新三甲硅烷基胺衍生物、其制备方法以及使用其的含硅薄膜技术

提供了新三甲硅烷基胺衍生物、用于制备其的方法和使用其的含硅薄膜，其中三甲硅烷基胺衍生物是具有热稳定性、高挥发性和高反应性并且在室温下和压力下呈液态(可以进行处理)的化合物，其可以通过多种沉积方法形成具有优良物理和电学特性的高纯度含硅薄膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到新三甲硅烷基胺衍生物、用于制备其的方法和使用其的含硅薄膜，并且更特别地涉及具有热稳定性和高挥发性并在室温和压力下呈液态(可以进行处理)的新三甲硅烷基胺衍生物、用于制备其的方法和使用其的含硅薄膜。
技术介绍
通过半导体领域中的多种沉积方法，含硅薄膜被制成多种形状，如硅膜、二氧化硅膜、氮化硅膜、碳氮化硅膜、氮氧化硅膜等，并且被广泛应用于许多领域中。特别地，归因于其显著优良的阻挡性和抗氧化性，二氧化硅膜和氮化硅膜可以在制造装置中起绝缘膜、防扩散膜、硬质掩模、蚀刻停止层、籽晶层、间隔物、沟槽隔离物、金属间介电材料和保护层的作用。近期，多晶硅薄膜已经被用于薄膜晶体管(TFT)、太阳能电池等，并且因此，其应用领域得到了改变。作为已知用于制造含硅薄膜的典型技术，存在通过使混合气体形式的硅前体与反应气体反应在基底表面上形成膜或者通过在表面上直接反应形成膜的金属有机化学气相沉积(MOCVD)；以及在基底表面上物理或化学吸附气体形式的硅前体，随后依次引入反应气体形成膜的原子层沉积(ALD)。另外，用于制造薄膜的多种技术，如低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)(使用能够在低温下沉积的等离子体)等被用于下一代半导体和显示装置制造工艺，由此被用于形成超精细图案和沉积在纳米尺寸的厚度下具有均匀和优良特性的超薄膜。如韩国专利特许公开No.KR 2007-0055898中所述的用于形成含硅薄膜的前体的典型实例包括硅烷、硅烷氯化物、氨基硅烷和烷氧基硅烷，并且更具体地，硅烷氯化物如二氯硅烷(SiH2Cl2)和六氯二硅烷(Cl3SiSiCl3)；以及三甲硅烷基胺(N(SiH3)3)、双-二乙基氨基硅烷(H2Si(N(CH2CH3)2)2)和二异丙基氨基硅烷(H3SiN(i-C3H7)2)等被用于半导体和显示器的大规模生产。然而，根据由装置的超高集成导致的装置微型化、纵横比的增加以及装置材料的多样化，需要形成具有均匀和薄的厚度以及在期望低温下具有优良电学特性的超精细薄膜的技术，并且因此，在使用现有硅前体时，600或更高的高温工艺、阶梯覆盖的劣化、蚀刻特性以及薄膜的物理和电学特性成为问题，并且因此，需要开发优良的新硅前体。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供新三甲硅烷基胺衍生物。另外，本专利技术的另一个目的是提供作为用于薄膜沉积的前体化合物的新三甲硅烷基胺衍生物。此外，本专利技术的另一个目的是提供用于制备三甲硅烷基胺衍生物的方法。另外，本专利技术的另一个目的是提供用于沉积含硅薄膜的组合物，其包含本专利技术的三甲硅烷基胺衍生物；用于制造含硅薄膜的方法；和通过使用本专利技术的三甲硅烷基胺衍生物制造的含硅薄膜。技术方案在一个一般方面中，本专利技术提供了这样的新三甲硅烷基胺衍生物：其能够形成具有优良内聚性、高沉积速率和即使在低温下也具有优良的物理和电学特性的硅薄膜。本专利技术的新三甲硅烷基胺衍生物由以下化学式1表示：[化学式1]在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、卤素或(C1-C3)烷基。由本专利技术的化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物在室温和大气压下呈液态，并且具有较优的挥发性和优良的反应性，由此容易形成薄膜。优选地，在化学式1中，排除其中R1和R2两者均为甲基的情况，原因是由于当化学式1中的R1和R2两者均为甲基时，三甲硅烷基胺衍生物在室温和大气压下呈液态，但仍然具有低反应性。同时，本专利技术的三甲硅烷基胺衍生物(排除其中R1和R2两者均为甲基的情况)是具有较优挥发性和优良反应性的液态化合物，由此容易形成薄膜。另外，由于Si3N三角形平面分子结构具有三个连接至中心氮原子的硅原子，因此本专利技术的三甲硅烷基胺衍生物具有高的热稳定性和低的活化能，由此具有优良的反应性，并且不产生非挥发性副产物，由此容易形成具有高纯度的含硅薄膜。为了使根据本专利技术的一个示例性实施方案的由化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物形成具有高热稳定性和反应性以及高纯度的薄膜，优选的是，在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、卤素或甲基，前提条件是排除其中R1和R2两者均为甲基的情况。根据本专利技术的一个示例性实施方案的化学式1可以选自以下化合物，但本专利技术并不限于此：另外，由本专利技术的化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物可以优选用作用于沉积含硅薄膜的前体化合物。