含硅薄膜蒸镀用组合物及利用其的含硅薄膜的制造方法与流程

本发明涉及含硅薄膜蒸镀用化合物及利用其的含硅薄膜的制造方法，更详细地，提供含有三甲硅烷基胺化合物作为薄膜蒸镀用前体的蒸镀用组合物及利用其的含硅薄膜的制造方法。

背景技术：

含硅薄膜可以在半导体领域中通过多种蒸镀工序制成硅膜(silicon)、氧化硅膜(siliconoxide)、氮化硅膜(siliconnitride)、碳氮化硅膜(siliconcarbonitride)和氮氧化硅膜(siliconoxynitride)等各种形态的薄膜，其应用领域广泛。

尤其是，氧化硅膜和氮化硅膜由于非常优异的阻断特性和耐氧化性，因而在装置制作中用作绝缘膜、防扩散膜、硬掩模、蚀刻停止层、籽晶层、垫片、沟槽隔离物、金属间介电物质和保护膜层。

最近，将多晶硅薄膜利用于薄膜晶体管(thinfilmtransistor,tft)、太阳能电池等，其应用领域逐渐多样。

为了制造含有硅的薄膜，公知的代表性的技术有混合的气体形态的硅前体和反应气体反应而在蒸镀对象基材表面形成膜或者在表面上直接反应而形成膜的化学气相沉积法(mocvd)、以及气体形态的硅前体在蒸镀对象基材表面进行物理或化学吸附后通过依次投入反应气体而形成膜的原子层沉积法(ald)，利用其的低压化学气相沉积方法(lpcvd)以及可以在低温下进行蒸镀的利用等离子体的化学气相沉积法(pecvd)和原子层沉积法(peald)等多种薄膜制造技术被适用于新一代半导体和显示器元件制造工序，从而用于超微细图案形成和纳米单位的厚度均匀且具有优异的特性的极薄膜蒸镀。

如韩国公开专利第2007-0055898号所示，用于形成含硅薄膜的前体以硅烷、氯化硅烷、氨基硅烷和烷氧基硅烷形态的化合物为代表，作为具体的例子，有二氯硅烷(dichlrorosilane:sih2cl2)和六氯乙硅烷(hexachlorodisilane:cl3sisicl3)等氯化硅烷形态化合物；以及三甲硅烷基胺(trisilylamine:n(sih3)3)、双(二乙基氨基)硅烷(bis-diethylaminosilane:h2si(n(ch2ch3)2)2)和二异丙基氨基硅烷(di-isopropylaminosilane:h3sin(i-c3h7)2)等，并且用于半导体制造和显示器制造的批量生产工序。

但是，由于由元件的超高集成化引起的元件的微细化和长宽比增加及元件材料的多样化，因此要求在所需的低的温度下形成具有均匀的薄的厚度并具有优异的电特性的超微细薄膜的技术，从而利用现有的硅前体的600℃以上的高温工序、台阶覆盖性和蚀刻特性以及薄膜的物理特性和电特性逐渐成为问题，为此，正在研究更优异的硅前体开发以及薄膜形成方法。

技术实现要素：

技术课题

本发明提供含有可用作硅的前体的三甲硅烷基胺化合物的含硅薄膜蒸镀用化合物。

详细地，本发明提供能够制造在非常低的蒸镀温度下具有高蒸镀率且高纯度和高应力的含硅薄膜的蒸镀用化合物。

另外，本发明提供能够制造具有优异的透湿度的含硅薄膜的蒸镀用化合物。

另外，本发明提供利用含硅薄膜蒸镀用化合物的含硅薄膜的制造方法。

课题的解决手段

根据本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物含有下述化学式1的三甲硅烷基胺化合物。

(化学式1)

根据本发明的一实施例的含硅薄膜蒸镀用组合物可以是蒸镀对象基材的温度小于100℃的低温蒸镀用组合物。

本发明包括利用了上述含硅薄膜蒸镀用组合物的含硅薄膜的制造方法。

根据本发明的含硅薄膜的制造方法包括向蒸镀对象基材位于内部的腔室供给下述化学式1的三甲硅烷基胺化合物的步骤。

(化学式1)

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，上述蒸镀对象基材的温度可以小于100℃。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，上述蒸镀对象基材的温度可以为95℃以下。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，上述作为含硅薄膜的氮化硅膜的蒸镀速度可以为/分钟以上。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，上述作为含硅薄膜的氧化硅膜的蒸镀速度可以为/分钟以上。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，在上述三甲硅烷基胺化合物的供给前、供给中、或者供给后，可以供给选自氧(o2)、臭氧(o3)、蒸馏水(h2o)、过氧化氢(h2o2)、一氧化氮(no)、一氧化二氮(n2o)、二氧化氮(no2)、氨(nh3)、氮(n2)、肼(n2h4)、肼衍生物、二胺、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、c1至c12饱和或不包含烃、氢、氩和氦中的任一种或两种以上的气体。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，可以包括：a)将位于腔室内的蒸镀对象基材加热至蒸镀温度并维持的步骤；b)使上述三甲硅烷基胺化合物接触上述蒸镀对象基材而吸附于上述蒸镀对象基材的步骤；以及c)向吸附有上述三甲硅烷基胺化合物的蒸镀对象基材注入反应气体的步骤。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，将a)至c)步骤作为一个循环，每个循环的氮化硅膜的蒸镀速度可以为/循环以上。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，将a)至c)步骤作为一个循环，每个循环的氧化硅膜的蒸镀速度可以为/循环以上。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，上述反应气体可以为选自含氧气体、含氮气体、含碳气体、非活性气体或者它们的混合气体的、且经等离子体活化的气体。

在根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中，含硅薄膜可以选自氧化硅薄膜、碳氧化硅薄膜、碳氮化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、碳氮氧化硅薄膜和碳化硅薄膜中的一种或者两种以上。

本发明包含用上述制造方法制造的含硅薄膜。

发明效果

根据本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物通过包含在常温下为液体且挥发性高、热稳定性非常优异的三甲硅烷基胺化合物作为硅前体，从而具有能够在更低的成膜温度条件下能够以高蒸镀率制造具有高纯度和耐久性的高品质的含硅薄膜的优点。

另外，利用本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物的含硅薄膜的制造方法即使在低的成膜温度条件下也能够实现高的蒸镀率和优异的应力强度以及显著低的透湿度，进而，由此制造的含硅薄膜的碳、氧、氢等杂质的含量被最少化，从而具有如下优点：纯度高，物理特性和电特性非常优异，而且对氟化氢具有优异的耐性。

尤其是利用本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物制造的含硅薄膜具有优异的应力强度和显著低的透湿度，从而对半导体或显示器领域的封装材料非常有用，进而，在100℃以下能够以非常高的蒸镀速度形成封装材料，从而具有被封装材料保护的保护对象物不受热损伤的优点。

附图说明

图1是表示在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺化合物的蒸气压测定结果的图，

图2是表示在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺化合物的热重分析测定结果的图，

图3是对在实施例2和实施例5中制造的含有硅的薄膜通过红外分光计分析来分析蒸镀的膜的结果，

图4是对在实施例6和实施例9中制造的含有硅的薄膜通过红外分光计分析来分析蒸镀的膜的结果。

具体实施方式

下面参照附图来对本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物详细地进行说明。此时，所使用的的技术用语和科学用语只要没有其他定义，就具有本领域技术人员通常理解的意思，在下述的说明和附图中将省略对于可能会不必要地混淆本发明的主旨的公知功能和构成的说明。

根据本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物含有下述化学式1的三甲硅烷基胺化合物。即，本发明包括含硅薄膜蒸镀用化合物，根据本发明的含硅薄膜蒸镀用化合物包括下述化学式1的三甲硅烷基胺化合物。

(化学式1)

上述化学式1的三甲硅烷基胺化合物在常温下为液体，并具有高挥发性和优异的热稳定性，能够以显著优异的蒸镀率进行薄膜的蒸镀，能够制造高纯度和高耐久性的高品质含硅薄膜。

详细地，如化学式1所示的那样，三甲硅烷基胺化合物以在中心氮原子上结合有3个硅原子的三角平面si3n分子结构形态为基础，在两个硅上各自结合两个氢和甲基，在其余一个硅上结合有一个甲基胺和一个氢和一个甲基，从而形成在常温和常压下稳定的液体状态的化合物，具有在70℃的蒸气压为10托以上的优异的挥发性，在小于100℃，作为实质性的一个例子，在只有90℃的低温蒸镀时，也能够具有非常快的蒸镀速度。详细地，可以具有/分钟以上的氮化硅膜的蒸镀速度，进而/分钟的令人惊讶的优异的氧化硅膜的蒸镀速度。与此同时或者各自独立地基于供给反应气体并吹扫的循环而进行蒸镀时，在只有90℃的低温蒸镀时，也能够具有/循环以上的氮化硅膜的蒸镀速度，进而可以具有/循环以上的氧化硅膜的蒸镀速度。

另外，利用上述化学式1的三甲硅烷基胺化合物形成含硅薄膜时，可以具有优异的凝聚力和优异的台阶覆盖性。不仅如此，由于三甲硅烷基胺化合物具有化学式1的结构，从而具有高热稳定性和低的活化能，并且反应性优异，不会生成非挥发性的副产物，因此可以容易地形成具有高纯度并具有优异的应力强度的含硅薄膜。

由此，根据本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物可以是蒸镀含硅薄膜的蒸镀对象基材的温度小于100℃的低温蒸镀用组合物，具体而言，可以是蒸镀对象基材的温度为60℃以上且小于100℃、更具体为60℃至95℃的低温蒸镀用组合物。

但是，这样的低温蒸镀的用途是基于上述的根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的优异的低温挥发性、高反应性等作为用于蒸镀的硅前体而具有的极其优异的特性才能够实现的，因此本发明的组合物并不限于低温蒸镀，当然在必要时可以在通常的蒸镀温度(100至700℃、更具体为400至700℃的蒸镀对象基材的温度)下使用。

本发明的由化学式1表示的三甲硅烷基胺化合物可以利用本领域技术人员能够认识的范围内可进行的方法来制造。

另外，本发明包括利用上述含硅薄膜蒸镀用组合物的含硅薄膜的制造方法。即，本发明包括利用化学式1涉及的三甲硅烷基胺化合物的含硅薄膜的制造方法。

根据本发明的含硅薄膜的制造方法包括向蒸镀对象基材供给化学式1的三甲硅烷基胺化合物的步骤。

(化学式1)

根据本发明的含硅薄膜的制造方法利用在常温下为液体且挥发性高、热稳定性优异的由化学式1表示的三甲硅烷基胺化合物作为硅前体，从而容易操作，能够制造成多种薄膜，而且在低温度和/或低的功率下也能够以高蒸镀率制造纯度优异的含硅薄膜，进而，用本发明的制造方法制造的含硅薄膜的耐久性和电特性优异，而且对氟化氢的耐性也优异。

基于上述的根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的优异的低温挥发性、高反应性等作为用于蒸镀的si前体而具有的极其优异的特性，位于腔室内部的蒸镀对象基材的温度可小于100℃，可以优选为95℃以下，包括向蒸镀对象基材位于内部的腔室供给化学式1的三甲硅烷基胺化合物的步骤的含硅薄膜的蒸镀可以在小于100℃、优选为95℃以下的温度的低温下进行。

更具体地，蒸镀对象基材的温度可以为60℃以上且小于100℃，更具体地，可以为60℃至95℃。即，含硅薄膜的蒸镀温度可以为60℃以上且小于100℃，更具体地，可以为60℃至95℃。

即，根据本发明的一实施例的制造方法可以包括：将位于腔室内的蒸镀对象基材加热至蒸镀温度并维持的步骤；以及向位于腔室内的蒸镀对象基材供给化学式1的三甲硅烷基胺化合物的步骤，此时，蒸镀温度可以小于100℃，更具体为95℃以下，进一步具体为60℃至95℃。

这样的在低温蒸镀条件下极其优异的蒸镀率是向蒸镀对象基材位于内部的腔室供给化学式1的三甲硅烷基胺化合物而蒸镀含硅薄膜时能够实现的蒸镀率。

这样的在商业上有意义的具有高蒸镀率的低温蒸镀的实现是通过上述的根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的优异的低温挥发性、高反应性等作为用于蒸镀的硅前体而具有的极其优异的特性才能完成的，因此，本发明的制造方法并不限于低温蒸镀，当然在必要时可以在通常的蒸镀温度(100至700℃、更具体为400至700℃的蒸镀对象基材的温度)下进行蒸镀。

含硅薄膜只要是以气态供给硅前体而制造含硅薄膜的在本技术领域中本领域技术人员能够认识的范围内进行制造的薄膜就均可使用。作为具体且实质性的一个例子，含硅薄膜可以为选自氧化硅薄膜、碳氧化硅(sioc)薄膜、碳氮化硅(sicn)薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅(sion)薄膜、碳氮氧化硅(siocn)薄膜和碳化硅薄膜中的一种或者两种以上的薄膜等，除此以外，可以在本领域技术人员能够认识的范围内制造含有硅的高品质的多种薄膜。

根据本发明的含硅薄膜的制造方法中，薄膜的蒸镀方法只要是在本技术领域中本领域技术人员能够认识的范围内能够进行的方法就均可使用，但可以优选利用原子层沉积(ald)法、气相蒸镀(cvd)法、有机金属化学气相沉积法(mocvd)、低压气相沉积法(lpcvd)、等离子体增强气相沉积法(pecvd)或等离子体增强原子层沉积法(peald)等形成，从为了使薄膜蒸镀更容易、制造的薄膜具有优异的特性的方面考虑，优选等离子体增强原子层沉积法(peald)。由此，根据本发明的上述的含硅薄膜蒸镀用组合物可以是用于制造含硅薄膜的等离子体增强原子层沉积用组合物。

