专利名称：烷氧基氨基硅烷化合物及其应用的制作方法
技术领域：
本文描述了挥发性且热稳定的有机氨基硅烷，更具体地，描述了烷氧基氨基硅烷，及其用于沉积化学计量或非化学计量的含硅薄膜例如但不限于氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、羰基化硅、氧碳氮化硅薄膜的用途。
背景技术：
美国专利号4，491，669公开了纯的对应于通SRmSi (OR' )n(NR" R' " )p的混合烷氧基氨基硅烷的制备，其中:R是氢、短链烷基或烯基或芳基；R"和R,"独立地是氢、短链烷基或芳基，至少一个不是氢；R'是短链烷基或芳基；且111、11和P是整数以使得m+n+p =4，且η和P各自至少为I。获得的化合物在具有末端硅烷基团的聚硅氧烷的封端中使用。美国专利号6，114，558和冊00/42049公开了具有通式RSi (NR1R2) (OR3)2的烷基(氨基)二烷氧基硅烷的制备，其中R是I到20个碳原子的直链或支链烷基或者是芳基烷基或芳基，R1和R2是I到6个碳原子的烷基且它们中的一个可以是氢，且R3是1-6个碳原子的烷基，优选甲基。该烷基(氨基)二烷氧基硅烷通过在逆加成工艺中无水地使化学计量量的烷氧基硅烷和烷基氨基氯化镁反应而制备。烷基氨基氯化镁优选地通过格氏试剂(RMX)和烷基胺在合适的非质子溶剂例如四氢呋喃(THF)中反应而原位制备。该反应可以在25° _75°C的温度范围内进行，无需催化剂，并且回收非质子溶剂以供在此工艺中再利用。因此，异丙基氯化镁与叔丁胺在THF中反应，接着用甲基三甲氧基硅烷处理，得到82 %的甲基(叔丁基氨基)二甲氧基硅烷。美国专利号7，524，735BUUS7, 582，555BUUS7, 888，233B1 和 US7, 915，139B1 公开了关于通过在缝隙中形成可流动膜而在衬底上用固体介电材料填充缝隙的方法。可流动膜提供了一致的、无空隙的缝隙填充。该膜然后转化成固体介电材料。以这种方式，用固体介电材料填充衬底上的缝隙。根据各种实施方式，该方法涉及介电前体与氧化剂反应以形成介电材料。在某些实施方式中，介电前体凝聚(condense),且随后与氧化剂反应以形成介电材料。在某些实施方式中，气相反应物发生反应以形成凝聚的可流动膜。美国专利号7，943，531B2公开了在沉积室中在衬底上沉积氧化硅层的方法。第一含硅前体、第二含硅前体和NH3等离子体反应以形成氧化硅层。第一含硅前体包括S1-H键和S1-Si键中的至少一个。第二含硅前体包括至少一个S1-N键。美国专利号7，425，350B2公开了制造含Si材料的方法，该方法包括将热解的S1-前体输送到衬底，并在衬底上聚合所热解的S1-前体以形成含Si薄膜。热解的S1-前体的聚合反应可在致孔剂的存在下进行，从而形成含致孔剂的含Si薄膜。可从含致孔剂的含Si薄膜移除致孔剂，从而形成多孔的含Si薄膜。优选的多孔含Si薄膜具有低介电常数，并因此适于各种低-k应用，例如在微电子器件和微电子机械系统中。美国专利号4，345，088A公开了具有式X(R)2NSiHOR的化合物，其中X是OR或N(R)2,并且其中R是1-8个碳原子的烷基。这些化合物通过用烷醇处理三(二烷基氨基)氢化硅烷而制备。美国专利号7，888，273B公开了通过产生可流动的含氧化硅的薄膜而内衬和/或填充衬底上的缝隙的方法。该方法包括在使得在衬底上形成凝聚的可流动膜的条件下将气相含硅前体和氧化剂反应物引入到包含衬底的反应室中。可流动膜至少部分地填充了衬底上的缝隙，然后转化成氧化硅薄膜。在某些实施方式中，该方法包括在薄膜的形成中使用催化剂，例如亲核试剂或鎗催化剂。催化剂可结合到一种反应物中，和/或作为单独的反应物引入。还提供了将可流动膜转化成固体介电薄膜的方法。该发明的方法可用来内衬或填充高纵横比的缝隙，包括具有从3: I到10: I的纵横比的缝隙。美国专利号7，629，227B公开了通过产生可流动的含氧化硅的薄膜而内衬和/或填充衬底上的缝隙的方法。该方法包括在 使得在衬底上形成凝聚的可流动膜的条件下将气相含硅前体和氧化剂反应物引入到包含衬底的反应室中。可流动膜至少部分地填充了衬底上的缝隙，然后转化成氧化硅薄膜。在某些实施方式中，该方法包括在薄膜的形成中使用催化剂，例如亲核试剂或鎗催化剂。催化剂可结合到一种反应物中，和/或作为单独的反应物引入。还提供了将可流动膜转化成固体介电薄膜的方法。该发明的方法可用来内衬或填充高纵横比的缝隙，包括具有从3: I到10: I的纵横比的缝隙。W006129773A1公开了用于烯烃聚合的催化剂，该催化剂由(A)包含镁钛卤素和电子供体化合物的固体催化剂成分、(B)由式R6pAlQ3-p表示的有机铝化合物和(C)由式R3nSi (NR4R5) 4_n表示的氨基硅烷化合物形成；并且提供了在催化剂的存在下生产用于烯烃聚合的催化剂的方法。提供了新型氨基硅烷化合物、用于烯烃聚合的催化剂成分(其具有高催化活性，能够以高产率生产具有高立构规整性的聚合物，并且显示出色的氢响应(hydrogen response))、催化剂和使用该催化剂生产烯烃聚合物的方法。因此，在本领域中存在着对于提供可用来沉积含硅薄膜的前体的需求，该前体提供以下优点中的一个或多个:低加工温度(例如300°C或更低)、相对良好的沉积速率、组成均匀性、稳定性和/或高纯度。
发明内容
本文描述了烷氧基氨基硅烷前体和使用其在衬底的至少一部分上形成化学计量或非化学计量的含硅薄膜(例如但不限于氧化硅、碳掺杂的氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、碳氮化硅及其组合)的方法。本文还公开了在待加工的物体(例如，举例来说，半导体晶片)上形成介电薄膜或涂层的方法。制备化学计量或非化学计量的含硅薄膜的烷氧基氨基硅烷化合物和方法采用一类具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1Xltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。该实施方式的示例包括但不限于二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。后一类实施方式的示例包括但不限于二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷和二甲氧基(叔丁基氨基)硅烷。在另一个方面，提供了用于在衬底的至少一个表面上形成含硅薄膜的方法，包括:在反应室中提供该衬底的至少一个表面；和通过选自化学气相沉积工艺和原子层沉积工艺的沉积工艺，使用至少一种包含具有通式(I)的烧氧基氨基硅烷的前体，在该至少一个表面上形成含娃薄膜:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。在式I的一个特定的实施方式中，R1和R2可以连接在一起以形成环。在式I的另一个实施方式中，R1和R2不连接在一起形成环。在另一个方面，提供了通过原子层沉积工艺或循环化学气相沉积工艺形成氧化硅或碳掺杂的氧化硅薄膜的方法，该方法包括以下步骤:a.在反应器中提供衬底；b.向反应器中引入至少一种包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。在式I的一个特定的实施方式中，R1和R2可以连接在一起以形成环。在式I的另一个实施方式中，R1和R2不连接在一起形成环；c.用吹扫气体吹扫反应器；d.向反应器中引入氧源；e.用吹扫气体吹扫反应器；和
重复步骤b至e直到获得希望的薄膜厚度。在进一步的方面，提供了使用CVD工艺在衬底的至少一个表面上形成氧化硅或碳掺杂的氧化硅薄膜的方法，包括:a.在反应器中提供衬底；b.向反应器中引入至少一种包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。在式I的一个特定的实施方式中，R1和R2可以连接在一起以形成环。在式I的另一个实施方式中，R1和R2不连接在一起形成环；和c.提供氧源以在该至少一个表面上沉积氧化硅或碳掺杂的氧化硅薄膜。在另一个方面，提供了通过原子层沉积工艺或循环化学气相沉积工艺形成氮化硅或氧氮化娃或羧基氮化娃(silicon carboxynitride)薄膜的方法,该方法包括以下步骤:a.在反应器中提供衬底；
b.向反应器中引入至少一种包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。在式I的一个特定的实施方式中，R1和R2可以连接在一起以形成环。在式I的另一个实施方式中，R1和R2不连接在一起形成环；c.用吹扫气体吹扫反应器；d.向反应器中引入含氮源；e.用吹扫气体吹扫反应器；和重复步骤b至e直到获得希望的氮化硅或氧氮化硅或羧基氮化硅薄膜厚度。在进一步的方面，提供了使用CVD工艺在衬底的至少一个表面上形成氮化硅或氧氮化硅薄膜的方法，包括:a.在反应器中提供衬底；b.向反应器中引入至少一种包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。在式I的一个特定的实施方式中，R1和R2可以连接在一起以形成环。在式I的另一个实施方式中，R1和R2不连接在一起形成环；和c.提供含氮源，其中该至少一种有机氨基硅烷前体和含氮源反应以在该至少一个表面上沉积含硅和氮的薄膜。在另一个方面，本文描述了包含一种或多种具有式I或A的烷氧基氨基硅烷前体的用于沉积介电薄膜的容器。在一个特定实施方式中，该容器包含至少一个配备有适当的阀和配件的可加压容器(优选地是不锈钢的容器)以允许将一种或多种前体输送到用于CVD或ALD工艺的反应器中。在又另一个方面，提供了用于沉积介电薄膜的组合物，其包含:至少一种包含具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的前体:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Clt l烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可以连接在一起以形成环。该实施方式的实例包括但不限于二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可以连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。在式I的某些实施方式中，R2和R3都是氢。后一类实施方式的实例包括但不限于二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷和二甲氧基(叔丁基氨基)硅烷。
