用于沉积氧化硅膜的组合物和方法技术

本文描述了用于形成氧化硅膜的组合物和方法。在一个方面，所述膜由至少一种硅前体化合物沉积，其中所述至少一种硅前体化合物选自如本文定义的下式A和B：

Compositions and methods for deposition of silica films

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沉积氧化硅膜的组合物和方法相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2016年9月19日提交的美国临时专利申请号62/396,410，2016年10月14日提交的美国临时专利申请号62/408,167，和2016年11月4日提交的美国临时专利申请号62/417,619的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
本文描述了用于形成含有硅和氧化物的膜的组合物和方法。更具体地，本文描述了用于在约300℃或更低的一个或多个沉积温度下，或者更具体地，在约25℃至约300℃范围的一个或多个沉积温度下，形成化学计量的或非化学计量的氧化硅膜或材料的组合物和方法。原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)是用于在低温(<500℃)下沉积保形氧化硅膜的工艺。在ALD和PEALD工艺两者中，前体和反应性气体(例如氧气或臭氧)在一定数量的循环中分别脉冲以在每个循环形成单层氧化硅。然而，使用这些工艺在低温下沉积的氧化硅可含有可能在某些半导体应用中是有害的的杂质水平，例如但不限于氮(N)。为了解决这个问题，一种可能的解决方案是将沉积温度提高到500℃或更高。然而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将包含硅和氧的膜沉积到衬底上的方法，其包括以下步骤：a)在反应器中提供衬底；b)将至少一种硅前体化合物引入所述反应器，其中所述至少一种硅前体化合物选自式A和B：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.19 US 62/396,410;2016.10.14 US 62/408,167;1.一种将包含硅和氧的膜沉积到衬底上的方法，其包括以下步骤：a)在反应器中提供衬底；b)将至少一种硅前体化合物引入所述反应器，其中所述至少一种硅前体化合物选自式A和B：其中，R1独立地选自直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C3至C10杂环基、C3至C10烯基、C3至C10炔基和C4至C10芳基；R2选自氢、直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C3至C10杂环基、C3至C10烯基、C3至C10炔基和C4至C10芳基，其中式A或B中的R1和R2连接以形成环状环结构或不连接以形成环状环结构；R3-R8各自独立地选自氢、直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基和C4至C10芳基；X选自氢、直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C4至C10芳基、卤素和NR9R10，其中R9和R10各自独立地选自氢、直链C1至C6烷基、支链C3至C6烷基、C3至C10环烷基、C3至C10烯基、C3至C10炔基和C4至C10芳基，其中R9和R10连接以形成环状环结构或不连接以形成环状环结构，并且其中R1和R9连接以形成环状环或不连接以形成环状环；c)用吹扫气体吹扫所述反应器；d)将含氧源引入所述反应器中；和e)用吹扫气体吹扫所述反应器，其中重复步骤b至e，直到沉积期望厚度的所述膜，和其中所述方法在约25℃至600℃的一个或多个温度下进行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种硅前体化合物是选自以下的至少一种：1-二甲基氨基二硅氧烷、1-二乙基氨基二硅氧烷、1-二异丙基氨基二硅氧烷、1-二仲丁基氨基二硅氧烷、1-苯基甲基氨基二硅氧烷、1-苯基乙基氨基二硅氧烷、1-环己基甲基氨基二硅氧烷、1-环己基乙基氨基二硅氧烷、1-哌啶子基二硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)二硅氧烷、1-二甲基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-二乙基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-苯基甲基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-苯基乙基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-环己基甲基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-环己基乙基氨基-1,3-二甲基二硅氧烷、1-二甲基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-二乙基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-苯基甲基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-苯基乙基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-二甲基氨基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-二乙基氨基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-吡咯基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-吡咯烷基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-哌啶子基-1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)-3,3,3-五甲基二硅氧烷、1-异丙基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-叔丁基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-二甲基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-二乙基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-二异丙基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-环己基甲基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-环己基乙基氨基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-哌啶子基-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)-3,3,3-三甲基二硅氧烷、1-二甲基氨基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-二乙基氨基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-二异丙基氨基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-环己基甲基氨基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-环己基乙基氨基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-哌啶子基-3,3-二甲基二硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)-3,3-二甲基二硅氧烷、1,3-双(二甲基氨基)二硅氧烷、1,3-双(二乙基氨基)二硅氧烷、1,3-双(二异丙基氨基)二硅氧烷、1,3