根据本发明的一实施例的制造方法中，在蒸镀对象基材位于内部的腔室中，可以在供给三甲硅烷基胺化合物之前、供给的过程中和/或供给之后，向腔室供给作为含氧气体、含氮气体、含碳气体、非活性气体或者它们的混合气体的反应气体。反应气体只要是考虑待制造的含硅薄膜的物质后通常能够与硅前体一同使用的气体，就可以使用，作为具体的一个例子，含氧气体可以为氧(o2)、臭氧(o3)、蒸馏水(h2o)、过氧化氢(h2o2)等，含氮气体可以为一氧化氮(no)、一氧化二氮(n2o)、二氧化氮(no2)、氨(nh3)、氮(n2)、肼(n2h4)、肼衍生物(叔丁基肼(c4h12n2)等)、二胺等，含碳气体可以为一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、c1至c12饱和或不包含烃等，非活性气体为氮、氩等，其他反应气体为氢和氦等。可以包含选自上述含氧气体、含氮气体、含碳气体、非活性气体或者其他反应气体中的任一种或两种以上的气体作为反应气体，但并不限定于此。反应气体为含氧气体时，可以去除根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的配体而形成si-o原子层。反应气体为含氩气体时，可以去除根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的配体而形成si-n原子层。反应气体为含碳气体时，可以去除根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的配体而形成si-c原子层。

在根据本发明的一实施例的制造方法中，在蒸镀对象基材的温度小于100℃的低温蒸镀时，在含硅薄膜中氮化硅膜的蒸镀速度可以为/分钟以上。尤其，反应气体为含氧气体时，蒸镀对象基材的温度小于100℃的低温蒸镀时，在含硅薄膜中氧化硅膜的蒸镀速度根据反应气体的种类可以为/分钟以上。

根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物和反应气体可以彼此有机地或者彼此独立地供给到腔室中。另外，根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物和反应气体可以各自连续地或者不连续地供给到腔室中，不连续的供给可以包括脉冲(pulse)形态。另外，反应气体可以是经等离子体活化的状态。此时，如上所述，经等离子体活化的反应气体可以是选自氧(o2)、臭氧(o3)、蒸馏水(h2o)、过氧化氢(h2o2)、一氧化氮(no)、一氧化二氮(n2o)、二氧化氮(no2)、氨(nh3)、氮(n2)、肼(n2h4)、肼衍生物、二胺、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、c1至c12饱和或不包含烃、氢、氩和氦中的任一种或两种以上的混合气体，但并非必须限定于此。

作为具体例，根据本发明的一实施例的制造方法可以包括：a)将位于腔室内的蒸镀对象基材加热至蒸镀温度并维持的步骤；b)使上述三甲硅烷基胺化合物接触上述蒸镀对象基材而吸附于上述蒸镀对象基材的步骤；以及c)向吸附有上述三甲硅烷基胺化合物的蒸镀对象基材注入反应气体的步骤。

特征性地，根据本发明的一实施例的制造方法可以包括：a)将位于腔室内的蒸镀对象基材加热至小于100℃的温度并维持的步骤；b)使上述三甲硅烷基胺化合物接触蒸镀对象基材而吸附于蒸镀对象基材的步骤；以及c)向吸附有上述三甲硅烷基胺化合物的蒸镀对象基材注入反应气体的步骤。

此时，当然可以在b)步骤和/或c)步骤之后进一步进行向腔室内供给非活性气体而进行吹扫(purging)的步骤。即，根据本发明的一实施例的制造方法可以包括：a)将位于腔室内的蒸镀对象基材加热至蒸镀温度并维持的步骤；b)使上述三甲硅烷基胺化合物接触上述蒸镀对象基材而吸附于上述蒸镀对象基材的步骤；d1)利用非活性气体吹扫腔室内部的吹扫步骤；c)向吸附有上述三甲硅烷基胺化合物的蒸镀对象基材注入反应气体的步骤；以及d2)利用非活性气体吹扫腔室内部的吹扫步骤。

根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法可以根据作为目标的薄膜的结构或者热特性来调节蒸镀条件，作为根据本发明的一实施例的蒸镀条件，可以例示含有三甲硅烷基胺化合物的含硅薄膜蒸镀用组合物的投入流量、反应气体、载体的投入流量、压力、蒸镀对象基材温度等。作为这样的蒸镀条件的非限定性的一个例子，含硅薄膜蒸镀用组合物，具体为根据化学式1的三甲硅烷基胺的投入流量可以为10至1000cc/min，载气可以为10至1000cc/min，反应气体的流量可以为1至1500cc/min，压力可以为0.5至10托，以及蒸镀对象基材温度可以为30至700℃的范围，具体在60至200℃、优选在60℃以上且小于100℃、更优选在60至95℃的范围进行调节，但并不限定于此。进而，根据优选的一个例子，反应气体为经等离子体活化的状态的情况下，即，利用等离子体增强原子层沉积法(peald)来进行蒸镀的情况下，rf功率可以为50至1000w，但并非必须限定于此。

