用于热沉积含硅膜的组合物及其使用方法与流程

技术特征：

1.一种在衬底上沉积含硅膜的方法，其包括：

a)在反应器中提供衬底；

b)向所述反应器中引入至少一种具有下式I的具有至少一个异氰酸根合基团的硅化合物：

R¹nSi(NR²R³)m(NCO)4-m-n

I

其中R¹独立地选自于氢、直链C1至C6烷基、支链C3至C6烷基、C3至C6环状烷基、C2至C6烯基、C3至C6炔基和C4至C10芳基；R²和R³各自独立地选自于氢、C1至C6直链烷基、支链C3至C6烷基、C3至C6环状烷基、C2至C6烯基、C3至C6炔基和C4至C10芳基，且可以连接或不连接形成环状环结构；n＝0、1或2；并且m＝0、1、2或3，任选地与第一催化剂一起，其中n m＝0、1、2或3；

c)用吹扫气体吹扫所述反应器；

d)将氧源和任选的与第一催化剂相同或不同的第二催化剂引入所述反应器中，以与所述至少一种硅化合物反应并产生所述氧化硅膜；和

e)用吹扫气体吹扫反应器；

其中重复步骤b到e，直到所需厚度的所述氧化硅膜沉积到所述衬底上，其中在范围为20至600℃的一个或多个温度和范围为50毫托(mT)至760托的一个或多个压力下进行该方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧源选自于水蒸气、过氧化氢及其混合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述含硅膜是氧化硅或碳掺杂的氧化硅膜。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二催化剂各自选自吡啶、哌嗪、氨、伯胺H2NR²、仲胺HNR²R³和叔胺R¹NR²R³，其中R^1-3如权利要求1中定义，并且R^1-3不是氢。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一和第二催化剂中的至少一种选自于甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三正丙胺和三异丙胺。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种硅化合物选自于式I，其中n＝0。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一种硅化合物选自于二甲氨基三异氰酸根合硅烷、二乙基氨基三异氰酸根合硅烷、二异丙基氨基三异氰酸根合硅烷、二仲丁基氨基三异氰酸根合硅烷、吡咯烷基三异氰酸根合硅烷和四异氰酸根合硅烷。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述至少一种具有式I的硅化合物中，其中R¹是甲基并且n＝1。

9.一种通过根据权利要求1所述的方法生产的氧化硅膜。

10.一种用于使用沉积工艺沉积含硅膜的组合物，其中所述组合物包含：至少一种具有式I表示的结构的硅前体：

R¹nSi(NR²R³)m(NCO)4-m-n

I

其中R¹独立地选自于氢、直链C1至C6烷基、支链C3至C6烷基、C3至C6环状烷基、C2至C6烯基、C3至C6炔基和C4至C10芳基；R²和R³各自独立地选自于氢、C1至C6直链烷基、支链C3至C6烷基、C3至C6环状烷基、C2至C6烯基、C3至C6炔基和C4至C10芳基，和可以连接或不连接形成环状环结构；n＝0、1或2；并且m＝0、1、2或3，其中n m＝0、1、2或3。

11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述组合物基本上不含一种或多种选自于卤化物、金属离子、金属及其组合的杂质。

12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述卤化物包含含氯化物的物质。

13.根据权利要求12所述的组合物，其中通过IC或ICP-MS测量的氯化物浓度小于50ppm。

14.根据权利要求13所述的组合物，其中通过IC或ICP-MS测量的氯化物浓度小于10ppm。

15.根据权利要求14所述的组合物，其中通过IC或ICP-MS测量的氯化物浓度小于5ppm。

16.根据权利要求10所述的组合物，其中n＝0。

17.根据权利要求10所述的组合物，其选自于二甲基氨基三异氰酸根合硅烷、二乙基氨基三异氰酸根合硅烷、二异丙基氨基三异氰酸根合硅烷、二仲丁基氨基三异氰酸根合硅烷、吡咯烷基三异氰酸根合硅烷和四异氰酸根合硅烷。

18.根据权利要求10所述的组合物，其中R¹是甲基并且n＝1。

19.一种用于使用沉积工艺沉积含硅膜的系统，其中该系统包含：

在其中进行所述沉积工艺的反应器；

向所述反应器提供根据权利要求10所述的组合物的源；

与所述反应器流体连通的催化剂源，和

与所述反应器或所述催化剂源流体连通的氧源；

其中所述催化剂选自于吡啶、哌嗪、氨、伯胺H2NR²、仲胺HNR²R³和叔胺R¹NR²R³，其中R^1-3各自独立地选自于C1至C6直链烷基、支链C3至C6烷基、C3至C6环状烷基、C2至C6烯基、C3至C6炔基和C4至C10芳基，并且可以连接或不连接以形成环状环结构。

20.一种用于使用沉积工艺沉积含硅膜的系统，其中该系统包含：

在其中进行所述沉积工艺的反应器；

向所述反应器提供根据权利要求10所述的组合物的源；和

在与所述反应器流体连通的容器中的氧源和催化剂源的混合物；

其中所述催化剂选自于吡啶、哌嗪、氨、伯胺H2NR²、仲胺HNR²R³和叔胺R¹NR²R³，其中R^1-3各自独立地选自于C1至C6直链烷基、支链C3至C6烷基、C3至C6环状烷基、C2至C6烯基、C3至C6炔基和C4至C10芳基，并且可以连接或不连接以形成环状环结构。

21.根据权利要求19所述的系统，其中所述氧源选自于水蒸气、过氧化氢及其混合物。

22.根据权利要求20所述的系统，其中所述氧源选自于水蒸气、过氧化氢及其混合物。

技术总结
一种用于使用沉积工艺过程沉积氧化硅膜或碳掺杂的氧化硅膜的方法中的组合物，其中该组合物包含至少一种具有如本文所述的式I表示的结构的硅前体。R1nSi(NR2R3)m(NCO)4‑m‑n式I。

技术研发人员：C·哈里平;雷新建;
受保护的技术使用者：弗萨姆材料美国有限责任公司;
技术研发日：2020.05.21
技术公布日：2022.01.28