形成含SI膜的组合物及其制造与使用方法技术

披露了形成含SI膜的组合物，这些组合物包含具有下式的前体[‑NR‑R

Compositions for forming SI-containing films and their manufacturing and use methods

Compositions forming SI-containing films comprising precursors having the following formula [NR R] are disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成含SI膜的组合物及其制造与使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月23日提交的美国临时专利申请号62/312,352的权益，出于所有目的通过援引方式以其全部内容结合在本申请中。
披露了形成含SI膜的组合物，这些组合物包含含有具有下式的单元的前体：[-NR-R4R5Si-(CH2)t-SiR2R3-]n(II)其中m＝1至4；t＝1至4；n＝2至400；R2、R3、R4、和R5独立地是H、C1至C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6烃基、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团，并且其条件是R2、R3、R4、和R5中的至少一个是H；并且R是H；C1-C6烃基；具有式SixR’2x+1的甲硅烷基，其中x＝1至4并且每个R’独立地＝H、C1-C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6基团、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团；或R1’R2’R3’Si(CH2)bSiR4’R5’基团，其中b＝1至2并且R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’独立地是H、C1-C6烃基、C6-C12芳基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6基团、C6-C12芳基、或NR”2形成环胺基团；并且其条件是R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’中的至少一个是H。
技术介绍
含Si膜广泛用于半导体、光伏、LCD-TFT、平板型器件、耐火材料或航空工业中。例如，可以使用含Si膜作为具有可以是绝缘的电特性的介电材料(SiO2、SiN、SiC、SiCN、SiCOH、MSiOx，其中M是Hf、Zr、Ti、Nb、Ta、或Ge并且x是0-4)。含Si膜也可用作导电膜，例如金属硅化物或金属硅氮化物。由电子器件架构向纳米尺度(特别是低于28nm节点)缩小而施加的严格要求，需要越来越精细调整的分子前体，其除了满足高沉积速率、所产生的膜的保形性和一致性之外，还满足挥发性(用于气相沉积工艺)，更低的工艺温度，与各种氧化剂的反应性和低膜污染的要求。Hizawa和Nojimoto(KogyoKagakuZasshi,1956,59,1359-63)描述了由Me3SiCH2SiMe2Cl和NH3的反应合成(Me3SiCH2SiMe2)2NH。O’Neill等人(美国专利申请公开号2015/0087139)披露了五类有机氨基硅烷前体，包括H3Si-R3-SiH2-NR1-SiH2-R3-SiH3，其中R1是直链或支链C1至C12烃基、直链或支链C3至C12烯基、直链或支链C3至C12炔基、C3至C12环烷基、或C5至C12芳基并且R3是直链或支链C1至C12亚烷基、直链或支链C3至C6亚炔基、C3至C12环亚烷基、C3至C12杂环亚烷基、C5至C12亚芳基、或C5至C12杂亚芳基。Fafard等人的WO2016/049154披露了用于沉积含Si膜的碳硅烷取代的胺前体。碳硅烷取代的胺前体具有式(R1)aN(-SiHR2-CH2-SiH2R3)3-a，其中a＝0或1；R1是H、C1至C6烷基、或卤素；R2和R3各自独立地是H、卤素、烷氧基、或烷基氨基。Kerrigan等人的WO2016/160991披露了碳硅烷与氨、胺和脒的催化脱氢偶联。仍然需要设计和生产Si沉积前体，尤其是以无卤素和/或更多选择性路线设计和生产前体，以提供装置工程师调整制造工艺要求并获得具有所需电和物理特性的膜的能力。
技术实现思路
披露了形成含SI膜的组合物，这些组合物包含具有下式的前体：RaN(R4R5Si(CH2)mSiR1R2R3)3-a(I)或包含具有下式的单元：[-NR-R4R5Si-(CH2)t-SiR2R3-]n(II)其中a＝0至1；m＝1至4；t＝1至4；n＝2至400；R1、R2、R3、R4、和R5独立地是H、烃基(C1至C6)、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6烃基、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团，并且其条件是R1、R2、R3、R4、和R5中的至少一个是H；并且R是H；C1-C6烃基；具有式SixR’2x+1的甲硅烷基，其中x＝1至4并且每个R’独立地＝H、C1-C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6基团、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团；或R1’R2’R3’Si(CH2)bSiR4’R5’基团，其中b＝1至2并且R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’独立地是H、C1-C6烃基、C6-C12芳基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6基团、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团；并且其条件是R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’中的至少一个是H。所披露的含Si成膜组合物可包括以下一个或多个方面：●m＝1至2；●t＝1至2；●a＝0并且m＝1；●前体是N(SiR4R5(CH2)SiR1R2R3)3；●R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝H；●前体是N(-SiH2-CH2-SiH3)3；●R1、R2、或R3中的至少一个＝H；●R4或R5中的至少一个＝H●R1、R2、或R3中的至少一个并且R4或R5中至少一个＝H；●R1、R2、R3和R4＝H；●R1、R2、R3、R4、或R5中的至少一个是乙烯基；●R1、R2、R3、R4、或R5中的至少一个是烯丙基；●R1、R2、R3、R4、或R5中的至少一个是苯基；●R2、R3、R4和R5＝H；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(CH2＝CH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(CH2＝CH-CH2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NH2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NMe2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NMeEt))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NEt2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NnPr2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NiPr2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NBu2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NiBu2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NtBu2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NAm2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NCy戊基2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(N己基2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NCyHex2))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NMeH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NEtH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NnPrH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NiPrH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NBuH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NiBuH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NtBuH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(NAmH))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(吡啶))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(吡咯))3；●前体是N(SiH2-CH2-SiH2(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成含SI膜的组合物，其包含含有具有下式的单元的前体：[‑NR‑R4R5Si‑(CH2)t‑SiR2R3‑]n  (II)其中t＝1至4；n＝2至400；R2、R3、R4、和R5独立地是H、C1至C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1‑C6烃基、C6‑C12芳基，或NR”2形成环胺基团，并且其条件是R2、R3、R4、和R5中的至少一个是H；并且R是H；C1‑C6烃基；具有式SixR’2x+1的甲硅烷基，其中x＝1至4并且每个R’独立地＝H、C1‑C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1‑C6基团、C6‑C12芳基，或NR”2形成环胺基团；或R1’R2’R3’Si(CH2)bSiR4’R5’基团，其中b＝1至2并且R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’独立地是H、C1‑C6烃基、C6‑C12芳基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1‑C6基团、C6‑C12芳基，或NR”2形成环胺基团；并且其条件是R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’中的至少一个是H。