專利名稱：烷氧基氨基硅烷化合物及其應用的制作方法
技術領域：
本文描述了揮發性且熱穩定的有機氨基硅烷，更具體地，描述了烷氧基氨基硅烷，及其用于沉積化學計量或非化學計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。
背景技術：
美國專利號4，491，669公開了純的對應于通SRmSi (OR' )n(NR" R' " )p的混合烷氧基氨基硅烷的制備，其中:R是氫、短鏈烷基或烯基或芳基；R"和R,"獨立地是氫、短鏈烷基或芳基，至少一個不是氫；R'是短鏈烷基或芳基；且111、11和P是整數以使得m+n+p =4，且η和P各自至少為I。獲得的化合物在具有末端硅烷基團的聚硅氧烷的封端中使用。美國專利號6，114，558和冊00/42049公開了具有通式RSi (NR1R2) (OR3)2的烷基(氨基)二烷氧基硅烷的制備，其中R是I到20個碳原子的直鏈或支鏈烷基或者是芳基烷基或芳基，R1和R2是I到6個碳原子的烷基且它們中的一個可以是氫，且R3是1-6個碳原子的烷基，優選甲基。該烷基(氨基)二烷氧基硅烷通過在逆加成工藝中無水地使化學計量量的烷氧基硅烷和烷基氨基氯化鎂反應而制備。烷基氨基氯化鎂優選地通過格氏試劑(RMX)和烷基胺在合適的非質子溶劑例如四氫呋喃(THF)中反應而原位制備。該反應可以在25° _75°C的溫度范圍內進行，無需催化劑，并且回收非質子溶劑以供在此工藝中再利用。因此，異丙基氯化鎂與叔丁胺在THF中反應，接著用甲基三甲氧基硅烷處理，得到82 %的甲基(叔丁基氨基)二甲氧基硅烷。美國專利號7，524，735BUUS7, 582，555BUUS7, 888，233B1 和 US7, 915，139B1 公開了關于通過在縫隙中形成可流動膜而在襯底上用固體介電材料填充縫隙的方法。可流動膜提供了一致的、無空隙的縫隙填充。該膜然后轉化成固體介電材料。以這種方式，用固體介電材料填充襯底上的縫隙。根據各種實施方式，該方法涉及介電前體與氧化劑反應以形成介電材料。在某些實施方式中，介電前體凝聚(condense),且隨后與氧化劑反應以形成介電材料。在某些實施方式中，氣相反應物發生反應以形成凝聚的可流動膜。美國專利號7，943，531B2公開了在沉積室中在襯底上沉積氧化硅層的方法。第一含硅前體、第二含硅前體和NH3等離子體反應以形成氧化硅層。第一含硅前體包括S1-H鍵和S1-Si鍵中的至少一個。第二含硅前體包括至少一個S1-N鍵。美國專利號7，425，350B2公開了制造含Si材料的方法，該方法包括將熱解的S1-前體輸送到襯底，并在襯底上聚合所熱解的S1-前體以形成含Si薄膜。熱解的S1-前體的聚合反應可在致孔劑的存在下進行，從而形成含致孔劑的含Si薄膜。可從含致孔劑的含Si薄膜移除致孔劑，從而形成多孔的含Si薄膜。優選的多孔含Si薄膜具有低介電常數，并因此適于各種低-k應用，例如在微電子器件和微電子機械系統中。美國專利號4，345，088A公開了具有式X(R)2NSiHOR的化合物，其中X是OR或N(R)2,并且其中R是1-8個碳原子的烷基。這些化合物通過用烷醇處理三(二烷基氨基)氫化硅烷而制備。美國專利號7，888，273B公開了通過產生可流動的含氧化硅的薄膜而內襯和/或填充襯底上的縫隙的方法。該方法包括在使得在襯底上形成凝聚的可流動膜的條件下將氣相含硅前體和氧化劑反應物引入到包含襯底的反應室中。可流動膜至少部分地填充了襯底上的縫隙，然后轉化成氧化硅薄膜。在某些實施方式中，該方法包括在薄膜的形成中使用催化劑，例如親核試劑或鎗催化劑。催化劑可結合到一種反應物中，和/或作為單獨的反應物引入。還提供了將可流動膜轉化成固體介電薄膜的方法。該發明的方法可用來內襯或填充高縱橫比的縫隙，包括具有從3: I到10: I的縱橫比的縫隙。美國專利號7，629，227B公開了通過產生可流動的含氧化硅的薄膜而內襯和/或填充襯底上的縫隙的方法。該方法包括在 使得在襯底上形成凝聚的可流動膜的條件下將氣相含硅前體和氧化劑反應物引入到包含襯底的反應室中。可流動膜至少部分地填充了襯底上的縫隙，然后轉化成氧化硅薄膜。在某些實施方式中，該方法包括在薄膜的形成中使用催化劑，例如親核試劑或鎗催化劑。催化劑可結合到一種反應物中，和/或作為單獨的反應物引入。還提供了將可流動膜轉化成固體介電薄膜的方法。該發明的方法可用來內襯或填充高縱橫比的縫隙，包括具有從3: I到10: I的縱橫比的縫隙。W006129773A1公開了用于烯烴聚合的催化劑，該催化劑由(A)包含鎂鈦鹵素和電子供體化合物的固體催化劑成分、(B)由式R6pAlQ3-p表示的有機鋁化合物和(C)由式R3nSi (NR4R5) 4_n表示的氨基硅烷化合物形成；并且提供了在催化劑的存在下生產用于烯烴聚合的催化劑的方法。提供了新型氨基硅烷化合物、用于烯烴聚合的催化劑成分(其具有高催化活性，能夠以高產率生產具有高立構規整性的聚合物，并且顯示出色的氫響應(hydrogen response))、催化劑和使用該催化劑生產烯烴聚合物的方法。因此，在本領域中存在著對于提供可用來沉積含硅薄膜的前體的需求，該前體提供以下優點中的一個或多個:低加工溫度(例如300°C或更低)、相對良好的沉積速率、組成均勻性、穩定性和/或高純度。
發明內容