根据本发明的一实施例的含硅薄膜的制造方法中使用的蒸镀对象基材可以为包含si、ge、sige、gap、gaas、sic、sigec、inas和inp中的一种以上的半导体材料的半导体基板；soi(silicononinsulator，绝缘衬底上的硅)基板；石英基板；或者显示器用玻璃基板；聚酰亚胺(polyimide)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet,polyethyleneterephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen,polyethylenenaphthalate)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma,polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(pc,polycarbonate)、聚醚砜(pes)、聚酯(polyester)等挠性塑料基材；等，但并不限定于此。

另外，上述含硅薄膜除了对蒸镀对象基材直接形成薄膜以外，可以在蒸镀对象基材与上述含硅薄膜之间形成多个导电层、介电层或者绝缘层等。

另外，本发明提供可用作含硅薄膜的前体的三甲硅烷基胺化合物，本发明的三甲硅烷基胺化合物由下述化学式1表示。

(化学式1)

如前面记载的那样，由化学式1表示的三甲硅烷基胺化合物在常温下为液体，挥发性高，热稳定性高，所以用作对含硅薄膜形成非常有用的前体。进而，反应性优异，在低温下也能够以优异的薄膜蒸镀速度进行薄膜蒸镀而能够制造高纯度和高耐久性薄膜。

下面，通过下述实施例更具体地说明本发明。在此之前，本说明书和权利要求书中使用的用语或词汇不应限定解释为通常或词典上的意思，基于发明人为了以最佳的方法说明他自己的发明而可以适当定义用语的概念的原则，应该解释成符合本发明的技术思想的意思和概念。

因此，本说明书中记载的实施例和附图中图示的构成只不过是本发明的最优选的一个实施例，并不能代表全部的本发明的技术思想，因此，应该理解在申请本申请时存在能够代替它们的多种等同物和变形例。

另外，以下全部实施例使用商用化的花洒头方式的200mm单叶式(单晶片型(singlewafertype))ald设备(cn1,atomicpremium)，并利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)进行。另外，可以利用商用化的花洒头方式的200mm单叶式(单晶片型)cvd(pecvd)设备(cn1,atomicpremium)，并利用公知的等离子体气相化学蒸镀法进行。

蒸镀的含硅薄膜利用椭偏仪(ellipsometer,opti-probe2600,therma-wave)测定厚度，使用红外分光仪(infraredspectroscopy,ifs66v/s&hyperion3000,brukeroptics)、x-射线光电子能谱仪(x-rayphotoelectronspectroscopy)、透湿度测定仪(watervaportransmissionrate(wvtr,mocon,aquatran2)，测定时使用的氮的量为20ml/min·air，透湿测定面积设定为50cm²。应力测定使用应力测定仪(frontiersemiconductor,fsm500tc)，测定面积为160mm，硅晶厚度设定为0.725μm，进行了薄膜特性。

[实施例1]双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺的制造

步骤1：双(二甲基氨基)甲基甲硅烷基胺的制造

在无水及非活性气氛下，在经火焰干燥的2000ml施兰克烧瓶中投入六甲基二硅氮烷(((ch3)3si)2nh)500g(3.1mol)后，一边维持-25℃，一边缓慢地添加甲基二氯硅烷((ch3)cl2sih)1425g(12.4mol)后，将反应溶液缓慢地升温至10℃，搅拌3小时。将该混合反应溶液中生成的氯三甲基硅烷((ch3)3sicl)和过量投入的甲基二氯硅烷((ch3)cl2sih)通过单纯的蒸馏或者减压蒸馏除去。将回收的双(氯甲基甲硅烷基)胺((sihclch3)2nh))溶液与戊烷(n-pentane)进行搅拌，一边维持在-25℃，一边缓慢地添加二甲基胺((ch3)2nh)699g(15.5mol)。将添加完成的反应溶液缓慢地升温至常温，搅拌6小时。将反应完成的反应混合物进行过滤，将生成的白色的固体除去后，得到了滤液。将该滤液在减压下除去溶剂，通过减压蒸馏，以收率75％得到了444g(2.32mol)的双(二甲基氨基)甲基甲硅烷基胺((sihch3n(ch3)2)2nh)。