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.23 US 62/312,3521.一种形成含SI膜的组合物，其包含含有具有下式的单元的前体：[-NR-R4R5Si-(CH2)t-SiR2R3-]n(II)其中t＝1至4；n＝2至400；R2、R3、R4、和R5独立地是H、C1至C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6烃基、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团，并且其条件是R2、R3、R4、和R5中的至少一个是H；并且R是H；C1-C6烃基；具有式SixR’2x+1的甲硅烷基，其中x＝1至4并且每个R’独立地＝H、C1-C6烃基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6基团、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团；或R1’R2’R3’Si(CH2)bSiR4’R5’基团，其中b＝1至2并且R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’独立地是H、C1-C6烃基、C6-C12芳基、或具有式NR”2的烷基氨基并且每个R”独立地是H、C1-C6基团、C6-C12芳基，或NR”2形成环胺基团；并且其条件是R1’、R2’、R3’、R4’、和R5’中的至少一个是H。2.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有式[-NH-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n的单元，其中t＝1-2。3.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有选自下组的式的单元，该组由以下各项组成：[-N(SiH3)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si2H5)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si3H7)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、和[-N(Si4H9)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n，其中t＝1-2。4.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有选自下组的式的单元，该组由以下各项组成[-N(Si(Me)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(Et)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(iPr)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(nPr)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(Bu)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(iBu)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(tBu)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(戊基)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Si(己基)3-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-Nx(SiH(Me)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(Et)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(iPr)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(nPr)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(Bu)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(iBu)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(tBu)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(戊基)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(己基)2-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(Me)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(Et)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(iPr)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(nPr)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(Bu)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(iBu)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(tBu)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2(戊基)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、和[-N(SiH2(己基)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n，其中t＝1-2。5.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有选自下组的式的单元，该组由以下各项组成[-N(SiH2-CH2-SiH3)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2-CH2-CH2-SiH3)-(CH2)t-CH2-SiH2-]n、[-N(SiMe3-CH2-SiMe2)-(CH2)t-CH2-SiH2-]n、[-N(SiMe3-CH2-CH2-SiMe2)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiEt3-CH2-SiEt2)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n，和[-N(SiEt3-CH2-CH2-SiEt2)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n，其中t＝1-2。6.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有选自下组的式的单元，该组由以下各项组成[-N(Me)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Et)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(iPr)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(nPr)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(Bu)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(iBu)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(tBu)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(戊基)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、和[-N(己基)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n，其中t＝1-2。7.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有选自下组的式的单元，该组由以下各项组成[-N(SiH2NMe2)-H2Si-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2NEt2)-H2Si-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2NiPr2)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2NnPr2)-SiH2-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH2NMeEt)-H2Si-(CH2)t-SiH2-]n、[-N(SiH(NMe2)2)-H2Si-(CH2)t-SiH2-]n、和[-N(SiH(NEt2)2)-H2Si-(CH2)t-SiH2-]n，其中t＝1-2。8.根据权利要求2所述的形成含SI膜的组合物，其中，该前体含有具有选自下组的式的单元，该组由以下各项组成[-NH-H2Si-(CH2)t-SiH(CH2＝CH2)-]n、[-NH-H2Si-(CH2)t-SiH(CH2-CH2＝CH2)-]n、[-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尼什·坎德尔沃，肖恩·克里根，让马克·吉拉尔，安东尼奥·桑切斯，张鹏，王洋，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR