形成二氧化硅基层的组成物及制造二氧化硅基层的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本发明要求2014年5月26日在韩国专利局所申请的韩国专利发明第 10-2014-0063293号的优先权与利益，其全部内容通过参照方式并入本发明中。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种形成二氧化硅基层的组成物以及制造二氧化硅基层的方法。
【背景技术】
[0004] 由于半导体技术的加速发展，在高积集度与高速半导体存储胞的研发上，已经进 行了 ：藉由增加具有更小尺寸的半导体芯片的积集度而提升效能。这些半导体存储胞中，例 如，可使用动态随机存取存储体（DRAM)。DRAM能够随意地输入和输出信息，并且可实现大 容量。
[0005] DRAM可以包含：例如，多个单元胞，此单元胞包含一个MOS电晶体与一个电容。电 容可以包含：两个电极与一个位在两电极间的介电层。此电容可以依照例如介电常数、介电 层的厚度、电极面积等等而得到各种电容值。
[0006] 当半导体芯片的尺寸减小时，其中的电容尺寸也会随之减小。然而，这较小的电容 仍需要有足够的储存容量。例如，藉由增加垂直面积替代减少水平面积以增加整体的主动 区，可以使电容具有更大的电容量。当这个方法被用于制造电容时，可使用藉由使用铸模 (mold)且在铸模上的间隙中填入用以形成二氧化硅基层的组成物所形成的二氧化硅基层， 以有效地形成比窄的水平面积相对高的电极。
【发明内容】
[0007] 本发明的一实施例提供一种用以形成能够极小化缺陷（defect)的二氧化硅基层 的组成物。
[0008] 本发明的另一实施例提供一种利用用以形成二氧化硅基层的组成物来制造二氧 化硅基层的方法。
[0009] 根据本发明的一实施例，提出一种用以形成二氧化硅基层的组成物，包括：含有氢 化聚娃氮烧（polysilazane)、氢化聚环氧娃氮烧（polysiloxazane)或是它们的组合的二 氧化硅基化合物；以及溶剂；其中，具有约0. 2 μ m到约1 μ m粒子直径的粒子的数目是少于 或等于10/mL。
[0010] 粒子的数目可以少于或等于约8/mL。
[0011] 二氧化硅基化合物可以包括：含有以下面的化学式1表示的部分（moiety)的氢化 聚硅氮烷。
[0012] [化学式1]
[0013]
[0014] 在上述的化学式1中，&到R 3各自是：氢、经取代或未经取代的Cl到C30烷基 (alkyl)基团、经取代或未经取代的C3到C30环烷基（cycloalkyl)基团、经取代或未经取 代的C6到C30芳基（aryl)基团、经取代或未经取代的C7到C30芳烷基（arylalkyl)基团、 经取代或未经取代的C1到C30杂烷基（heteroalkyl)基团、经取代或未经取代的C2到C30 杂环烷基（heterocycloalkyl)基团、经取代或未经取代的C2到C30烯基（alkenyl)基团、 经取代或未经取代的烷氧基（alkoxy)基团、羧基（carboxyl)基团、酸基（aldehyde)基团、 羟基（hrdroxy)基团或是它们的组合。
[0015] 二氧化硅基化合物可以包括：还含有以下面的化学式2表示的部分的氢化聚硅氮 烧。
[0018] 在上述的化学式2中，心到R 7各自是：氢、经取代或未经取代的C1到C30烷基基 团、经取代或未经取代的C3到C30环烷基基团、经取代或未经取代的C6到C30芳基基团、 经取代或未经取代的C7到C30芳烷基基团、经取代或未经取代的C1到C30杂烷基基团、经 取代或未经取代的C2到C30杂环烷基基团、经取代或未经取代的C2到C30烯基基团、经取 代或未经取代的烷氧基基团、羧基基团、醛基基团、羟基基团或是它们的组合。
[0019] 氢化聚硅氮烷或氢化聚环氧硅氮烷还可以在末端包括：以下面的化学式3表示的 部分。此部分在氢化聚娃氮烧或氢化聚环氧娃氮烧结构的娃-氢键的总量基础上，占约15 到35重量％的量。
[0020] [化学式3]
[0021] *-SiH3
[0022] 氢化聚硅氮烷或氢化聚环氧硅氮烷可以具有：约1，000到200, 000的重量平均分 子量（Mw)。
[0023] 氢化聚环氧硅氮烷可以含有：约0. 2到3重量％的氧含量。
[0024] 根据本发明的另一实施例，提出一种制造二氧化硅基层的方法，包括：在基底上涂 布用以形成二氧化硅基层的组成物；干化涂布有用以形成二氧化硅基层的组成物的基底； 以及在温度大于或等于约200°C的惰性气体环境中，固化所述基底。
