本文描述了具有式I的烷氧基氨基硅烷化合物以及用于沉积含硅薄膜的方法和组合物：(R1R2)NSiR3OR4OR5???式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-C10烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-C10烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-C10烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基。
【技术实现步骤摘要】
本文描述了挥发性且热稳定的有机氨基硅烷，更具体地，描述了烷氧基氨基硅烷，及其用于沉积化学计量或非化学计量的含硅薄膜例如但不限于氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、羰基化硅、氧碳氮化硅薄膜的用途。
技术介绍
美国专利号4，491，669公开了纯的对应于通SRmSi (OR' )n(NR" R' " )p的混合烷氧基氨基硅烷的制备，其中:R是氢、短链烷基或烯基或芳基；R"和R,"独立地是氢、短链烷基或芳基，至少一个不是氢；R'是短链烷基或芳基；且111、11和P是整数以使得m+n+p =4，且η和P各自至少为I。获得的化合物在具有末端硅烷基团的聚硅氧烷的封端中使用。美国专利号6，114，558和冊00/42049公开了具有通式RSi (NR1R2) (OR3)2的烷基(氨基)二烷氧基硅烷的制备，其中R是I到20个碳原子的直链或支链烷基或者是芳基烷基或芳基，R1和R2是I到6个碳原子的烷基且它们中的一个可以是氢，且R3是1-6个碳原子的烷基，优选甲基。该烷基(氨基)二烷氧基硅烷通过在逆加成工艺中无水地使化学计量量的烷氧基硅烷和烷基氨基氯化镁反应而制备。烷基氨基氯化镁优选地通过格氏试剂(RMX)和烷基胺在合适的非质子溶剂例如四氢呋喃(THF)中反应而原位制备。该反应可以在25° _75°C的温度范围内进行，无需催化剂，并且回收非质子溶剂以供在此工艺中再利用。因此，异丙基氯化镁与叔丁胺在THF中反应，接着用甲基三甲氧基硅烷处理，得到82 %的甲基(叔丁基氨基)二甲氧基硅烷。美国专利号7，524，735BUUS7, 582，555BUUS7, 888，233B1 和 US7, 915，139B1 公开了关于通过在缝隙中形成可流动膜而在衬底上用固体介电材料填充缝隙的方法。可流动膜提供了一致的、无空隙的缝隙填充。该膜然后转化成固体介电材料。以这种方式，用固体介电材料填充衬底上的缝隙。根据各种实施方式，该方法涉及介电前体与氧化剂反应以形成介电材料。在某些实施方式中，介电前体凝聚(condense),且随后与氧化剂反应以形成介电材料。在某些实施方式中，气相反应物发生反应以形成凝聚的可流动膜。美国专利号7，943，531B2公开了在沉积室中在衬底上沉积氧化硅层的方法。第一含硅前体、第二含硅前体和NH3等离子体反应以形成氧化硅层。第一含硅前体包括S1-H键和S1-Si键中的至少一个。第二含硅前体包括至少一个S1-N键。美国专利号7，425，350B2公开了制造含Si材料的方法，该方法包括将热解的S1-前体输送到衬底，并在衬底上聚合所热解的S1-前体以形成含Si薄膜。热解的S1-前体的聚合反应可在致孔剂的存在下进行，从而形成含致孔剂的含Si薄膜。可从含致孔剂的含Si薄膜移除致孔剂，从而形成多孔的含Si薄膜。优选的多孔含Si薄膜具有低介电常数，并因此适于各种低-k应用，例如在微电子器件和微电子机械系统中。美国专利号4，345，088A公开了具有式X(R)2NSiHOR的化合物，其中X是OR或N(R)2,并且其中R是1-8个碳原子的烷基。这些化合物通过用烷醇处理三(二烷基氨基)氢化硅烷而制备。美国专利号7，888，273B公开了通过产生可流动的含氧化硅的薄膜而内衬和/或填充衬底上的缝隙的方法。该方法包括在使得在衬底上形成凝聚的可流动膜的条件下将气相含硅前体和氧化剂反应物引入到包含衬底的反应室中。可流动膜至少部分地填充了衬底上的缝隙，然后转化成氧化硅薄膜。在某些实施方式中，该方法包括在薄膜的形成中使用催化剂，例如亲核试剂或鎗催化剂。催化剂可结合到一种反应物中，和/或作为单独的反应物引入。还提供了将可流动膜转化成固体介电薄膜的方法。