在另一个一般方面中，本专利技术提供了用于制备由化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物的方法，所述方法包括：通过在由以下化学式2表示的碱或(C1-C7)烷基锂的存在下使由以下化学式3表示的化合物与由以下化学式4表示的化合物反应制备由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物。[化学式1][化学式2]N(R3)(R4)(R5)[化学式3][化学式4]在化学式1至4中，R1和R2各自独立地为氢、卤素或(C1-C3)烷基；R3至R5各自独立地为(C1-C7)烷基，并且X1是卤素。优选地，在化学式1至4中，排除其中R1和R2两者均为甲基的情况。根据本专利技术的一个示例性实施方案的(C1-C7)烷基锂是锂与(C1-C7)烷基键合的化合物，例如，甲基锂、叔丁基锂、正丁基锂等，并且优选为正丁基锂。在另一个一般方面中，本专利技术提供了用于制备由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物的方法，所述方法包括：通过使金属氢化物与由以下化学式5表示的化合物反应制备由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物：[化学式1][化学式5]在化学式1或5中，R1和R2各自独立地为氢、卤素或(C1-C3)烷基；并且X2或X3各自独立地为氢或卤素。优选地，在化学式1或5中，排除其中R1和R2两者均为甲基的情况。根据本专利技术的一个示例性实施方案，金属氢化物中的金属可以是碱金属或碱土金属，并且优选为锂。只要本专利技术的制备方法中使用的溶剂不与起始物质反应，则其在一般有机溶剂中不受限制，例如，所述溶剂可以是选自正己烷(n-己烷)、环己烷、正戊烷(n-戊烷)、二乙醚、甲苯、四氢呋喃(THF)、二氯甲烷(DCM)和三氯甲烷(氯仿)中的至少一种。只要本专利技术的制备方法中的反应温度用于一般有机合成，则所述温度不受限制；然而，反应温度可以根据反应时间、反应物质和起始物质的量变化，其中反应需要在通过NMR、GC等确认起始物质完全消耗之后完成。当反应完成时，可以通过过滤，随后通过在减压下简单蒸馏除去溶剂，并且然后可以通过一般方法如分馏、减压下蒸馏等来分离和精炼期望的物质。此外，在另一个一般方面中，本专利技术提供了用于沉积含硅薄膜的组合物和用于通过使用上述三甲硅烷基胺衍生物制造含硅薄膜的方法，所述组合物包含上述三甲硅烷基胺衍生物。本专利技术的用于沉积含硅薄膜的组合物可包含三甲硅烷基胺衍生物作为用于薄膜沉积的前体，并且用于沉积含硅薄膜的组合物中的三甲硅烷基胺衍生物的含量可以在本领域技术人员考虑到薄膜的成膜条件或者厚度、特性等可确定的范围内。在另一个一般方面中，本专利技术提供了通过使用上述三甲硅烷基胺衍生物制造的含硅薄膜。本专利技术的含硅薄膜可以由一般方法制造，例如，金属有机化学气相沉积(MOCVD)、原子层沉积(ALD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)等。本专利技术的三甲硅烷基胺衍生物具有低活化能和高反应性，并且使非挥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物：[化学式1]在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、卤素或(C1‑C3)烷基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.08 KR 10-2014-0002538;2014.12.30 KR 10-2011.一种由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物：[化学式1]在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、卤素或(C1-C3)烷基。2.根据权利要求1所述的三甲硅烷基胺衍生物，其中R1和R2两者为氢、卤素或甲基。3.根据权利要求1所述的三甲硅烷基胺衍生物，其中所述化学式1选自以下化合物4.一种用于制备由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物的方法，包括：通过在由以下化学式2表示的碱或(C1-C7)烷基锂的存在下使由以下化学式3表示的化合物与由以下化学式4表示的化合物反应制备所述由以下化学式1表示的三甲硅烷基胺衍生物：[化学式1][化学式2]N(R3)(R4)(R5)[化学式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世珍，李相道，金宗炫，金成基，金度延，杨炳日，昔壮衒，李相益，金铭云，
申请(专利权)人：DNF有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR