甲硅烷基胺化合物、含其的用于沉积含硅薄膜的组合物及使用组合物制造含硅薄膜的方法技术

提供了甲硅烷基胺化合物、含其的用于沉积含硅薄膜的组合物及使用组合物制造含硅薄膜的方法，且更具体地，提供了能够有用地用作含硅薄膜的前体的甲硅烷基胺化合物，含有该甲硅烷基胺化合物的用于沉积含硅薄膜的组合物，以及使用该组合物制造含硅薄膜的方法。

Silylamine compound, its composition for depositing silicon-containing film and method for manufacturing silicon-containing film by using the composition

The invention provides a silylamine compound, a composition containing it for depositing a silicon containing film and a method for manufacturing a silicon containing film using the composition, and more specifically, a silylamine compound capable of usefully being used as a precursor of a silicon containing film, a composition containing the silylamine compound for depositing a silicon containing film, and a method for manufacturing a silicon containing film using the composition Method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】甲硅烷基胺化合物、含其的用于沉积含硅薄膜的组合物及使用组合物制造含硅薄膜的方法
本专利技术涉及甲硅烷基胺化合物，用于沉积含硅薄膜的含有该甲硅烷基胺化合物的组合物，以及使用该组合物制造含硅薄膜的方法，并且更具体地，涉及作为前体在沉积含硅薄膜方面非常有用的新型甲硅烷基胺化合物，用于沉积含硅薄膜的含有该新型甲硅烷基胺化合物的组合物，以及使用该组合物制造含硅薄膜的方法。
技术介绍
含硅薄膜是通过半导体领域中的各种沉积工艺制造的，从而被制造成各种形式，诸如硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜、碳氮化硅膜和氧氮化硅膜，并且含硅薄膜可以应用于各种领域。特别地，由于氧化硅膜和氮化硅膜具有显著优异的阻挡性和抗氧化性，所以氧化硅膜和氮化硅膜在制造装置中被用作绝缘膜、扩散阻挡、硬掩模、蚀刻停止层、种子层、间隔物、沟槽隔离、金属间介电材料和钝化层。近来，多晶硅薄膜已经用于薄膜晶体管(TFT)、太阳能电池等，且其应用领域已逐渐多样化。作为本领域已知的用于制造含硅薄膜的代表性技术，存在使气体型硅前体和反应气体彼此反应以在基底的表面形成膜或使气体型硅前体和反应气体直接在表面上彼此反应以形成膜的金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法，以及物理或化学吸附气体型硅前体并且相继注入反应气体以形成薄膜的原子层沉积(ALD)方法。用于制造薄膜的各种技术，诸如应用上述方法的低压化学气相沉积(LPCVD)、能够在低温下进行沉积的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)方法等，被应用于制造下一代半导体和显示器件的工艺，从而用于形成超精细图案并以纳米级厚度沉积具有均匀和优异性能的超薄膜。用于形成含硅薄膜的前体的代表性实例可包括硅烷、硅烷化合物、氨基硅烷和烷氧基硅烷化合物。其具体实例可包括氯硅烷化合物，诸如二氯硅烷(SiH2Cl2)和六氯乙硅烷(Cl3SiSiCl3)、三甲硅烷基胺(N(SiH3)3)、双二乙基氨基硅烷(H2Si(N(CH2CH3)2)2)、二异丙基氨基硅烷(H3SiN(i-C3H7)2)等。这些前体已用于制造半导体和显示器的批量生产工艺中。然而，由于器件的超高集成度引起的器件精细度和宽高比的增加以及器件材料的多样化，需要形成具有所期望的均匀和薄的厚度和低温下优异的电性质的超精细薄膜的技术。因此，使用现有硅前体的高温工艺(600℃或更高)，薄膜的台阶覆盖、蚀刻性能以及物理和电性质已成为问题，从而研究了开发新型更优异的硅前体以及形成薄膜的方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供能够用作含硅薄膜的前体的新型甲硅烷基胺化合物。本专利技术的另一目的是提供含有根据本专利技术的甲硅烷基胺化合物的用于沉积含硅薄膜的组合物，以及使用该用于沉积含硅薄膜的组合物来制造含硅薄膜的方法。问题解决方案在一个总的方面，提供了甲硅烷基胺化合物，其具有优异的内聚力、高沉积速率，并且即使在低温下也具有优异的物理和电性质，该甲硅烷基胺化合物由以下化学式1表示。[化学式1](在化学式1中，R1至R4各自独立地为(C1-C7)烷基或(C2-C7)烯基，或R1和R2以及R3和R4各自独立地相互连接形成环。)