¹h-nmr(c6d6):δ2.45(s,12h,((sihch3n(ch3)2)2nh),0.11(t,6h,((sihch3n(ch3)2)2nh),0.4(d,1h,(sihch3n(ch3)2)2nh,4.70(m,2h,(sihch3n(ch3)2)2nh

步骤2：双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺的制造

在无水及非活性气氛下，在经火焰干燥的5000ml施兰克烧瓶中投入制造的双(二甲基氨基)甲基甲硅烷基胺((sihch3n(ch3)2)2nh)444g(2.32mol)和己烷(n-hexane)500ml后，一边维持-10℃，一边缓慢地添加2.52m浓度的正丁基锂(n-c4h9li)己烷(c6h14)溶液655g(2.4mol)。将完成添加的反应溶液缓缓地升温至65℃，搅拌6小时后，进行减压蒸馏而除去了溶剂。在除去了溶剂的反应物中添加四氢呋喃(o(c2h2)2))500ml后，在-10℃状态下缓慢地投入到甲基二氯硅烷(sicl2h(ch3))267g(2.3mol)和四氢呋喃(o(c2h2)2))混合而成的溶液中，一边将反应内温维持在-10℃，一边搅拌8小时。向完成搅拌的混合溶液中投入氢化锂(lih)32g(4.0mol)后，一边维持65℃，一边搅拌12小时。将反应完成的反应混合物过滤，将生成的白色的固体除去后，得到了滤液。将该滤液在减压下除去溶剂，通过减压蒸馏，以收率50％得到了200g(1.03mol)的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺((sih2ch3)2(sihch3n(ch3)2))n。

¹h-nmr(c6d6):δ0.19(t,6h,((sih2ch3)2(sihch3n(ch3)2))n,0.19(d,3h,((sih2ch3)2(sihch3n(ch3)2))n,2.39(s,6h,((sih2ch3)2(sihch3n(ch3)2))n,4.66(q,4h,((sih2ch3)2(sihch3n(ch3)2))n,4.81(q,1h,((sih2ch3)2(sihch3n(ch3)2))n

实施上述双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺化合物的蒸气压和热重分析并示于图1和图2。

通过图1和图2，可知实施例1的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺化合物只不过在70℃下就具有10托以上的蒸气压，具有高挥发性，具有优异的热稳定性，因此非常优选作为用于蒸镀含硅薄膜的硅前体。

[实施例2]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氧化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氧化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氧，作为非活性气体的氩以吹扫的目的使用。在反应气体和等离子体时间1.5秒下实施了成膜评价。蒸镀次数进行了270次循环，在表1中示出了具体的氧化硅膜蒸镀方法。

蒸镀的薄膜通过椭偏仪(ellipsometer)测定了厚度，利用红外线分光光度计分析了氧化硅膜形成，利用x-射线光电子能谱仪分析了氧化硅膜的组成。另外，利用应力测定仪分析了氧化硅膜的应力，为了测定薄膜的水分透湿度，利用水分渗透评价设备测定了透湿度。以下，在表2中示出了具体的氧化硅膜的分析结果，在图3中图示了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[实施例3]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氧化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氧化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氧，作为非活性气体的氩以吹扫的目的使用。在反应气体和等离子体时间1.5秒下实施了成膜评价。蒸镀次数进行了188次循环，在表1中示出了具体的氧化硅膜蒸镀方法。另外，在图3中图示了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[实施例4]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氧化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氧化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氧，作为非活性气体的氩以吹扫的目的使用。在反应气体和等离子体时间1.5秒下实施了成膜评价。蒸镀次数进行了113次循环，在表1中示出了具体的氧化硅膜蒸镀方法。另外，在图3中图示了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[实施例5]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氧化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氧化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氧，作为非活性气体的氩以吹扫的目的使用。在反应气体和等离子体时间1.5秒下实施了成膜评价。蒸镀次数进行了82次循环，在表1中示出了具体的氧化硅膜蒸镀方法。另外，在图3中图示了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[比较例1]利用二甲基氨基二甲基甲硅烷基双二甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氧化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氧化硅膜的比较例，利用二甲基氨基二甲基甲硅烷基双二甲基甲硅烷基胺化合物而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氧，作为非活性气体的氩以吹扫的目的使用。在反应气体和等离子体时间1.5秒下实施了成膜评价。在表1中示出了具体的氧化硅膜蒸镀方法。

蒸镀的薄膜通过椭偏仪(ellipsometer)测定了厚度，利用红外线分光光度计分析了氧化硅膜形成，利用x-射线光电子能谱仪分析了氧化硅膜的组成。另外，利用应力测定仪分析了氧化硅膜的应力，为了测定薄膜的水分透湿度，利用水分渗透评价设备测定了透湿度。以下，在表2中示出了具体的氧化硅膜的分析结果。

[比较例2]利用双(二乙基氨基)硅烷并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氧化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氧化硅膜的比较例，利用双(二乙基氨基)硅烷化合物而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氧，作为非活性气体的氩以吹扫的目的使用。在反应气体和等离子体时间1.0秒下实施了成膜评价。在表1中示出了具体的氧化硅膜蒸镀方法。

蒸镀的薄膜通过椭偏仪(ellipsometer)测定了厚度，利用红外线分光光度计分析了氧化硅膜形成，利用x-射线光电子能谱仪分析了氧化硅膜的组成。另外，利用应力测定仪分析了氧化硅膜的应力，为了测定薄膜的水分透湿度，利用水分渗透评价设备测定了透湿度。以下，在表2中示出了具体的氧化硅膜的分析结果。

[表1]

根据等离子体增强原子层蒸镀法的氧化硅膜蒸镀条件

[表2]

氧化硅膜的特性评价

通过表1和表2可知，在实施例2至实施例5中，按总蒸镀时间基准，每分钟为69.58至按蒸镀循环基准，为/循环，比较例1至比较例2显示出按总蒸镀时间基准，每分钟为37.19至按蒸镀循环基准，具有0.91至/循环的范围。由此可知，在100℃以下的蒸镀温度下，实施例2至实施例5与比较例1至比较例2相比能够以至少1.5倍至最大1.9倍以上的优异的蒸镀速度蒸镀薄膜。

另外，实施例2至实施例5的折射率为1.48，比较例1的折射率为1.47，实施例2的折射率为1.48。

另外，实施例2至实施例5的o/si原子比具有1.79，通过图3可以确认实施例2至实施例5和比较例1至比较例2均是包含si-o键的绝缘膜，并且可以确认薄膜厚度为时具有-331mpa的显著高的膜的应力和5.02*10^-3g/[㎡-天]的显著低的透湿力。因此，可以确认实施例2至5的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺化合物与比较例1至比较例2的化合物相比能够形成具有高应力和低透湿度的效果的高品质的氧化硅膜。

[实施例6]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氮化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氮化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氨和氮，作为非活性气体的氮以吹扫的目的使用。变更反应气体和等离子体时间而实施了成膜评价。在表3中示出了具体的氮化硅膜蒸镀方法。

蒸镀的薄膜通过椭偏仪(ellipsometer)测定了厚度，利用红外线分光光度计分析了氮化硅膜形成，利用x-射线光电子能谱仪分析了氮化硅膜的组成。另外，利用应力测定仪分析了氮化硅膜的应力，为了测定薄膜的水分透湿度，利用水分渗透评价设备测定了透湿度。以下，在表4中示出了具体的氮化硅膜的分析结果，在图6中示出了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[实施例7]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氮化硅膜

如表3中记载的那样，使用氨反应气体和等离子体时间0.8秒、氮反应气体和等离子体时间1.5秒，除此以外，在与实施例6中进行的蒸镀条件相同的蒸镀条件下，利用公知的等离子体原子层沉积法(peald)进行了成膜评价，蒸镀的薄膜进行与实施例6中实施的分析方法和条件相同的分析方法和条件来确保分析结果。以下，在表3和4中示出具体的氮化硅膜蒸镀方法和分析结果。另外，通过红外分光计分析了蒸镀的膜并示于图4中。

[实施例8]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氮化硅膜

如表3中记载的那样，使用rf功率800w、氨反应气体和等离子体时间0.6秒、氮反应气体和等离子体时间1.0秒，除此以外，在与实施例6中进行的蒸镀条件相同的蒸镀条件下，利用公知的等离子体原子层沉积法(peald)进行了成膜评价，蒸镀的薄膜进行与实施例6中实施的分析方法和条件相同的分析方法和条件来确保分析结果。以下，在表3和4中示出具体的氮化硅膜蒸镀方法和分析结果。另外，通过红外分光计分析了蒸镀的膜并示于图4中。

[实施例9]利用双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氮化硅膜

如表3中记载的那样，使用rf功率800w、氨反应气体和等离子体时间0.6秒、氮反应气体和等离子体时间0.8秒，除此以外，在与实施例6中进行的蒸镀条件相同的蒸镀条件下，利用公知的等离子体原子层沉积法(peald)进行了成膜评价，蒸镀的薄膜进行与实施例6中实施的分析方法和条件相同的分析方法和条件来确保分析结果。以下，在表3和4中示出具体的氮化硅膜蒸镀方法和分析结果。另外，通过红外分光计分析了蒸镀的膜并示于图4中。