本文描述了烷氧基氨基硅烷前體和使用其在襯底的至少一部分上形成化學計量或非化學計量的含硅薄膜(例如但不限于氧化硅、碳摻雜的氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、碳氮化硅及其組合)的方法。本文還公開了在待加工的物體(例如，舉例來說，半導體晶片)上形成介電薄膜或涂層的方法。制備化學計量或非化學計量的含硅薄膜的烷氧基氨基硅烷化合物和方法采用一類具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷前體:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1Xltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。該實施方式的示例包括但不限于二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。后一類實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。在另一個方面，提供了用于在襯底的至少一個表面上形成含硅薄膜的方法，包括:在反應室中提供該襯底的至少一個表面；和通過選自化學氣相沉積工藝和原子層沉積工藝的沉積工藝，使用至少一種包含具有通式(I)的燒氧基氨基硅烷的前體，在該至少一個表面上形成含娃薄膜:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。在式I的一個特定的實施方式中，R1和R2可以連接在一起以形成環。在式I的另一個實施方式中，R1和R2不連接在一起形成環。在另一個方面，提供了通過原子層沉積工藝或循環化學氣相沉積工藝形成氧化硅或碳摻雜的氧化硅薄膜的方法，該方法包括以下步驟:a.在反應器中提供襯底；b.向反應器中引入至少一種包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前體:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。在式I的一個特定的實施方式中，R1和R2可以連接在一起以形成環。在式I的另一個實施方式中，R1和R2不連接在一起形成環；c.用吹掃氣體吹掃反應器；d.向反應器中引入氧源；e.用吹掃氣體吹掃反應器；和
重復步驟b至e直到獲得希望的薄膜厚度。在進一步的方面，提供了使用CVD工藝在襯底的至少一個表面上形成氧化硅或碳摻雜的氧化硅薄膜的方法，包括:a.在反應器中提供襯底；b.向反應器中引入至少一種包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前體:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。在式I的一個特定的實施方式中，R1和R2可以連接在一起以形成環。在式I的另一個實施方式中，R1和R2不連接在一起形成環；和c.提供氧源以在該至少一個表面上沉積氧化硅或碳摻雜的氧化硅薄膜。在另一個方面，提供了通過原子層沉積工藝或循環化學氣相沉積工藝形成氮化硅或氧氮化娃或羧基氮化娃(silicon carboxynitride)薄膜的方法,該方法包括以下步驟:a.在反應器中提供襯底；
b.向反應器中引入至少一種包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前體:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。在式I的一個特定的實施方式中，R1和R2可以連接在一起以形成環。在式I的另一個實施方式中，R1和R2不連接在一起形成環；c.用吹掃氣體吹掃反應器；d.向反應器中引入含氮源；e.用吹掃氣體吹掃反應器；和重復步驟b至e直到獲得希望的氮化硅或氧氮化硅或羧基氮化硅薄膜厚度。在進一步的方面，提供了使用CVD工藝在襯底的至少一個表面上形成氮化硅或氧氮化硅薄膜的方法，包括:a.在反應器中提供襯底；b.向反應器中引入至少一種包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前體:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。在式I的一個特定的實施方式中，R1和R2可以連接在一起以形成環。在式I的另一個實施方式中，R1和R2不連接在一起形成環；和c.提供含氮源，其中該至少一種有機氨基硅烷前體和含氮源反應以在該至少一個表面上沉積含硅和氮的薄膜。在另一個方面，本文描述了包含一種或多種具有式I或A的烷氧基氨基硅烷前體的用于沉積介電薄膜的容器。在一個特定實施方式中，該容器包含至少一個配備有適當的閥和配件的可加壓容器(優選地是不銹鋼的容器)以允許將一種或多種前體輸送到用于CVD或ALD工藝的反應器中。在又另一個方面，提供了用于沉積介電薄膜的組合物，其包含:至少一種包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前體:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Clt l烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可以連接在一起以形成環。該實施方式的實例包括但不限于二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可以連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。在式I的某些實施方式中，R2和R3都是氫。后一類實施方式的實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。
