本文公开的是硅基薄膜和用于形成所述薄膜的组合物和方法。所述硅基薄膜包含<50原子％的硅。一方面，所述硅基薄膜具有组成SixCyNz，其中通过XPS测量，x为约0到约55，y为约35到约100，和z为约0到约50原子重量(wt.)百分比(％)。另一方面，所述硅基薄膜采用至少一种有机硅前体沉积，所述有机硅前体包含两个硅原子、至少一个Si-Me基，和硅原子之间的亚乙基或亚丙基连接，例如1,4-二硅杂戊烷。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2014年11月3日提交的申请No. 62/074,219的权益。申请No 62/074, 219的公开内容通过引用合并于此。
本文公开的是含硅或硅基介电薄膜或材料，和形成其的方法和组合物。
技术介绍
本文描述的硅基介电薄膜包括但不限于用于各种电子应用的非化学计量的碳化 娃、无定形娃、碳氮化娃或氮化娃。在某些实施方式中，介电薄膜在娃和碳外还包括其他元 素。这些其他元素有时可以根据薄膜的最终应用或所需的最终性质，而有意地经由沉积工 艺添加到组合的混合物中。例如，可将元素氮（N)添加到硅基薄膜中以形成碳氮化物或氮 化硅薄膜以提供特定介电性能例如，但不限于较低的泄漏电流。然而，取决于应用，薄膜中 的某些元素即使在较低的浓度水平也可能是不期望的。 碳化硅薄膜通常利用前体1，4-二硅杂丁烷（1，4-DSB)来沉积。美国公开号 2010/233886描述了形成硅基薄膜的方法，所述薄膜包含Si，例如但不限于氧化硅、碳氧化 硅、碳化硅及其组合，其具有至少一种以下特征：低的湿式蚀刻抗性、6. 0或低于6. 0的介电 常数、和/或可以耐受高温、快速的热退火过程。 尽管现有技术公开了 1，4-二硅杂丁烷作为用于根据X射线光电子光谱法（XPS) 具有高于约55 %的硅含量的含硅薄膜例如碳化硅薄膜的化学气相沉积（CVD)的前体的用 途，但是存在沉积硅含量低于约55%的碳化硅薄膜或材料的需要。据信由1，4-二硅杂丁烷 沉积的SiC薄膜的硅含量大于>55% Si的原因是因为Si与其本身结合而形成Si-Si键。 这些Si-Si键使得在随后的工艺整合步骤（诸如例如暴露于02等离子体处理或灰化）期间 易受到损伤。因此，现有技术中存在提供并开发可替代前体和使用该前体的方法以提供其 中通过XPS测量的薄膜的硅含量小于约55%的含硅薄膜的需要。也期望具有高密度（2克 /立方厘米（g/cc)或更高的密度）的加强薄膜以承受整合期间的进一步工艺步骤。 专利技术简述 本文描述的组合物和方法满足本领域的一个或多个需要。本文描述的是用于形成 包含硅、碳、任选的氮及其组合的硅基介电材料或薄膜的方法和前体。在某些实施方式中， 硅基薄膜基本上不含氧，或包含通过X射线光电子光谱法（XPS)测量的约0到约11原子重 量百分比的氧。一方面，硅基薄膜具有组成Si xCyNz，其中通过XPS测量的，X为约0到约55， y为约35到约100,和z为约0到约50原子重量（wt.)百分比（％)。另一方面，硅基薄膜 具有组成SixC y，其中X为约0到约55和y为约35到约100原子重量％。在这一方面或其 他方面，本文描述的硅基薄膜包含通过X射线光电子光谱法（XPS)测量的约55原子重量％ 或更低的硅。硅基薄膜中碳和任选的氮的原子重量％可以通过改变沉积条件例如温度、添 加氮源或其组合而同时在材料或薄膜中保持约55原子重量％或更低的硅来调节。 -方面，提供了在衬底的至少一部分表面上形成硅基薄膜的方法，所述方法包 括： 在反应器中提供所述衬底； 向所述反应器中引入至少一种具有下式A-D的有机硅前体化合物： 其中X1和X2各自独立地选自氢原子、卤素原子和具有式NR ￥的有机氨基基团，其 中R1选自直链C 。烷基、支链C 3-(；。烷基、C 3-(；。环烷基、直链或支链C 3-(；。烯基、直链或 支链。炔基、C「C6二烷基氨基、吸电子基团和C 6-(；。芳基；和R2选自氢原子、直链C 烷基、支链CfCi。烷基、c 3-Ci。环烷基、直链或支链c 3-c6烯基、直链或支链c 3-c6炔基、C 二烷基氨基、CfCi。芳基、直链C ^(^氟化烷基、支链C 3-(：6氟化烷基、吸电子基团和C 4-(^。芳 基；和任选地其中R1和R2连接在一起形成选自取代或未取代芳族环或者取代或未取代脂 族环的环；R 3、R4和R5各自独立地选自氢原子和甲基（CH3);和R 6选自氢原子、直链Ci-Ci。烧 基、支链CfCi。烷基、C 3-Ci。环烷基、直链或支链C 3-Ci。烯基、直链或支链C 3-Ci。炔基、C 烷基氨基、吸电子基团和CfCi。芳基；和 通过选自下组的沉积工艺在所述至少一部分表面上形成薄膜：化学气相沉积 (CVD)、低压化学气相沉积（LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积（PECVD)、循环化学气相沉 积（CCVD)、等离子体增强循环化学气相沉积（PECCVD)、原子层沉积（ALD)和等离子体增强 原子层沉积（PEALD)，其中硅基薄膜包含通过XPS测量的约0到约50原子重量百分比的硅。 