【访谈】Ru Wiring 前驱体的开发【原田亮介，田中贵金属工业株式会社新业务开发部部长】

半导体

2026/06/09

2026年5月7日电子元件产业新闻

实现世界最高的蒸汽压力

作为先进半导体布线技术，钌（Ru）等替代材料的研发正在稳步推进。田中贵金属工业工业株式会社（位于东京都中央区）致力于开发用于钌布线的化学气相沉积（CVD）/原子层沉积（ALD）钌前驱体材料。2020年，该公司研发出一种液态钌前驱体，其蒸汽压达到了世界最高水平，目前正准备进行量产，以促进其广泛应用。我们采访了该公司新业务开发部部长原田亮介，了解该钌前驱体的特性及其未来发展前景。

―关注CVD/ALD材料的原因是什么?

原田：化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）都是在基板上形成薄膜的技术，但近年来，ALD 因其能够在即使是很小很深的孔洞中均匀沉积薄膜，尤其是在半导体小型化的大背景下，而备受关注。在 ALD 工艺中，一种称为前驱体的化合物通过减压或加热气化，然后被输送到加热的基板上，从而形成原子层级的薄膜。

我们公司目前提供半导体产品，键合丝，银胶粘剂，溅镀靶材，电镀液，探针的材料虽然他们供应各种材料，但他们正将CVD/ALD材料作为新的业务领域。他们已在ALD前驱体的研发方面投入了20余年，并在2020年实现了世界最高的蒸汽压水平。CVD/ALD的前体他们宣布了这件事。

―此次开发的前置器的特点是?

原田：目前，铜（Cu）是半导体的主流线材，但预计未来将被钌（Ru）取代，因为钌的电阻比铜更低，耐久性更高。钌前驱体包括多种产品，例如“DCR”、“RuPta”和“TRuST”。DCR是固体，而RuPta和TRuST是液体前驱体。

其中，TRuST具有高蒸汽压力 (易于形成气体)，并且容易被诸如氢和氧的反应气体分解，因此可以形成低阻力的Ru膜。常温下的蒸汽压力是传统Ru预制器的100倍以上，是液体预制器中世界上最高的。

虽然具有高蒸气压和小分子结构的催化剂在反应器中浓度较高，且在基板的吸附性更好，但与传统催化剂相比，TRuST 工艺在阶梯覆盖率和沉积速率方面均表现出色。值得一提的是，其沉积速率约为每循环 1.7 埃，这在采用液态 Ru 催化剂的原子层沉积 (ALD) 工艺中位列世界最高水平之列。

―怎样成膜?

原田：薄膜沉积可使用氧气或氢气作为反应气体。特别是，采用氧气和氢气的两阶段工艺可以防止基板氧化，并实现高质量、低电阻的薄膜沉积。在第一阶段，在沉积前驱体薄膜后引入氢气以抑制基板表面氧化。重复此循环后，工艺切换到使用氧气进行薄膜沉积。由于每个阶段都使用相同的原材料和沉积温度，因此可以降低工艺和设备成本。

―有课题吗?

原田：原子层沉积（ALD）技术可以在精细复杂结构的表面形成超薄膜，但与引入的前驱体材料总量相比，可用于成膜的前驱体材料量较少，因此材料利用率并不高。此外，钌是一种稀有金属，近年来价格持续上涨。从资源保护和稳定供应的角度来看，有必要回收未使用的前驱体材料。我公司目前也在开发一种技术，回收回收后使用的前驱体材料，并将其转化为高纯度金属钌。