Deposition of copper by plasma-enhanced atomic layer deposition using a novel n-heterocyclic carbene precursor

Chemistry of Materials

Volumn 25, Issue 7, 2013, Pages 1132-1138

  Coyle, Jason P ^a   Dey, Gangotri ^b   Sirianni, Eric R ^c   Kemell, Marianna L ^d   Yap, Glenn P A ^c   Ritala, Mikko ^d   Leskelä, Markku ^d   Elliott, Simon D ^b   Barry, Sean T ^a  

^a CARLETON UNIVERSITY   (Canada)

^b UNIVERSITY COLLEGE CORK   (Ireland)

^c UNIVERSITY OF DELAWARE   (United States)

^d UNIVERSITY OF HELSINKI   (Finland)

Author keywords

atomic layer deposition; carbene; copper amide; metal thin film; plasma

Indexed keywords

CARBENES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; IMIDAZOLIN-2-YLIDENE; LONG TERM STABILITY; METAL THIN FILM; N-HETEROCYCLIC CARBENES; PLASMA-ENHANCED ATOMIC LAYER DEPOSITION; VOLATILE COMPOUNDS;

AMIDES; ATOMIC LAYER DEPOSITION; COPPER; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DEPOSITION; PLASMAS; THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS; VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS;

COPPER COMPOUNDS;

EID: 84875993030     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm400215q     Document Type: Article

References (62)