[0025] 用以形成二氧化娃基层的组成物可以利用旋转涂布（spin-on coating)法涂布。
[0026] 根据本发明的一实施例，用以形成二氧化硅基层的组成物可以减少粒子的产生， 因此能极小化形成的层中的缺陷。
【附图说明】
[0027] 图1到图9是依照本发明的一实施例的制造半导体电容的方法的顺序剖面图。
[0028] 图10是显示根据比较例1与范例1到6的氢化聚硅氮烷溶液中的粒子数目以及 使用这些溶液分别形成的每一层的四甲基氢氧化铵（TMAH)反应性结果的图表。
[0029] 符号的说明
[0030] 1 :半导体基底
[0031] 2:间隙
[0032] 3 :模制氧化层
[0033] 5:导电层
[0034] 5a:下电极
[0035] 7 :填充层
[0036] 7a:填充图案
[0037] 9:介电层
[0038] 11 :上电极
【具体实施方式】
[0039] 本发明的示范性实施例将详细描述于后，且可以被本技术领域技术人员容易地实 行。然而，揭示的内容可以以许多不同的形式体现，不限于本文所述的示范性实施例。
[0040] 在图式中，层、薄膜、面板、区域等的厚度都是为了清晰度而夸大了。在整个说 明书中，类似的参考号码指的是类似的元件。当像是层、薄膜、区域或基底的元件被称为 "在"另一元件上时，可以理解为：此元件可以是直接位在另一元件上、或是存在介入元件 (intervening element)。相反地，当一个元件被称为"直接在"另一元件上时，表示不存在 介入元件。
[0041] 如说明书中所用的，当未提出不同的定义时，技术用语'经取代（substituted) '代 表：以取代基取代化合物的氢，所述取代基是选自于：卤素（halogen)原子（F、Br、Cl或I)、 羟基（hydroxy)基团、烷氧基（alkoxy)基团、硝基（nitro)基团、氰基（cyano)基团、氨基 (amino)基团、叠氮基（azido)基团、甲脒基（amidino)基团、肼基（hydrazino)基团、亚肼 基（hydrazono)基团、羰基（carbonyl)基团、胺甲酰基（carbamyl)基团、硫基（thiol)基 团、酯基（ester)基团、羧基（carboxyl)基团或其盐类、磺酸基（sulfonic acid)基团或其 盐类、磷酸（phosphoric acid)或其盐类、烷基（alkyl)基团、C2到C16烯基（alkenyl)基 团、C2到C16炔基（alkynyl)基团、芳基（aryl)基团、C7到C13芳烷基（arylalkyl)基团、 C1到C4氧烷基（oxyalkyl)基团、C1到C20杂烷基（heteroalkyl)基团、C3到C20杂芳烷 基（heteroarylalkyl)基团、环烷基（cycloalkyl)基团、C3 到 C15 环烯基（cycloalkenyl) 基团、C6到C15环炔基（cycloalkynyl)基团、杂环烷基（heterocycloalkyl)基团以及它 们的组合。
[0042] 如说明书中所用的，当未提出不同的定义时，技术用语'杂（hetero)'代表：包含 选自N、0、S及P的1至3个杂原子。
[0043] 此外，在说明书中，符号代表：此处是与相同或不同的原子或是化学式连接的 部位。
[0044] 在下文中，将描述根据本发明的一实施例以形成二氧化硅基层的组成物。
[0045] 根据本发明的一实施例，形成二氧化硅基层的组成物包含：二氧化硅基化合物以 及溶剂，所述二氧化硅基化合物包含氢化聚硅氮烷、氢化聚环氧硅氮烷或它们的组合。
[0046] 形成二氧化硅基层的组成物包含液态的粒子，而且，粒子的数目可少于或等于10/ mL，以及粒子可具有从约0. 2 μ m到约1 μ m的直径。在较佳实施例中，粒子的数目少于或等 于 8/M1。
[0047] 包含在形成二氧化硅基层的组成物中的粒子是在合成此组成物的制程中形成的， 而且，当粒子数目减少时，在二氧化硅基层中的缺陷数目也减少了。
[0048] 根据本发明的一实施例，用以形成二氧化硅基层的组成物经控制以在每lmL的溶 液包含少于或等于约10个粒子，以减少所形成的二氧化硅基层中的缺陷数目，而增进二氧 化硅基层的效能。此处，用以计数的粒子可具有从约0. 2 μ m到约1 μ m的直径。
[0049] 此处，组成物中的粒子数目可以利用液态粒子计数器（Liquid Particle Counter，LPC)来进行计数，液态粒子计数器例如是理音（RION)公司的产品KS-42BF。 [0050] 另一方面，用以形成二氧化硅基层的组成物的氢化聚硅氮烷可以包含以下面的化 学式1表示的部分（moiety)。
[0053] 在上述的化学式1中，R$jR3各自是：氢、经取