具體實施例方式烷氧基氨基硅烷用作使用多種沉積工藝來沉積化學計量的和非化學計量的含硅薄膜(例如，但不限于，氧化硅、氧碳化硅、氮化硅、氧氮化硅和氧碳氮化硅薄膜)的前體。在此所描述的烷氧基氨基硅烷包括芳氧基氨基硅烷、烷氧基氨基硅烷及其組合。沉積工藝包括，但不限于，化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、循環化學氣相沉積、流動式化學氣相沉積(flowable chemical vapor deposition) (FCVD)、原子層沉積、等離子體增強原子層沉積。烷氧基氨基硅烷前體通常是經蒸發和作為氣體輸送到沉積室或反應器以通過用于半導體器件的各種沉積技術(包括，但不限于，化學氣相沉積(CVD)、循環化學氣相沉積(CCVD)、流動式化學氣相沉積(FCVD)、原子層沉積(ALD))沉積含硅薄膜的高純度揮發性液體前體。在其他實施方式中，烷氧基氨基硅烷前體可用于基于液體的沉積或薄膜形成方法中，諸如，但不限于，旋涂、浸涂、氣溶膠、噴墨、絲網印刷或噴射應用。用于沉積的前體材料的選擇取決于希望獲得的介電材料或薄膜。例如，前體材料可以針對其化學元素的含量、其化學元素的化學計量比和/或在上述沉積工藝下形成的最終介電薄膜或涂層而進行選擇。前體材料也可以針對以下特征中的一種或多種特征而進行選擇:成本、非毒性、操作特性、在室溫下保持液相的能力、揮發性、分子量和或其他考慮因素。在某些實施方式中，可以通過多種方式，優選地使用配備有適當的閥和配件的可加壓不銹鋼容器，將本文描述的前體輸送到反應器系統，以允許將液相前體輸送至沉積室或反應器。據信，本文所述的烷氧基氨基硅烷前體可在化學氣相沉積或原子層沉積過程中提供對于襯底表面的更好的反應性，因為該前體具有允許它們在氣相沉積工藝過程中在襯底表面上化學反應的S1-N、S1-0、任選的S1-H、任選的S1-NH官能團。據信，本文所述的烷氧基氨基硅烷前體可在化學氣相沉積，尤其是循環CVD沉積，或原子層沉積過程中提供對于襯底表面的更好的反應性以形成S1-N-Si連接或S1-O-Si連接，這是由于它們的化學特性如任選的S1-H、S1-0R以及任選的S1-NHR鍵。除了前述的優勢外，在例如使用循環CVD、ALD或PEALD沉積方法沉積氧化硅或氮化硅薄膜的某些實施方式中，本文描述的烷氧基氨基硅烷前體可能能夠在相對低的沉積溫度(例如，500°C或更低，400°C或更低，或300°C或更低)下沉積高密度材料。在其他實施方式中，本文描述的前體可用于，例如，在從約500°C至約SOO0C的溫度下進行的更高溫 度沉積中。在一個實施方式中，本文描述了采用具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的沉積工藝:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12塊基、C4-Cltl環燒基和C6-Cltl芳基。在某些實施方式中，式I中的R1和R2可連接在一起以形成環。在其他實施方式中，式I中的R1和R2不連接在一起形成環。在某些實施方式中，式I中的R4和R5可連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接。在上述實施方式中，所述環可以是烴環或芳香環。本文還描述了由通式(I)衍生的烷氧基氨基硅烷化合物,其中R2和R3均為氫，如式A所示:R1HNSiHOR4OR5 (A)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基。在式A的某些實施方式中，式I中的R4和R5可連接在一起。在其他實施方式中，式I中的R4和R5不連接在一起。這些烷氧基氨基硅烷化合物的主要特征是它們都具有允許它們在氣相沉積工藝過程中在襯底表面上化學反應的S1-N、S1-0、S1-H以及S1-NH官能團。在式A的一個特定實施方式中，R1選自叔丁基或叔戊基，而R4和R5獨立地選自C1-C5燒基，如乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基。在式A的另一實施方式中，R1選自C1-C5烷基，如乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基，而R4和R5獨立地選自支鏈C3-C5烷基，如異丙基、仲丁基、異丁基、叔丁基和叔戊基。式A的實施方式的實例包括，但不限于，二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷、二甲氧基(叔丁基氨基)硅烷、二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷和二甲氧基(叔戊基氨基)硅烷。在由通式(I)衍生的另一特定實施方式中，其中R1和R2連接在一起以形成環，且R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基；R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基。在該實施方式中，式I中的R4和R5可連接在一起或不連接在一起。這種實施方式的實例包括，但不限于，二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。以下方案I和方案2提供了可用于制備具有式I (其中R5與如本文所述的R4相同)的鹵代有機氨基硅烷的反應方案或合成路線的實例。反應方案I和2可用有機溶劑(例如，在其存在下)進行。在其中使用了有機溶劑的實施方式中，合適的有機溶劑的實例包括但不限于，烴，如己烷、辛烷、甲苯和醚如二乙醚，以及四氫呋喃(THF)。在這些或其他實施方式中，如果包括溶劑，則反應溫度在從約_70°C至所用溶劑的沸點的范圍內。得到的烷氧基氨基硅烷可在去除所有副 產物以及溶劑之后經由真空蒸餾而純化。