[比较例3]利用二甲基氨基二甲基甲硅烷基双二甲基甲硅烷基胺并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氮化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氮化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氨和氮，作为非活性气体的氮以吹扫的目的使用。变更反应气体和等离子体时间而实施了成膜评价。在表3中示出了具体的氮化硅膜蒸镀方法。

蒸镀的薄膜通过椭偏仪(ellipsometer)测定了厚度，利用红外线分光光度计分析了氮化硅膜形成，利用x-射线光电子能谱仪分析了氮化硅膜的组成。另外，利用应力测定仪分析了氮化硅膜的应力，为了测定薄膜的水分透湿度，利用水分渗透评价设备测定了透湿度。以下，在表4中示出了具体的氮化硅膜的分析结果，在图4中示出了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[比较例4]利用双(二乙基氨基)硅烷并通过等离子体增强原子层沉积法(peald)制造氮化硅膜

在利用公知的等离子体增强原子层沉积法(peald)的通常的等离子体增强原子层沉积(peald)装置中，作为用于形成氮化硅膜的组合物，利用在实施例1中制造的双(甲基甲硅烷基)二甲基氨基甲基甲硅烷基胺而进行了成膜评价。作为反应气体，与等离子体一同使用了氨和氮，作为非活性气体的氮以吹扫的目的使用。变更反应气体和等离子体时间而实施了成膜评价。在表3中示出了具体的氮化硅膜蒸镀方法。

蒸镀的薄膜通过椭偏仪(ellipsometer)测定了厚度，利用红外线分光光度计分析了氮化硅膜形成，利用x-射线光电子能谱仪分析了氮化硅膜的组成。另外，利用应力测定仪分析了氮化硅膜的应力，为了测定薄膜的水分透湿度，利用水分渗透评价设备测定了透湿度。以下，在表4中示出了具体的氮化硅膜的分析结果，在图4中示出了利用红外分光计的蒸镀的膜的分析结果。

[表3]

根据等离子体增强原子层蒸镀法的氮化硅膜蒸镀条件

[表4]

氮化硅膜的特性评价

通过表3和表4可知，在实施例6至实施例9的蒸镀时，蒸镀速度按总蒸镀时间基准，每分钟为8.46至按蒸镀循环基准，为/循环。另外，在比较例3至比较例4的蒸镀时，显示出蒸镀速度按总蒸镀时间基准，每分钟为2.60至按蒸镀循环基准，具有0.20至/循环的范围。另外，就比较例3的化合物而言，在300℃的高温下进行蒸镀而制造氮化硅膜的情况下，也显示出比本发明的化合物低的蒸镀速度。与此相反，本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物在100℃以下的明显低的低温下也显示出非常优异的蒸镀速度。由此可知，像实施例6至实施例9这样使用根据本发明的前体的情况下，与其他硅前体相比，能够以至少2.6倍至最大4.9倍以上的非常优异的蒸镀速度蒸镀薄膜。

另外，对制造的氮化膜进行分析的结果，确认了在实施例6至实施例9和比较例3至比较例4中均制造出了包含si-n键的绝缘膜，并确认了在实施例6中制造出了si/n原子比为0.85的氮化膜，在实施例7中制造出了si/n原子比为0.87的氮化膜，在实施例8中制造出了si/n原子比为0.87的氮化膜，在实施例9中制造出了si/n原子比为0.96的氮化膜。另外，确认了在实施例6至9中制造出了折射率为1.84、1.82、1.81和1.77的氮化膜。另外，为相同薄膜厚度时，可以确认在实施例6至实施例9中制造的氮化膜与在比较例3至比较例4中制造的氮化膜相比，具有至少10倍至20倍以上的显著优异的透湿度。

即，可知根据本发明，利用包含根据化学式1的三甲硅烷基胺化合物的含硅薄膜蒸镀用组合物来制造含硅薄膜时，在100℃以下的低温下能够以惊人地快的速度形成具有高纯度和高应力以及高透湿度的高品质的含硅薄膜。另外，利用本发明的含硅薄膜蒸镀用组合物制造的含硅薄膜具有优异的应力强度和显著低的透湿度，因此对半导体或显示器领域的封装材料非常有用，进而，由于能够在100℃以下以非常高的蒸镀速度形成封装材料，因此可知被封装材料保护的保护对象物能够不受热损伤。

如上所述，在本发明中通过特定的事项和有限的实施例及附图进行了说明，但这只是为了有助于进一步从整体上理解本发明而提供的，本发明并不限定于上述实施例，本领域技术人员能够基于这样的记载进行多种修改和变形。

因此，本发明的思想不局限在说明的实施例，不仅是本发明要求保护的范围，而且与本发明要求保护的范围均等或等价的变形均属于本发明思想的范畴。