2(50〜250℃の恒
温に保持)に不活性キャリヤーガス4をフローメーター
5を経て流量を5〜500d /ff1inに調節して
導入し、有機金属錯体原料を同伴、昇華させて熱分解炉
6内に設けられた石英反応管7に導入させ、ヒーター8
によって所定の温度250〜750℃に加熱保持されて
いる基板9上で、有機金属錯体を熱分解し、金属薄膜を
生成させる。なお、原料容器2から熱分解炉6までの配
管は凝縮を防ぐために保温層10または加熱保温手段に
より50〜250℃に保温維持した。また図中、11は
冷却トラップ、12はバルブ、13はロータリーポンプ
である。なお、矢印は昇華した有機金属錯体が移送され
る方向あるいは分解ガスの排出方向を示している。
本発明に用いられる上記1.3−ジケトン系有機金属錯
体は高昇華性で昇華温度と分解温度がかなり離れており
、不活性ガスに同伴される錯体量が従来品よりも多く、
かつ成膜された膜が均質で不純物の混入もないので、1
,3−ジケトン系有機金属錯体を原料化合物として使用
すれば優れた膜特性、高速成膜の両方を満足させること
ができる。
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
[実施例1コ 熱CVD法の概略を模式的に示した前記第1図に従って
説明する。
まずビス−5−メチル−2,4−ヘキサンジオノ銅鉗体
1gを原料容器2(ガラス製、100℃の恒温に保持)
に充填した後、この容器2内にアルゴンガス4を200
+ng/min導入し、このガスにビス−5−メチル−
2,4−ヘキサンジオン銅錯体を同伴させ、熱分解炉6
に導いた。一方、熱分解炉6の石英反応管7内に設置し
ておいたンリコン基板9はヒーター8により500℃に
加熱されており、原料容器2から熱分解炉6まての配管
は150℃に保温した。
以上のような条件下において、1時間後に、基板9上に
厚さ2.800人の均一な銅薄膜か得られた。
[実施例2] ビス−5−メチル−2,4−ヘキサンジオノ銅錯体の代
りにトリス−5−メチル−2,4−ヘキサンジオノイッ
トリウム錯体を使用した以外は実施例1と同様な方法で
成膜したところ、1時間後に厚さ1,800への均一な
イツトリウム薄膜が得られた。
[実施例3] ビス−2−メチル−3,5−へプタンジオノ銅錯体1g
を原料容器2(ガラス製、100℃の恒温に保持)に充
填した後、この容器2内にアルゴンガス4を20011
1.Q /min導入し、このガスにビス−2メチル−
35−ヘプタンジオノ銅錯体を同伴させ、熱分解炉6に
導いた。一方、熱分解炉6の石英反応管7内に設置して
おいたシリコン基板9はヒーター8により500℃に加
熱されており、原料容器2から熱分解炉6まての配管は
150℃に保温した。
以上のような条件下において、]時間後に、基板9上に
厚さ2.000への均一な銅薄膜か得られた。
[実施例4] ビス−2−メチル−3,5−へプタンシオノ銅錯体の代
りにトリス−2−メチル−3,5−へブタンジオノイッ
トリウム錯体を使用した以外は実施例3と同様な方法で
成膜したところ、1時間後に厚さl 、 600人の均
一なイツトリウム薄膜か得られた。
[実施例5] 有機金属錯体としてビス−5,5−ジメチル2.4−ヘ
キサンジオノ銅錯体1gを用いたこと以外は実施例1と
同様な方法で成膜したところ、1時間後に厚さ2,20
0人の均一なイツトリウム薄膜か得られた。
[実施例6] 有機金属錯体として、トリス−5,5−ジメチル−2,
4−ヘキサンシオノイットリウム錯体1gを恒温槽に充
填し、実施例1と同様な方法で成膜したところ、1時間
後に厚さ1,800人の均一なイツトリウム薄膜が得ら
れた。
[実施例7コ 有機金属錯体として、ビス−2,2−ジメチル35−オ
クタンジオノ銅錯体1gを恒温槽に充填し、実施例1と
同様な方法で成膜したところ、1時間後に厚さ2,00
0人の均一な銅薄膜が得られた。
[実施例8] 有機金属錯体として、ビス−5−エチル−2゜4−へプ
タンジオノ銅錯体1gを恒温槽に充填し、実施例1と同
様な方法で成膜したところ、1時間後に厚さ2,5圓人
の均一な銅薄膜が得られた。
[実施例9] 有機金属錯体として、トリス−5−エチル−2゜4−へ
プタンジオノイットリウム錯体1gを恒温槽に充填し、
実施例1と同様な方法で成膜したところ、1時間後に厚
さ2,200人の均一なイツトリウム薄膜が得られた。
[実施例10] 有機金属錯体として、ビス−3−エチル−4゜6−ツナ
ンジオノ銅錯体1gを恒温槽に充填し、実施例1と同様
な方法で成膜したところ、1時間後に厚さ2.300人
の均一な銅薄膜が得られた。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明方法に用いられる1、3−
ジケトン系有機金属錯体は、合成が容易であり、蒸気圧
が高い上に昇華温度と分解温度が明らかに離れているた
め、気相成長法によって金属薄膜を製造する際に、原料
化合物として用いた場合、薄膜の高速形成が可能となり
、しかも成膜中にフッ化物が生成してしまうこともなく
、成膜された金属膜が均質で膜特性に優れているので、
従来見い出せなかった優れた膜特性と高速成膜とを満足
する薄膜の製造法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、通常のCVD法による薄膜の製造法のうち、
熱CVD法の概略を示す模式断面図である。 符号の説明 1 ・・・有機金属錯体 2・・・・原料容器 3・・・・恒温槽 4・・・・不活性ギヤリヤーガス 5・・・・フローメーター 6・・・・熱分解炉 7・・・・石英反応管 8・・ ・ヒーター 9・・・・基板 10・・・・保温層 11・・・冷却トラップ 12・・・バルブ 13・・・ロータリーポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)気相成長法によって薄膜を製造するのに際し、原
    料化合物として、下記一般式( I )、(II)、(III)
    のいずれかで表される1,3−ジケトン系有機化合物を
    配位子とする金属錯体を用いることを特徴とする薄膜の
    製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・・・・ (
    I ) (式中のRは炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。) ▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・・・・(I
    I) (式中のRは炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。) ▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・・・・(I
    II) (式中のRは炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。)
  2. (2)上記有機金属錯体の中心金属が周期律表IIA族金
    属、IIIA族金属、IVA族金属および I B族金属からな
    る群より選ばれた金属元素である請求項1記載の薄膜の
    製造方法。
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