Molybdenum nitride thin films are deposited using a newly synthesized liquid Mo precursor [MoCl4(THD)(THF)] in an ALD super-cycle process. The new precursor is synthesized using MoCl5 and 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, which is a bidentate ligand. The synthesized precursor exists in the liquid phase at room temperature and has a characteristic of evaporating 99% at 150–220 °C. Using this new precursor in an ALD super-cycle process results in a pure MoNx thin film with few impurities (C and O). In addition, such MoNx thin films have relatively low resistivity values due to excellent crystallinity and a low impurity concentration. The films' diffusion barrier characteristics confirm that they can perform the role of a barrier at over 600 °C.

1.
B.
Kim
 et al,
Appl. Surf. Sci.
541
,
148482
(
2021
).
2.
B.
Kim
 et al,
J. Alloys Compd.
857
,
157931
(
2021
).
3.
W.
Zhang
,
S. H.
Brongersma
,
O.
Richard
,
B.
Brijs
,
R.
Palmans
,
L.
Froyen
, and
K.
Maex
,
Microelectron. Eng.
76
,
146
(
2004
).
4.
D.
Gall
,
J. Appl. Phys.
119
,
085101
(
2016
).
5.
M. J.
Ha
,
H.
Kim
,
J. H.
Choi
,
W. H.
Kim
,
T. J.
Park
,
B.
Shong
, and
J. H.
Ahn
,
Chem. Mater.
34
,
2576
(
2022
).
6.
S. K.
Kim
,
J. H.
Han
,
G. H.
Kim
, and
C. S.
Hwang
,
Chem. Mater.
22
,
2850
(
2010
).
7.
T.
Park
,
J.
Lee
,
J.
Park
,
H.
Jeon
, and
H.
Jeon
,
Jpn. J. Appl. Phys.
52
,
05FB05
(
2013
).
8.
S. K.
Kim
,
S. Y.
Lee
,
S. W.
Lee
,
G. W.
Hwang
,
C. S.
Hwang
,
J. W.
Lee
, and
J.
Jeong
,
J. Electrochem. Soc.
154
,
D95
(
2007
).
9.
P.
Schmitt
,
V.
Beladiya
,
N.
Felde
,
P.
Paul
,
F.
Otto
,
T.
Fritz
,
A.
Tunnermann
, and
A. V.
Szeghalmi
,
Coatings
11
,
173
(
2021
).
10.
A. J. M.
Mackus
,
N. F. W.
Thissen
,
J. J. L.
Mulders
,
P. H. F.
Trompenaars
,
M. A.
Verheijen
,
A. A.
Bol
, and
W. M. M.
Kessels
,
J. Phys. Chem. C
117
,
10788
(
2013
).
11.
T. H.
Kim
,
D. K.
Nandi
,
R.
Ramesh
,
S. M.
Han
,
B.
Shong
, and
S. H.
Kim
,
Chem. Mater.
31
,
8338
(
2019
).
12.
Y. H.
Joo
,
D.
Nandi
,
R.
Ramesh
,
Y.
Jang
,
J. S.
Bae
,
T.
Cheon
, and
S. H.
Kim
,
J. Alloys Compd.
858
,
158314
(
2021
).
13.
Y.
Jang
 et al,
J. Alloys Compd.
663
,
651
(
2016
).
14.
B.
Kim
,
Y.
Choi
,
D.
Lee
,
S.
Cheon
,
Y.
Byun
, and
H.
Jeon
,
Nanotechnology
33
,
115701
(
2022
).
15.
B.
Kim
,
T.
Kang
,
G.
Lee
, and
H.
Jeon
,
Nanotechnology
33
,
045705
(
2022
).
16.
B.
Kim
,
T.
Kang
,
S.
Song
,
C.
Jung
,
J.
Lee
,
S. H.
Cheon
, and
H.
Jeon
,
Vacuum
199
,
110957
(
2022
).
17.
B.
Kim
,
H.
Park
,
S.
Lee
,
D.
Lee
,
C.
Jung
, and
H.
Jeon
,
ECS J. Solid State Sci. Technol.
11
,
053009
(
2022
).
18.
T. H.
Kim
,
D.
Nandi
,
R.
Ramesh
,
S. M.
Han
,
B.
Shong
, and
S. H.
Kim
,
Chem. Mater.
31
,
8338
(
2019
).
19.
L.
Hiltunen
,
M.
Leskela
,
M.
Makela
,
L.
Niinisto
,
E.
Nykanen
, and
P.
Soininen
,
Thin Solid Films
166
,
149
(
1988
).
20.
Y. P.
Chang
,
A. L.
Hector
,
W.
Levason
,
G.
Reid
, and
J.
Whittam
,
Dalton Trans.
47
,
2406
(
2018
).
21.
J.
Hillenbrand
,
M.
van Gastel
,
E.
Bill
,
F.
Neese
, and
A.
Furstner
,
J. Am. Chem. Soc.
142
,
16392
(
2020
).
22.
M.
Mattinen
 et al,
Adv. Mater. Interfaces
4
,
1700123
(
2017
).
23.
K.
Feenan
and
G. W. A.
Fowles
,
Inorg. Chem.
4
,
310
(
1965
).
24.
F.
Stoffelbach
,
D.
Saurenz
, and
R.
Poil
,
Eur. J. Inorg. Chem.
10
,
2699
(
2001
).
25.
D.
Pugh
,
L. G.
Bloor
,
S.
Sathasivam
,
I. P.
Parkin
, and
C. J.
Carmalt
,
Eur. J. Inorg. Chem.
2011
,
1953
(
2011
).
26.
M.
Ottosson
and
J. O.
Carlsson
,
Chem. Vap. Depos.
15
,
186
(
2009
).
27.
D. C.
Bradley
and
M. H.
Chisholm
,
J. Chem. Soc. A: Inorg. Phys. Theor.
1971, 2741.
28.
A. Y.
Ledneva
,
S. B.
Artemkina
,
D. A.
Piryazev
, and
V. E.
Fedorov
,
J. Struct. Chem.
56
,
1021
(
2015
).
29.
M.
Mattinen
 et al,
Mater. Today Chem.
9
,
17
(
2018
).
30.
Z.
Xue
,
H.
Thridandam
,
H. K.
Kaesz
, and
R. F.
Hicks
,
Chem. Mater.
4
,
162
(
1992
).
31.
S. Y.
Lin
and
Y. S.
Lai
,
ECS J. Solid State Sci. Technol.
3
,
N161
(
2014
).
32.
C. H.
Fu
,
K. S.
Chang-Liao
,
H. Y.
Lu
,
C. C.
Li
, and
T. K.
Wang
,
Solid State Electron.
54
,
1160
(
2010
).
33.
C. H.
Fu
,
P. Y.
Chien
,
K. S.
Chang-Liao
,
T. K.
Wang
, and
W. F.
Wu
,
Solid State Electron.
52
,
1512
(
2008
).
34.
H.
Kim
,
J.
Park
,
H.
Jeon
,
W.
Jang
,
H.
Jeon
, and
J.
Yuh
,
J. Vac. Sci. Technol. A
33
,
05E111
(
2015
).
35.
T.
Laurila
,
K.
Zeng
,
J. K.
Kivilahti
,
J.
Nolarius
, and
L.
Suni
,
J. Appl. Phys.
91
,
5391
(
2022
).
You do not currently have access to this content.