權利要求
1.一種用于沉積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獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2連接形成環或者R1和R2不連接形成環，并且其中R4和R5連接形成環或者R4和R5不連接形成環。
2.如權利要求1所述的烷氧基氨基硅烷，其中R1選自叔丁基和叔戊基；且R4和R5包括選自乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基和叔丁基的C1-C5燒基；或者 其中R1包括選自乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基和叔丁基的C1-C5燒基；且R4和R5包括選自異丙基、仲丁基、異丁基、叔丁基和叔戊基的支鏈C3-C5烷基。
3.如權利要求1或2所述的烷氧基氨基硅烷，其中R4和R5連接形成環。
4.如權利要求1或2所述的烷氧基氨基硅烷，包括二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷或二甲氧基(叔丁基氣基)娃燒。
5.一種使用至少一種包含烷氧基氨基硅烷的前體沉積含硅薄膜的沉積方法，該烷氧基氨基硅烷具有通式(I):(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2連接形成環或者R1和R2不連接形成環，并且其中R4和R5連接形成環或者R4和R5不連接形成環。
6.如權利要求5所述的方法，其中R3包括H，且R1選自叔丁基和叔戊基。
7.如權利要求5或6所述的方法，其中所述沉積方法選自:循環CVD(CCVD)、MOCVD (金屬有機CVD)、熱化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、高密度PECVD、光子輔助CVD、等離子體-光子輔助化學氣相沉積(PPECVD)、低溫化學氣相沉積、化學輔助氣相沉積、熱絲化學氣相沉積、液體聚合物前體的CVD、超臨界流體的沉積和低能量CVD(LECVD)以及流動式化學氣相沉積，優選是流動式化學氣相沉積(FCVD);或者 其中所述沉積方法選自原子層沉積(ALD)、等離子體增強ALD (PEALD)和等離子體增強循環CVD (PECCVD)方法。
8.一種用來輸送用于沉積含娃薄膜的前體的容器，該容器包含: 具有通式(I)的前體:(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2連接形成環或者R1和R2不連接形成環，并且其中R4和R5連接形成環或者R4和R5不連接形成環；且 其中所述前體的純度為約 98%或更高。
9.如權利要求8所述的容器，其中所述容器由不銹鋼構成。
10.一種用于沉積介電薄膜的組合物，其包含: 具有通式(I)的燒氧基氣基娃燒:(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2連接形成環或者R1和R2不連接形成環，并且其中R4和R5連接形成環或者R4和R5不連接形成環；和 硅前體，其選自雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)、三(二甲基氨基)硅烷(TRDMAS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、三乙氧基硅烷(TES)、二叔丁氧基硅烷(DTBOS)、二叔戊氧基硅烷(DTPOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、四甲氧基硅烷(TMOS)、三甲氧基硅烷(TMOS)、甲基三甲氧基娃燒(MTMOS)、_■叔丁氧基甲基娃燒、_■叔丁氧基乙基娃燒、_■叔戍氧基甲基娃燒和二叔戊氧基乙基硅烷。
11.如權利要求10所述的組合物，其中所述烷氧基氨基硅烷選自二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷、二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷、二乙氧基(異丙氧基氨基)硅烷、二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷、二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷、二乙氧基(異丙氧基氨基)硅烷、二叔丁氧基(甲基氣基)娃燒、_■叔丁氧基(乙基氣基)娃燒、_■叔丁氧基(異丙基氣基)娃燒、二叔丁氧基(正丁基氨基)硅烷、二叔丁氧基(仲丁基氨基)硅烷、二叔丁氧基(異丁基氨基)娃燒、_■叔丁氧基(叔丁基氣基)娃燒、_■叔戍氧基(甲基氣基)娃燒、_■叔戍氧基(乙基氣基)娃燒、_■叔戍氧基(異丙基氣基)娃燒、_■叔戍氧基(正丁基氣基)娃燒、_■叔戍氧基(仲丁基氨基)硅烷、二叔戊氧基(異丁基氨基)硅烷、二叔戊氧基(叔丁基氨基)硅燒、~■甲氧基(苯基甲基氣基)娃燒、_■乙氧基(苯基甲基氣基)娃燒、_■甲氧基(苯基甲基氨基)甲基硅烷、和二乙氧基(苯基甲基氨基)甲基硅烷、二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。