具体实施例方式烷氧基氨基硅烷用作使用多种沉积工艺来沉积化学计量的和非化学计量的含硅薄膜(例如，但不限于，氧化硅、氧碳化硅、氮化硅、氧氮化硅和氧碳氮化硅薄膜)的前体。在此所描述的烷氧基氨基硅烷包括芳氧基氨基硅烷、烷氧基氨基硅烷及其组合。沉积工艺包括，但不限于，化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、循环化学气相沉积、流动式化学气相沉积(flowable chemical vapor deposition) (FCVD)、原子层沉积、等离子体增强原子层沉积。烷氧基氨基硅烷前体通常是经蒸发和作为气体输送到沉积室或反应器以通过用于半导体器件的各种沉积技术(包括，但不限于，化学气相沉积(CVD)、循环化学气相沉积(CCVD)、流动式化学气相沉积(FCVD)、原子层沉积(ALD))沉积含硅薄膜的高纯度挥发性液体前体。在其他实施方式中，烷氧基氨基硅烷前体可用于基于液体的沉积或薄膜形成方法中，诸如，但不限于，旋涂、浸涂、气溶胶、喷墨、丝网印刷或喷射应用。用于沉积的前体材料的选择取决于希望获得的介电材料或薄膜。例如，前体材料可以针对其化学元素的含量、其化学元素的化学计量比和/或在上述沉积工艺下形成的最终介电薄膜或涂层而进行选择。前体材料也可以针对以下特征中的一种或多种特征而进行选择:成本、非毒性、操作特性、在室温下保持液相的能力、挥发性、分子量和或其他考虑因素。在某些实施方式中，可以通过多种方式，优选地使用配备有适当的阀和配件的可加压不锈钢容器，将本文描述的前体输送到反应器系统，以允许将液相前体输送至沉积室或反应器。据信，本文所述的烷氧基氨基硅烷前体可在化学气相沉积或原子层沉积过程中提供对于衬底表面的更好的反应性，因为该前体具有允许它们在气相沉积工艺过程中在衬底表面上化学反应的S1-N、S1-0、任选的S1-H、任选的S1-NH官能团。据信，本文所述的烷氧基氨基硅烷前体可在化学气相沉积，尤其是循环CVD沉积，或原子层沉积过程中提供对于衬底表面的更好的反应性以形成S1-N-Si连接或S1-O-Si连接，这是由于它们的化学特性如任选的S1-H、S1-0R以及任选的S1-NHR键。除了前述的优势外，在例如使用循环CVD、ALD或PEALD沉积方法沉积氧化硅或氮化硅薄膜的某些实施方式中，本文描述的烷氧基氨基硅烷前体可能能够在相对低的沉积温度(例如，500°C或更低，400°C或更低，或300°C或更低)下沉积高密度材料。在其他实施方式中，本文描述的前体可用于，例如，在从约500°C至约SOO0C的温度下进行的更高温 度沉积中。在一个实施方式中，本文描述了采用具有通式(I)的烷氧基氨基硅烷的沉积工艺:(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12块基、C4-Cltl环烧基和C6-Cltl芳基。在某些实施方式中，式I中的R1和R2可连接在一起以形成环。在其他实施方式中，式I中的R1和R2不连接在一起形成环。在某些实施方式中，式I中的R4和R5可连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接。在上述实施方式中，所述环可以是烃环或芳香环。本文还描述了由通式(I)衍生的烷氧基氨基硅烷化合物,其中R2和R3均为氢，如式A所示:R1HNSiHOR4OR5 (A)其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基。在式A的某些实施方式中，式I中的R4和R5可连接在一起。在其他实施方式中，式I中的R4和R5不连接在一起。这些烷氧基氨基硅烷化合物的主要特征是它们都具有允许它们在气相沉积工艺过程中在衬底表面上化学反应的S1-N、S1-0、S1-H以及S1-NH官能团。在式A的一个特定实施方式中，R1选自叔丁基或叔戊基，而R4和R5独立地选自C1-C5烧基，如乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基。在式A的另一实施方式中，R1选自C1-C5烷基，如乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基，而R4和R5独立地选自支链C3-C5烷基，如异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基和叔戊基。式A的实施方式的实例包括，但不限于，二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷、二甲氧基(叔丁基氨基)硅烷、二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷和二甲氧基(叔戊基氨基)硅烷。在由通式(I)衍生的另一特定实施方式中，其中R1和R2连接在一起以形成环，且R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基；R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基。在该实施方式中，式I中的R4和R5可连接在一起或不连接在一起。这种实施方式的实例包括，但不限于，二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。以下方案I和方案2提供了可用于制备具有式I (其中R5与如本文所述的R4相同)的卤代有机氨基硅烷的反应方案或合成路线的实例。反应方案I和2可用有机溶剂(例如，在其存在下)进行。在其中使用了有机溶剂的实施方式中，合适的有机溶剂的实例包括但不限于，烃，如己烷、辛烷、甲苯和醚如二乙醚，以及四氢呋喃(THF)。在这些或其他实施方式中，如果包括溶剂，则反应温度在从约_70°C至所用溶剂的沸点的范围内。得到的烷氧基氨基硅烷可在去除所有副 产物以及溶剂之后经由真空蒸馏而纯化。
权利要求
1.一种用于沉积含硅薄膜的烷氧基氨基硅烷，其具有通式(I):(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2连接形成环或者R1和R2不连接形成环，并且其中R4和R5连接形成环或者R4和R5不连接形成环。
2.如权利要求1所述的烷氧基氨基硅烷，其中R1选自叔丁基和叔戊基；且R4和R5包括选自乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基的C1-C5烧基；或者 其中R1包括选自乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基的C1-C5烧基；且R4和R5包括选自异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基和叔戊基的支链C3-C5烷基。
3.如权利要求1或2所述的烷氧基氨基硅烷，其中R4和R5连接形成环。
4.如权利要求1或2所述的烷氧基氨基硅烷，包括二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷或二甲氧基(叔丁基氣基)娃烧。
5.一种使用至少一种包含烷氧基氨基硅烷的前体沉积含硅薄膜的沉积方法，该烷氧基氨基硅烷具有通式(I):(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2连接形成环或者R1和R2不连接形成环，并且其中R4和R5连接形成环或者R4和R5不连接形成环。
6.如权利要求5所述的方法，其中R3包括H，且R1选自叔丁基和叔戊基。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中所述沉积方法选自:循环CVD(CCVD)、MOCVD (金属有机CVD)、热化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、高密度PECVD、光子辅助CVD、等离子体-光子辅助化学气相沉积(PPECVD)、低温化学气相沉积、化学辅助气相沉积、热丝化学气相沉积、液体聚合物前体的CVD、超临界流体的沉积和低能量CVD(LECVD)以及流动式化学气相沉积，优选是流动式化学气相沉积(FCVD);或者 其中所述沉积方法选自原子层沉积(ALD)、等离子体增强ALD (PEALD)和等离子体增强循环CVD (PECCVD)方法。
8.一种用来输送用于沉积含娃薄膜的前体的容器，该容器包含: 具有通式(I)的前体:(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2连接形成环或者R1和R2不连接形成环，并且其中R4和R5连接形成环或者R4和R5不连接形成环；且 其中所述前体的纯度为约 98%或更高。
9.如权利要求8所述的容器，其中所述容器由不锈钢构成。
10.一种用于沉积介电薄膜的组合物，其包含: 具有通式(I)的烧氧基氣基娃烧:(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2连接形成环或者R1和R2不连接形成环，并且其中R4和R5连接形成环或者R4和R5不连接形成环；和 硅前体，其选自双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)、三(二甲基氨基)硅烷(TRDMAS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、三乙氧基硅烷(TES)、二叔丁氧基硅烷(DTBOS)、二叔戊氧基硅烷(DTPOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、四甲氧基硅烷(TMOS)、三甲氧基硅烷(TMOS)、甲基三甲氧基娃烧(MTMOS)、_■叔丁氧基甲基娃烧、_■叔丁氧基乙基娃烧、_■叔戍氧基甲基娃烧和二叔戊氧基乙基硅烷。
11.如权利要求10所述的组合物，其中所述烷氧基氨基硅烷选自二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷、二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷、二乙氧基(异丙氧基氨基)硅烷、二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷、二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷、二乙氧基(异丙氧基氨基)硅烷、二叔丁氧基(甲基氣基)娃烧、_■叔丁氧基(乙基氣基)娃烧、_■叔丁氧基(异丙基氣基)娃烧、二叔丁氧基(正丁基氨基)硅烷、二叔丁氧基(仲丁基氨基)硅烷、二叔丁氧基(异丁基氨基)娃烧、_■叔丁氧基(叔丁基氣基)娃烧、_■叔戍氧基(甲基氣基)娃烧、_■叔戍氧基(乙基氣基)娃烧、_■叔戍氧基(异丙基氣基)娃烧、_■叔戍氧基(正丁基氣基)娃烧、_■叔戍氧基(仲丁基氨基)硅烷、二叔戊氧基(异丁基氨基)硅烷、二叔戊氧基(叔丁基氨基)硅烧、~■甲氧基(苯基甲基氣基)娃烧、_■乙氧基(苯基甲基氣基)娃烧、_■甲氧基(苯基甲基氨基)甲基硅烷、和二乙氧基(苯基甲基氨基)甲基硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。