1. International Technology Roadmap for Semiconductors; 2011; http://www.itrs.net/.
2. Chen, T. Y.; Omnes, L.; Vaisserman, J.; Doppelt, P. Inorg. Chim. Acta 2004, 357, 1299
3. Bollmann, D.; Merkel, R.; Klumpp, A. Microelectron. Eng. 1997, 37-8, 105
4. Lagalante, A. F.; Hansen, B. N.; Bruno, T. J.; Sievers, R. E. Inorg. Chem. 1995, 34, 5781
5. Wenzel, T. J.; Williams, E. J.; Haltiwanger, R. C.; Sievers, R. E. Polyhedron 1985, 4, 369
6. Park, K. H.; Marshall, W. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9330
7. Li, Z. W.; Rahtu, A.; Gordon, R. G. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, C787
8. Li, Z. W.; Barry, S. T.; Gordon, R. G. Inorg. Chem. 2005, 44, 1728
9. Lim, B. S.; Rahtu, A.; Gordon, R. G. Nat. Mater. 2003, 2, 749
10. Lim, B. S.; Rahtu, A.; Park, J. S.; Gordon, R. G. Inorg. Chem. 2003, 42, 7951
11. Coyle, J. P.; Monillas, W. H.; Yap, G. P. A.; Barry, S. T. Inorg. Chem. 2008, 47, 683
12. Park, J. W.; Jang, H. S.; Kim, M.; Sung, K.; Lee, S. S.; Chung, T.; Koo, S.; Kim, C. G.; Kim, Y. Inorg. Chem. Commun. 2004, 7, 463
13. Grushin, V. V.; Marshall, W. J. Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 1457
14. Knoops, H. C. M.; Langereisb, E.; van de Sandenb, M. C. M.; Kessels, W. M. M. J. Electrochem. Soc. 2010, 157 (12) G241
15. Gambarotta, S.; Bracci, M.; Floriani, C.; Chiesi-Villa, A.; Guastini, C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1987, 1883
16. Tsuda, T.; Watanabe, K.; Miyata, K.; Yamamoto, H.; Saegusa, T. Inorg. Chem. 1981, 20, 2728
17. Gaillard, S.; Cazin, C. J.; Nolan, S. P. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 778, and references therein
18. Goj, L. A.; Blue, E. D.; Delp, S. A.; Gunnoe, T. B.; Cundar, T. R.; Pierpont, A. W.; Petersen, J. L.; Boyle, P. D. Inorg. Chem. 2006, 45, 9032
19. Goj, L. A.; Blue, E. D.; Munro-Leighton, C.; Gunnoe, T. B.; Petersen, J. L. Inorg. Chem. 2005, 44, 8647
20. Mankad, N. P.; Laitar, D. S.; Sadighi, J. P. Organometallics 2004, 23, 3369
21. Niskanen, A.; Hatanpää, T.; Arstila, K.; Leskelä, M.; Ritala, M. Chem. Vap. Deposition 2007, 13, 408
22. Kariniemi, M.; Niinistö, J.; Hatanpää, T.; Kemell, M.; Sajavaara, T.; Ritala, M.; Leskelä, L. Chem. Mater. 2011, 23, 2901
23. Denk, M. K.; Thadani, A.; Hantano, K.; Lough, A. J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2607
24. Jain, A.; Chi, K. -M.; Kodas, T. T.; Hampden-Smith, M. J. J. Electronchem. Soc. 1993, 140, 1434
25. Nyburg, S. C.; Parkins, A. W.; Sidi-BouMedine, M. Polyhedron 1993, 12, 1119
26. Melzer, M. M.; Mossin, S.; Day, X.; Bartell, A. M.; Kapoor, P.; Meyer, K.; Warren, T. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 904
27. Harkins, S. B.; Mankad, N. P.; Miller, A. J. M.; Szilagyi, R. K.; Peters, J. C. J. Am.Chem. Soc 2008, 130, 3478
28. James, A. M.; Laxman, R. K.; Fronczek, F. R.; Maverick, A. W. Inorg. Chem. 1998, 37, 3785
29. Elliott, S. D. Semicond. Sci. Technol. 2012, 27, 074008
30. Widjaja, Y.; Musgrave, C. B. J. Chem. Phys. 2002, 117, 1931
31. Jeloaica, L.; Esteve, A.; Rouhani, M. D.; Esteve, D. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 542
32. Li, J.; Wu, J.; Zhou, C.; Han, B.; Lei, X.; Gordon, R.; Cheng, H. Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 756
33. Kwon, J.; Saly, M.; Halls, M. D.; Kanjolia, R. K.; Chabal, Y. J. Chem. Mater. 2012, 24, 1025
34. MaÌŠrtensson, P.; Larsson, K.; Carlsson, J.-O. Appl. Surf. Sci. 1998, 136, 137
35. MaÌŠrtensson, P.; Larsson, K.; Carlsson, J.-O. Appl. Surf. Sci. 1999, 148, 9
36. MaÌŠrtensson, P.; Larsson, K.; Carlsson, J.-O. Appl. Surf. Sci. 2000, 157, 92
37. Dai, M.; Kwon, J.; Halls, M. D.; Gordon, R. G.; Chabal, Y. J. Langmuir 2010, 26, 3911
38. Orimoto, Y.; Toyota, A.; Furuya, T.; Nakamura, H.; Uehara, M.; Yamashita, K.; Maeda, H. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 3389
39. Machado, E.; Kaczmarski, M.; Ordejón, P.; Garg, D.; Norman, J.; Cheng, H. Langmuir 2005, 21, 7608
40. Dey, G.; Elliott, S. D. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 8893
41. Lee, B. H.; Hwang, J. K.; Nam, J. W.; Lee, S. U.; Kim, J. T.; Koo, S.-M.; Baunemann, A.; Fischer, R. A.; Sung, M. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4536
42. Lin, J. C. Y.; Huang, R. T. W.; Lee, C. S.; Bhattacharyya, A.; Hwang, W. S.; Lin, I. J. B. Chem. Rev. 2009, 109, 3561
43. An, D.; Wang, J.; Dong, T.; Yang, Y.; Wen, T.; Zhu, H.; Lu, X.; Wang, Y. Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 4506
44. Kunte, G. V.; Shivashankar, S. A.; Umarji, A. M. Meas. Sci. Technol. 2008, 19, 025704
45. Park, K.-M.; Kim, J.-K.; Han, B.; Lee, W.-J.; Kim, J.; Shin, H.-K. Microelectron. Eng. 2012, 89, 27
46. Niskanen, A.; Rahtu, A.; Sajavaara, T.; Arstila, K.; Ritala, M.; Leskela, M. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, G25
47. Li, Z.; Rahtu, A.; Gordon, R. G. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, C787
48. Lundqvist, B. I.; Andersson, Y.; Shao, H.; Chan, S.; Langreth, D. C. Int. J. Quantum Chem. 1995, 56, 247
49. Ruiz, V. G.; Liu, W.; Zojer, E.; Scheffler, M.; Tkatchenko, A. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 146103
50. Marom, N.; Tkatchenko, A.; Rossi, M.; Gobre, V. V.; Hod, O.; Scheffler, M.; Kronik, L. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3944
51. Dubinina, G. G.; Furutachi, H.; Vicic, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8600
52. Díez-Gonzáez, S.; Escudero-Adán, E. C.; Benet-Buchholz, J.; Stevens, E. D.; Slawin, A. M. Z.; Nolan, S. P. Dalton Trans. 2010, 39, 7595
53. Kuhn, N.; Kratz, T. Synthesis 1993, 561
54. Bittermann, A.; Baskakov, D.; Herrmann, W. A. Organometallics 2009, 28, 5107
55. Lappert, M. F.; Slade, M. J.; Singh, A.; Atwood, J. L.; Rogers, R. D.; Shakir, R. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 302
56. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829
57. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165
58. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
59. Eichkorn, K.; Weigend, F.; Treutler, O.; Ahlrichs, R. Theor. Chim. Acta 1997, 97, 119
60. Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9136
61. Schafer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571
62. Cioslowski, J. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8333