12.如權利要求10或11所述的組合物，其中該組合物選自:四乙氧基硅烷(TEOS)和二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷；四乙氧基硅烷(TEOS)和二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷；四乙氧基硅烷(TEOS)和二乙氧基(異丙氧基氨基)硅烷；三乙氧基硅烷(TES)和二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷；三乙氧基硅烷(TES)和二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷；三乙氧基硅烷(TES)和_■乙氧基(異丙氧基氣基)娃燒；_■叔丁氧基娃燒(DTBOS)和_■叔丁氧基(甲基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(乙基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(異丙基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(正丁基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(仲丁基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(異丁基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(叔丁基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(甲基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(乙基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(異丙基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(正丁基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(仲丁基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(異丁基氣基)娃燒；以及~■叔戍氧基娃燒(DTPOS)和_■叔戍氧基(叔丁基氣基)娃燒。
13.一種用于沉積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獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl環烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2連接形成環或者R1和R2不連接形成環，并且其中R4和R5連接形成環或者R4和R5不連接形成環，優選R4和R5連接形成環。
14.如權利要求13所述的烷氧基氨基硅烷，其選自二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧 基(順式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。
全文摘要
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積含硅薄膜的方法和組合物(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1獨立地選自直鏈或支鏈C1-C10烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自獨立地選自氫、直鏈或支鏈C1-C10烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基；且R4和R5各自獨立地選自直鏈或支鏈C1-C10烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10環烷基和C6-C10芳基。
文檔編號C23C16/40GK103224510SQ201310051550
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月28日 優先權日2012年1月27日
發明者D·P·斯彭斯, R·M·皮爾斯泰恩, 雷新建, 蕭滿超, R·霍, M·L·奧內爾, H·錢德拉 申請人:氣體產品與化學公司