用于形成含硅和氧的薄膜的汽相沉积方法技术

披露了用于使用经单取代的TSA前体形成含硅和氧的膜的ALD方法。这些经单取代的TSA前体具有式：(SiH3)2N‑SiH2‑X，其中X是卤素原子或氨基。

Vapor deposition method for forming thin films containing silicon and oxygen

A ALD method is disclosed for the use of a single substituted TSA precursor to form a film containing silicon and oxygen. The mono substituted TSA precursor with formula: (SiH3) 2N SiH2 X, wherein X is a halogen atom or amino.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成含硅和氧的薄膜的汽相沉积方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月30日提交的PCT申请号PCT/US2016/025010及2015年6月12日提交的美国申请号14/738,039号的权益，两者均以全文引用的方式通过引用结合在此用于所有目的。
披露了用于使用经单取代的TSA前体形成含硅和氧的膜的ALD方法。这些经单取代的TSA前体具有式：(SiH3)2N-SiH2-X，其中X是卤素原子或氨基。
技术介绍
已使用多种含硅前体、通过气相沉积法在各种基板上沉积含硅薄膜。选择适合硅前体及适当时选择共反应物通常根据以下来决定：目标膜组合物及特性，以及其上待沉积膜的基板所带来的限制。一些基板可能需要低温沉积方法。例如，在经有机膜涂布的塑料基板或硅基板上沉积可能需要沉积温度低于100℃(亦即20℃-100℃)，同时维持工业上所关注的合理沉积速率。此类膜不仅可以作为空间定义的平版印刷应用于半导体制造，而且用于密封有机发光二极管(OLED)装置或在膜上产生水分扩散阻挡。对不同温度范围的类似限制显现于半导体制造的不同步骤中，诸如金属、栅极隔片等上的封盖层。DNF有限公司的WO2015/190749披露了氨基-甲硅烷基胺化合物及使用原子层沉积法制造含有Si-N键的介电膜的方法。Sanchez及Girard的WO2015/047914披露了经胺取代的三甲硅烷基胺及三-二甲硅烷基胺化合物。DNF有限公司的US2014/0363985披露了氨基-甲硅烷基胺化合物、其制备方法及使用其制备含硅薄膜的方法。Cruse等人的US5413813披露了在反应器内表面上尤其使用R3Si-N(X)-SiR3的的硅类陶瓷材料的CVD，其中每个R为H、C1-20烷基、卤素(优选地是Cl)或NR2且X为H、Li或SiR3。空气产品和化学品公司(AirProductsandChemicals)的US2014/0158580A描述了烷氧基甲硅烷基胺化合物及其应用。同属空气产品和化学品公司的US7,122,222披露了用于沉积含硅膜的前体及其方法。WO2013/058061中所披露的硅氮烷化合物N-(SiR1R2R3)mR43-m用作涂布气体。US5,332,853中所披露的(RR1R2Ma)yA(R3)x作为催化化合物用于产生官能化烷基碱金属化合物。类似专利包括US5663398A、US5332853A、US5340507A、以及EP525881A1。使用基于气相的沉积方法(诸如CVD或ALD)(就所有可能的意义而言，诸如LPCVD、SACVD、PECVD、PEALD等)的行业仍寻求在其应用中理想的前体，亦即在其工艺、基板及膜目标的局限范围内具有最高可能沉积速率的前体。
技术实现思路
披露了形成含硅膜的组合物，其包含具有式(SiH3)2NSiH2-X的经单取代的TSA前体，其中X为选自Cl、Br或I的卤素原子；异氰酸酯基[-NCO]；氨基[-NR1R2]；含N的C4-C10饱和或不饱和杂环；或烷氧基[-O-R]；R1、R2及R独立地选自H、甲硅烷基[-SiR′3]；或C1-C6直链或支链、饱和或不饱和烃基；其中每个R′独立地选自H；选自Cl、Br或I的卤素原子；C1-C4饱和或不饱和烃基；C1-C4饱和或不饱和烷氧基；或氨基[-NR3R4]，其中每个R3及R4独立地选自H及C1-C6直链或支链、饱和或不饱和烃基，其前提是若R1＝H，则R2≠H、Me或Et。所披露的形成含硅膜的组合物可包括一个或多个以下方面：·经单取代的TSA前体，其中X为卤素原子；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-Cl；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-Br；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-I；·经单取代的TSA前体，其中X为异氰酸酯-NCO(亦即为(SiH3)2N-SiH2-NCO)；·经单取代的TSA前体，其中X为氨基[-NR1R2]；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NMe2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NMeEt；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NEt2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NiPr2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NHiPr；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NMeiPr；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NEtiPr；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NHtBu；·经单取代的TSA前体不为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2(NHEt))(亦即当X＝NR1R2且R1为SiH3且R2为NHEt时)；·经单取代的TSA前体，其中X为-N(SiR3)2，其中每个R独立地选自卤素、H或C1-C4烷基；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-N(SiCl3)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-N(SiBr3)2；·经单取代的TSA前体为((SiH3)2N-SiH2-N(SiI3)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-N(SiH3)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2Cl)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2(NEt2)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2(NiPr2)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2(NHtBu)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2OEt)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiH3)(SiH2OiPr)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-N(SiMe3)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-NH(SiMe3)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-N(SiEt3)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiMe2Et)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiMe2iPr)2；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2-N-SiH2-N(SiMe2nPr)2；·经单取代的TSA前体，其中X为含N的C4-C10杂环；·经单取代的TSA前体，其中含N的C4-C10杂环是选自吡咯烷、吡咯及哌啶；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(吡咯烷)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(吡咯)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(哌啶)；·经单取代的TSA前体，其中X为烷氧基[-O-R]；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(OH)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(OMe)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(OEt)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-SiH2-(OiPr)；·经单取代的TSA前体为(SiH3)2N-Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硅和氧的膜的ALD形成方法，该方法包括以下步骤：通过将经单取代的TSA前体的蒸气和含氧反应物依次引入含有基板的反应器中将含硅和氧的膜沉积在该基板上，该经单取代的TSA前体具有式(SiH3)2N‑SiH2‑X，其中X是卤素原子或氨基[‑NR2]并且每个R独立地选自下组，该组由以下各项组成：H；C1‑C6烃基；或甲硅烷基[SiR’3]，其中每个R′独立地选自H或C1‑C6烃基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.12 US 14/738,039;2016.03.30 US PCT/US2016/1.一种含硅和氧的膜的ALD形成方法，该方法包括以下步骤：通过将经单取代的TSA前体的蒸气和含氧反应物依次引入含有基板的反应器中将含硅和氧的膜沉积在该基板上，该经单取代的TSA前体具有式(SiH3)2N-SiH2-X，其中X是卤素原子或氨基[-NR2]并且每个R独立地选自下组，该组由以下各项组成：H；C1-C6烃基；或甲硅烷基[SiR’3]，其中每个R′独立地选自H或C1-C6烃基。2.如权利要求1所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中X是Cl。3.如权利要求1所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中X是NiPr2。4.如权利要求1所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中X是NEt2。5.如权利要求1所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中X是N(SiH3)2。6.如权利要求1至5中任一项所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中该含氧反应物选自下组，该组由以下各项组成：O2、O3、H2O、H2O2、NO、NO2、N2O、醇、二醇、羧酸、酮、醚、O原子、O自由基、O离子、以及其组合。7.如权利要求6所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中该含氧反应物是等离子体O2。8.如权利要求6所述的含硅和氧的膜的ALD形成方法，其中该含硅和氧的膜是氧化硅。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：让马克·吉拉尔，张鹏，安东尼奥·桑切斯，马尼什·坎德尔沃，根纳迪·伊多，里诺·佩萨雷西，
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