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公開番号2025028165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2024217530,2020570520
出願日2024-12-12,2019-06-21
発明の名称金属含有材料ならびに金属含有材料を含む膜および構造体を形成するための周期的堆積方法
出願人エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェー
代理人個人,個人,個人
主分類C23C 16/455 20060101AFI20250220BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】金属含有材料を堆積させる方法を提供する。
【解決手段】金属含有材料を堆積させる方法が開示される。本方法は、周期的堆積技術の用途、例えば、周期的化学気相堆積および原子層堆積を含むことができる。金属含有材料は、金属間化合物を含むことができる。金属含有材料を含む構造、および材料を形成するためのシステムも開示される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
金属含有材料を形成するための周期的堆積方法であって、
第一の金属種を形成するために、第一の金属を含む第一の気相前駆体を反応チャンバーに供給する工程と、
一般式Ｒ－Ｍ－Ｈ（Ｒは有機基であり、Ｍは第二の金属である）を有する化合物を含む第二の気相反応物質を供給し、前記第一の金属種と反応させることによって、前記金属含有材料を形成する工程と、を含む周期的堆積方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記第一の金属と前記第二の金属は同一である、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項３】
一つまたは複数のパージ工程をさらに含み、前記パージ工程のうちの少なくとも一つは、前記第一の気相前駆体を供給する工程の後、前記第二の気相反応物質を供給する工程の前に行われる、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項４】
前記第二の金属がＧｅ、Ｇａ、ＩｎおよびＳｎからなる群から選択される、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項５】
前記第二の金属がＧｅを含む、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項６】
前記第二の金属がＩｎを含む、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項７】
前記第二の金属がＧａを含む、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項８】
一般式Ｒ－Ｍ－Ｈを有する前記化合物が、式Ｒ
（Ｘ－ｎ）
－Ｍ
Ｘ
－Ｈ
ｎ
を有し、Ｘは前記第二の金属のホルマール酸化状態であり、ｎは１～５であり、Ｒはアルキル基または他の有機基を含む、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項９】
Ｒが、Ｃ１～Ｃ１０アルキル基からなる群から独立して選択される、請求項１に記載の周期的堆積方法。
【請求項１０】
Ｒが、別の供与体官能性を有するまたは有さない、シクロペンタジエニル、アミド、アルコキシ、アミジナート、グアニジナト、イミド、カルボキシラト、β－ジケトナト、β－ケトイミナト、マロナト、又はβ－ジケチミナト基である、請求項１に記載の周期的堆積方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
共同研究契約の当事者
本願で特許請求される発明は、ヘルシンキ大学（ｔｈｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｅｌｓｉｎｋｉ）とＡＳＭＭｉｃｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙＯｙとの間の共同研究協約によって、または共同研究協約のために、および／または共同研究協約に関連してなされた。当協約は、特許請求される発明がなされた日およびその日以前に発効しており、特許請求される発明は、当協約の範囲内で取り組まれた活動の結果としてなされたものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【０００２】
本開示は、概ね、基材の表面上に金属含有材料を堆積させるための方法、金属含有材料を含む膜および構造体、ならびに金属含有材料を堆積させるための反応器およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
金属含有材料の堆積は、様々なデバイス、例えば、半導体デバイス、フラットパネル表示デバイス、光起電力デバイス、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）、磁気抵抗デバイス、超導電性デバイス、エネルギー（例えば、水素）貯蔵デバイス、リチウムもしくはナトリウムイオン電池等の製造、および／または触媒材料を形成するために使用されることができる。多くの用途では、多くの場合、三次元形体、例えばトレンチおよび／または突起を含んでもよい表面上に金属含有材料を堆積させることが望ましい。これは、均一および／または共形で、比較的高いアスペクト比を有することができる。
【０００４】
近年、その比較的ユニークな物理的および化学的特性のために、様々な装置の形成において、金属間化合物、ゲルマナイド（例えば、ニッケルゲルマナイド（Ｎｉ
ｘ
Ｇｅ
ｙ
）またはコバルトゲルマナイド（Ｃｏ
ｘ
Ｇｅ
ｙ
））などの二つ以上の金属を含む金属材料を使用する可能性に関心が高まっている。金属間化合物は一般的に、同じ金属で形成された合金とは異なる可能性がある特定の規則配列結晶構造を有している。特定の構造は、非金属間化合物よりも優れた材料特性をもたらす可能性がある。このような特性としては、例えば、磁気抵抗、超伝導性、触媒活性、および水素貯蔵能力が挙げられる例として、化学量論を変化させるＣｏまたはＮｉおよびＳｎを含む金属間化合物が、ＬｉおよびＮａイオン電池のアノード材料として、磁気デバイスの強磁性材料として、および触媒目的で研究されてきた。
【０００５】
材料の金属間Ｃｏ
３
Ｓｎ
２
およびＮｉ
３
Ｓｎ
２
相を含む金属含有材料、例えば、化学量論を変化させるＣｏ－ＳｎおよびＮｉ－Ｓｎは、一般的に、例えば、ボールミル粉砕、アーク溶解、様々な溶液ベースの技術、ソルボサーマルおよび水熱法、電着、スパッタリング、および電子ビーム蒸着によって調製されてきた。Ｍｅ
３
ＳｎＣｏ（ＣＯ）
４
およびＰｈ
３
ＳｎＣｏ（ＣＯ）
４
の二つの単一供給源反応物質からの化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して、１：１の化学量論およびＣｏ
３
Ｓｎ
２
の微量成分のみを有するＣｏとＳｎの合金を堆積させた。Ｎｉ
３
Ｓｎ、Ｎｉ
３
Ｓｎ
２
、およびＮｉ
３
Ｓｎ
４
も、ＳｎＭｅ
４
およびＮｉ基材を使用したＣＶＤにより堆積された後、高温で水素処理された。このような技術を使用して金属間化合物を形成することができるが、このような技術は一般的に、基材の表面上に金属間材料の均一な共形膜を形成するのにはあまり適していない。
【０００６】
近年、金属ゲルマナイド等ならびに、他のＩＩＩＡ族金属およびＩＶＡ属金属（ＩＵＰＡＣ第１３族金属および第１４族金属）は、他の用途のうち特に、機器形成における低抵抗接点等への関心を得ている。金属（例えばニッケル）ゲルマナイドなどのＩＩＩＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１３族金属）およびＩＶＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１４族金属）材料は、典型的には、ゲルマニウム基材または層上に物理蒸着（ＰＶＤ）金属（例えばニッケル）をアニーリングすることによって調製される。このような技術は、ＩＩＩＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１３族金属）およびＩＶＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１４族金属）材料を形成するために使用することができるが、これらの技術は、ＩＩＩＡ族金属およびＩＶＡ族金属材料（ＩＵＰＡＣ第１３族および第１４族金属）の均一な共形膜を形成することおよび／またはこれらの材料を比較的低い温度で形成することには一般的に適していない。
【０００７】
周期的堆積技術、例えば原子層堆積を使用して、制御された再現可能な方法で、基材表面上の複雑な三次元構造上に比較的均一（例えば、均一な結晶構造、均一な組成、および／または均一な厚さ）で共形に材料を堆積させることができる。しかしながら、このような技術は、金属間化合物および／またはＩＩＩＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１３族金属）および／またはＩＶＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１４族金属）材料を含む、いくつかの金属含有材料を堆積するために一般的には用いられてこなかった。むしろ、そのような化合物および材料は、典型的には、別の技術を使用して形成され、および／または多くの場合、別の高温プロセスを必要とする。金属間化合物またはゲルマナイドなどの特定の金属含有膜、または膜を含むその他の純金属／半金属の直接堆積は、現在まで困難であった。
【０００８】
したがって、例えば金属間化合物およびＩＩＩＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１３族金属）およびＩＶＡ族金属（ＩＵＰＡＣ第１４族金属）材料などの金属含有材料を形成するための改善された方法が望まれている。さらに、金属含有材料の均一および／または共形な膜を形成するための改善された技術が望まれる。
【０００９】
この節において提供される問題の考察は、本発明に関する文脈を提供する目的のみに本開示に含まれており、本発明がなされた時点での考察の一部またはすべてが既知であるとの承認として取られるべきではない。
【発明の概要】
【００１０】
この発明の概要は、概念の選択を簡略化した形で紹介するように提供する。これらの概念について、以下の本開示の例示的な実施形態の「発明を実施するための形態」において、更に詳細に説明される。この発明の概要は、特許請求される主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを必ずしも意図していない、または特許請求される主題の範囲を限定するために使用することも意図していない。
（【００１１】以降は省略されています）

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