该专利技术的方法可用来内衬或填充高纵横比的缝隙，包括具有从3: I到10: I的纵横比的缝隙。美国专利号7，629，227B公开了通过产生可流动的含氧化硅的薄膜而内衬和/或填充衬底上的缝隙的方法。该方法包括在 使得在衬底上形成凝聚的可流动膜的条件下将气相含硅前体和氧化剂反应物引入到包含衬底的反应室中。可流动膜至少部分地填充了衬底上的缝隙，然后转化成氧化硅薄膜。在某些实施方式中，该方法包括在薄膜的形成中使用催化剂，例如亲核试剂或鎗催化剂。催化剂可结合到一种反应物中，和/或作为单独的反应物引入。还提供了将可流动膜转化成固体介电薄膜的方法。该专利技术的方法可用来内衬或填充高纵横比的缝隙，包括具有从3: I到10: I的纵横比的缝隙。W006129773A1公开了用于烯烃聚合的催化剂，该催化剂由(A)包含镁钛卤素和电子供体化合物的固体催化剂成分、(B)由式R6pAlQ3-p表示的有机铝化合物和(C)由式R3nSi (NR4R5) 4_n表示的氨基硅烷化合物形成；并且提供了在催化剂的存在下生产用于烯烃聚合的催化剂的方法。提供了新型氨基硅烷化合物、用于烯烃聚合的催化剂成分(其具有高催化活性，能够以高产率生产具有高立构规整性的聚合物，并且显示出色的氢响应(hydrogen response))、催化剂和使用该催化剂生产烯烃聚合物的方法。因此，在本领域中存在着对于提供可用来沉积含硅薄膜的前体的需求，该前体提供以下优点中的一个或多个:低加工温度(例如300°C或更低)、相对良好的沉积速率、组成均匀性、稳定性和/或高纯度。
技术实现思路
本文描述了烷氧基氨基硅烷前体和使用其在衬底的至少一部分上形成化学计量或非化学计量的含硅薄膜(例如但不限于氧化硅、碳掺杂的氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、碳氮化硅及其组合)的方法。本文还公开了在待加工的物体(例如，举例来说，半导体晶片)上形成介电薄膜或涂层的方法。制备化学计量或非化学计量的含硅薄膜的烷氧基氨基硅烷化合物和方法采用一类具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1Xltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。该实施方式的示例包括但不限于二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。后一类实施方式的示例包括但不限于二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷和二甲氧基(叔丁基氨基)硅烷。在另一个方面，提供了用于在衬底的至少一个表面上形成含硅薄膜的方法，包括:在反应室中提供该衬底的至少一个表面；和通过选自化学气相沉积工艺和原子层沉积工艺的沉积工艺，使用至少一种包含具有通式(I)的烧氧基氨基硅烷的前体，在该至少一个表面上形成含娃薄膜:(R本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于沉积含硅薄膜的烷氧基氨基硅烷，其具有通式(I)：(R1R2)NSiR3OR4OR5???式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1?C10烷基、C2?C12烯基、C2?C12炔基、C4?C10环烷基和C6?C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1?C10烷基、C3?C12烯基、C3?C12炔基、C4?C10环烷基和C6?C10芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1?C10烷基、C2?C12烯基、C2?C12炔基、C4?C10环烷基和C6?C10芳基，其中R1和R2连接形成环或者R1和R2不连接形成环，并且其中R4和R5连接形成环或者R4和R5不连接形成环。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·斯彭斯，R·M·皮尔斯泰恩，雷新建，萧满超，R·霍，M·L·奥内尔，H·钱德拉，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：
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