-双(二仲丁基氨基)二硅氧烷、1,3-双(二甲基氨基)-1,3-二甲基二硅氧烷、1,3-双(二乙基氨基)-1,3-二甲基二硅氧烷、1,3-双(二异丙基氨基)-1,3-二甲基二硅氧烷、1,3-双(二仲丁基氨基)-1,3-二甲基二硅氧烷、1,3-双(二甲基氨基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-双(二乙基氨基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-二甲基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-氯二硅氧烷、1-二乙基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-氯二硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-氯二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-氯二硅氧烷、1-二甲基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-溴二硅氧烷、1-二乙基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-溴二硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-溴二硅氧烷、1-二仲丁基氨基-1,1,3,3-四甲基-3-溴二硅氧烷、1-叔丁基氨基二硅氧烷、1-异丙基氨基二硅氧烷、1-叔丁基氨基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-异丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1-二甲基氨基三硅氧烷、1-二乙基氨基三硅氧烷、1-异丙基氨基三硅氧烷、1-二仲丁基氨基三硅氧烷、1-苯基甲基氨基三硅氧烷、1-苯基乙基氨基三硅氧烷、1-环己基甲基氨基三硅氧烷、1-环己基乙基氨基三硅氧烷、1-哌啶子基三硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)三硅氧烷、1-二甲基氨基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1-二乙基氨基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1-仲丁基氨基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1-苯基甲基氨基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1-苯基乙基氨基-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,5-双(二甲基氨基)-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,5-双(二乙基氨基)-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,5-双(二异丙基氨基)-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,5-双(仲丁基氨基)-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,5-双(苯基甲基氨基)-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,5-双(苯基乙基氨基)-1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1-二异丙基氨基-3,3,5,5,5-五甲基三硅氧烷、1-仲丁基氨基-3,3,5,5,5-五甲基三硅氧烷、1-环己基甲基氨基-3,3,5,5,5-五甲基三硅氧烷、1-环己基乙基氨基-3,3,5,5,5-五甲基三硅氧烷、1-哌啶子基-3,3,5,5,5-五甲基三硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)-3,3,5,5,5-五甲基三硅氧烷、1-二甲基氨基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-二乙基氨基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-二异丙基氨基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-仲丁基氨基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-环己基甲基氨基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-环己基乙基氨基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-哌啶子基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-(2,6-二甲基哌啶子基)-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1-吡咯基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷和1-吡咯烷基-1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧源选自臭氧、氧等离子体、包含氧和氩的等离子体、包含氧和氦的等离子体、臭氧等离子体、水等离子体、一氧化二氮等离子体、二氧化碳等离子体、一氧化碳等离子体及其组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧源包括等离子体。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述等离子体原位产生。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述等离子体远程产生。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述膜的密度为约2.1g/cc或更高。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜还含有碳。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述膜的密度为约1.8g/cc或更高。10.根据权利要求8所述的方法，其中通过X射线光电子能谱测量，所述膜的碳含量为0.5原子重量％(at.％)或更大。11.一种用于使用气相沉积法沉积选自氧化硅或碳掺杂氧化硅膜的膜的组合物，所述组合物包含：至少一种选自式A和B的硅前体化合物：其中，R1独立地选自直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C3至C10杂环基、C3至C10烯基、C3至C10炔基和C4至C10芳基；R2选自氢、直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C3至C10杂环基、C3至C10烯基、C3至C10炔基和C4至C10芳基，其中式A或B中的R1和R2连接以形成环状环结构或不连接以形成环状环结构；R3-R8各自独立地选自氢、直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基和C4至C10芳基；X选自氢、直链C1至C10烷基、支链C3至C10烷基、C3至C10环烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C4至C10芳基、卤素(Cl、Br、I)和NR9R10，其中R9和R10各自独立地选自氢、直链C1至C6烷基、支链C3至C6...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·麦克唐纳，雷新建，王美良，R·何，萧满超，S·K·拉贾拉曼，
申请(专利权)人：弗萨姆材料美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US