12.如权利要求10或11所述的组合物，其中该组合物选自:四乙氧基硅烷(TEOS)和二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷；四乙氧基硅烷(TEOS)和二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷；四乙氧基硅烷(TEOS)和二乙氧基(异丙氧基氨基)硅烷；三乙氧基硅烷(TES)和二乙氧基(叔丁基氨基)硅烷；三乙氧基硅烷(TES)和二乙氧基(叔戊基氨基)硅烷；三乙氧基硅烷(TES)和_■乙氧基(异丙氧基氣基)娃烧；_■叔丁氧基娃烧(DTBOS)和_■叔丁氧基(甲基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(乙基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(异丙基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(正丁基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(仲丁基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(异丁基氨基)硅烷；二叔丁氧基硅烷(DTBOS)和二叔丁氧基(叔丁基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(甲基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(乙基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(异丙基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(正丁基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(仲丁基氨基)硅烷；二叔戊氧基硅烷(DTPOS)和二叔戊氧基(异丁基氣基)娃烧；以及~■叔戍氧基娃烧(DTPOS)和_■叔戍氧基(叔丁基氣基)娃烧。
13.一种用于沉积含硅薄膜的烷氧基氨基硅烷，其具有通式(I):(R1R2) NSiR3OR4OR5 式(I) 其中R1独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-Cltl烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-Cltl芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-Cltl烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-Cltl环烷基和C6-Cltl芳基，其中R1和R2连接形成环或者R1和R2不连接形成环，并且其中R4和R5连接形成环或者R4和R5不连接形成环，优选R4和R5连接形成环。
14.如权利要求13所述的烷氧基氨基硅烷，其选自二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二乙氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)硅烷、二甲氧基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷和二乙氧 基(顺式-2，6-二甲基哌啶子基)甲基硅烷。
全文摘要
本文描述了具有式I的烷氧基氨基硅烷化合物以及用于沉积含硅薄膜的方法和组合物(R1R2)NSiR3OR4OR5 式(I)其中R1独立地选自直链或支链C1-C10烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；R2和R3各自独立地选自氢、直链或支链C1-C10烷基、C3-C12烯基、C3-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基；且R4和R5各自独立地选自直链或支链C1-C10烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C4-C10环烷基和C6-C10芳基。
文档编号C23C16/40GK103224510SQ201310051550
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月28日 优先权日2012年1月27日
发明者D·P·斯彭斯, R·M·皮尔斯泰恩, 雷新建, 萧满超, R·霍, M·L·奥内尔, H·钱德拉 申请人:气体产品与化学公司