一方面，沉积工艺包含LPCVD。另一方面，沉积工艺包含PECVD。然而，在另一方面，沉积工 艺包含PEALD或PECCVD。 另一方面，提供了用于沉积硅基薄膜的组合物，所述组合物包含： 包含两个硅原子的至少一种有机硅前体，选自：1-氯-1,4-二硅杂戊烷、 1_氣_1，5 - -娃杂己烧、1，5- -氣_1，5- -娃杂己烧、2, 6- -氣-2, 6- -娃杂庚烧、1_ - 甲基氛基_1，4_二娃杂戊烧、1-二乙基氛基-1，4_二娃杂戊烧、1-二异丙基氛基-1，4_二 娃杂戊烧、1_ ^甲基氣基_1，5- 二娃杂己烧、1_ ^乙基氣基_1，5- 二娃杂己烧、1_ ^异丙 基氨基-1，5-二硅杂己烷、2-二甲基氨基-2, 5-二硅杂己烷、2-二乙基氨基-2, 5-二硅杂 己烧、2- 二异丙基氣基_2, 5- 二娃杂己烧、2- 二甲基氣基_2, 6- 二娃杂庚烧、2- 二乙基氣 基-2, 6-二硅杂庚烷、2-二异丙基氨基-2, 6-二硅杂庚烷、1，4-双（二甲基氨基）-1，4-二 硅杂戊烷、1，4-双（二乙基氨基）-1，4-二硅杂戊烷、1，5-双（二甲基氨基）-1，5-二硅杂 己烷、1，5-双（二乙基氨基）-1，5-二硅杂己烷、2,5-双（二甲基氨基）-2,5-二硅杂己 烷、2, 5-双（二乙基氨基）-2,5-二硅杂己烷、2, 6-双（二甲基氨基）-2,6-二硅杂庚烷、 2, 6-双（二乙基氣基）_2, 6- 二娃杂庚烧、1，2- 二甲基氣杂-2, 5- 二娃杂环戊烧、1_正 丙基-2-甲基-1-氮杂-2, 5-二硅杂环戊烷、1-异丙基-2-甲基-1-氮杂-2, 5-二硅杂 环戊烧、1_叔丁基_2_甲基-1-氣杂_2, 5_二娃杂环戊烧、1，2_二甲基-1-氣杂_2, 6_二 硅杂环己烷、1-正丙基-2-甲基-1-氮杂-2, 6-二硅杂环己烷、1-异丙基-2-甲基-1-氮 杂_2, 6- 二娃杂环己烧、1_叔丁基_2-甲基氣杂-2, 6- 二娃杂环己烧、1，2, 5-二甲 基_1-氣杂-2, 5- 二娃杂环戊烧、1_正丙基_2, 5- 二甲基氣杂-2, 5- 二娃杂环戊烧、 1-异丙基-2, 5-二甲基-1-氮杂-2, 5-二硅杂环戊烷、1-叔丁基-2, 5-二甲基-1-氮 杂_2, 5- 二娃杂环戊烧、1，2, 6-二甲基氣杂-2, 6- 二娃杂环己烧、1_正丙基_2, 6- _. 甲基-1-氮杂-2, 6-二硅杂环己烷、1-异丙基-2, 6-二甲基-1-氮杂-2, 6-二硅杂环己烷 和1_叔丁基_2, 6- 二甲基氣杂-2, 6- 二本文档来自技高网...
【技术保护点】
在至少一部分衬底表面上形成硅基薄膜的方法，所述方法包括：在反应器中提供所述衬底的至少一个表面；向所述反应器中引入至少一种具有下式A‑D的有机硅前体化合物：其中X1和X2各自独立地选自氢原子、卤素原子和具有式NR1R2的有机氨基基团，其中R1选自直链C1‑C10烷基、支链C3‑C10烷基、C3‑C10环烷基、直链或支链C3‑C10烯基、直链或支链C3‑C10炔基、C1‑C6二烷基氨基、吸电子基团和C6‑C10芳基；和R2选自氢原子、直链C1‑C10烷基、支链C3‑C10烷基、C3‑C10环烷基、直链或支链C3‑C6烯基、直链或支链C3‑C6炔基、C1‑C6二烷基氨基、C6‑C10芳基、直链C1‑C6氟化烷基、支链C3‑C6氟化烷基、吸电子基团和C4‑C10芳基；和任选地其中R1和R2连接在一起形成选自取代或未取代芳族环或者取代或未取代脂族环的环；R3、R4和R5各自独立地选自氢原子和甲基(CH3)；和R6选自氢原子、直链C1‑C10烷基、支链C3‑C10烷基、C3‑C10环烷基、直链或支链C3‑C10烯基、直链或支链C3‑C10炔基、C1‑C6二烷基氨基、吸电子基团和C6‑C10芳基；和通过选自下组的沉积工艺在所述至少一个表面上形成所述硅基薄膜：化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、循环化学气相沉积(CCVD)、等离子体增强循环化学气相沉积(PECCVD)、原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)，其中所述硅基薄膜包含通过X射线光电子光谱法(XPS)测量的约0到约50原子重量百分比的硅。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷新建，A·麦利卡尔珠南，M·R·麦克唐纳德，萧满超，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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