优选地，在根据本专利技术的由化学式1表示的甲硅烷基胺化合物中，R1至R4可以各自独立地为(C1-C5)烷基或(C2-C5)烯基。优选地，根据本专利技术示例性实施方式的由化学式1表示的甲硅烷基胺化合物可以由以下化学式2或3表示。[化学式2][化学式3](在化学式2和3中，R11至R14各自独立地为(C1-C5)烷基或(C2-C5)烯基；以及n和m各自独立地为1至7的整数。)优选地，在根据本专利技术示例性实施方式的化学式2或3中，R11至R14可各自独立地为(C1-C3)烷基或(C2-C3)烯基；以及n和m可以各自独立地为1至4的整数。更优选地，R11至R14可以各自独立地为(C1-C3)烷基；以及n和m可以各自独立地为1至3的整数。根据本专利技术示例性实施方式的由化学式1表示的甲硅烷基胺化合物可以选自以下化合物，但不限于此。在另一个总的方面，提供了用于沉积含硅薄膜的组合物，其含有根据本专利技术示例性实施方式的甲硅烷基胺化合物。在另一个总的方面，提供了使用根据本专利技术示例性实施方式的用于沉积含硅薄膜的组合物制造含硅薄膜的方法。在用于制造含硅薄膜的方法中，含硅薄膜可以通过原子层沉积(ALD)方法、化学气相沉积(CVD)方法、金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法、低压化学气相沉积(LPCVD)方法、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法或等离子体增强原子层沉积(PEALD)方法形成，并且可以是氧化硅(SiO2)膜、碳氧化硅(SiOC)膜、氮化硅(SiN)膜、氮氧化硅(SiON)膜、碳氮化硅(SiCN)膜或碳化硅(SiC)膜。更具体地，根据本专利技术的制造含硅薄膜的方法可以包括：a)将安装在腔室中的基底的温度保持在30至400℃；b)使根据本专利技术的用于沉积含硅薄膜的组合物与基底接触，以将用于沉积含硅薄膜的组合物吸附在基底中；以及c)将反应气体注入至其中吸附了用于沉积含硅薄膜的组合物的基底以形成含硅薄膜。在用于制造含硅薄膜的方法中，可以在通过产生50至1000W的等离子体功率的等离子体而激活反应气体之后，供应该反应气体。专利技术的有益效果根据本专利技术的新型甲硅烷基胺化合物在室温下是液体并且具有高挥发性和优异的热稳定性和反应性，使得甲硅烷基胺化合物作为含硅薄膜的前体是非常有用的。此外，根据本专利技术的用于沉积含硅薄膜的组合物含有根据本专利技术的甲硅烷基胺化合物作为前体，从而可以在较低的功率和成膜温度条件下提供具有高纯度和耐久性的高质量含硅薄膜。此外，在使用根据本专利技术的用于沉积含硅薄膜的组合物来制造含硅薄膜的方法中，即使在低成膜温度条件下也可以实现优异的沉积速率和优异的应力强度，并且在由此制造的含硅薄膜中，诸如碳、氧和氢的杂质的含量被最小化，使得含硅薄膜可具有高纯度、优异的物理和电性质以及优异的水蒸气穿透率和台阶覆盖率。附图说明图1是说明通过测量实施例1和2中制备的双(乙基甲基氨基甲硅烷基)胺和双(二乙基氨基甲硅烷基)胺化合物的蒸气压获得的结果的图。图2是说明通过使用红外光谱法分析实施例3和比较例3和4中制造的氧化硅薄膜得到的结果的图。图3是说明通过使用透射电子显微镜(TEM)分析实施例3和比较例3和4中制造的氧化硅薄膜得到的结果的图。具体实施方式本专利技术提供了甲硅烷基胺化合物，其在室温下为液体，并具有高挥发性和优异的热稳定性，因此可用作形成含硅薄膜的非常有用的前体，其中甲硅烷基胺化合物由以下化学式1表示。[化学式1](在化学式1中，R1至R4各自独立地为(C1-C7)烷基或(C2-C7)烯基，或R1和R2以及R3和R4各自独本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲硅烷基胺化合物，由以下化学式1表示：/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170329 KR 10-2017-0040078;20180327 KR 10-2018-001.一种甲硅烷基胺化合物，由以下化学式1表示：
[化学式1]



在化学式1中，
R1至R4各自独立地为C1-C7烷基或C2-C7烯基，或R1和R2以及R3和R4各自独立地相互连接形成环。


2.根据权利要求1所述的甲硅烷基胺化合物，其中，在化学式1中，R1至R4各自独立地为C1-C5烷基或C2-C5烯基。


3.根据权利要求1所述的甲硅烷基胺化合物，其中，由化学式1表示的所述甲硅烷基胺化合物由以下化学式2或3表示：
[化学式2]



[化学式3]



在化学式2和3中，
R11至R14各自独立地为C1-C5烷基或C2-C5烯基；以及
n和m各自独立地为1至7的整数。


4.根据权利要求3所述的甲硅烷基胺化合物，其中，在化学式2或3中，R11至R14各自独立地为C1-C3烷基或C2-C3烯基；以及n和m各自独立地为1至4的整数。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：金成基，朴廷主，朴重进，张世珍，杨炳日，李相道，李三东，李相益，金铭云，
申请(专利权)人：DNF有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR