用于生产富含氧化锡酸盐的膜的方法和前体与流程

背景技术：

1、氟掺杂氧化锡(fto)薄膜因其在技术应用中的高电子传导性和可见光区域的光学透明度，以及其宽能隙、低生产成本、热稳定性、化学惰性和高透明度等特性而具有吸引力。制备sno2和fto膜的已知方法包括常压化学气相沉积(apcvd)、溅射、溶胶-凝胶和喷雾热解沉积(spd)。人们越来越希望fto膜在厚度、均匀性和纳米范围内的特征方面控制维度，而且其他元素杂质含量低。由于薄膜沉积过程中的流变性、粘度、应力产生和收缩以及无法提供高元素纯度，凝聚相沉积法(溶胶-凝胶、喷雾热解)无法轻易获得超薄膜或高纯度膜。虽然apcvd和溅射在原理上可以获得理想的元素纯度，但这些方法都有特定的局限性。就溅射而言，由于与该技术相关的“视线”，很难与纳米特征基材保持一致。apcvd的局限性问题主要是合适的前体缺乏稳定性或挥发性。与apcvd相比，在cvd中使用真空技术可以使用挥发性更低的前体，但是迄今为止还没有获得合适的用于cvd和apcvd(用于沉积fto)的前体。

2、包括brsn(cf3)3、hsn(cf3)3、h2sn(cf3)2和h3sncf3的简单三氟甲基锡化合物在本领域是已知的，但它们只在-30℃下稳定(参见r.eujen,j.orgometal.chem.,434,159-168(1992))。三氟乙基氧化锡化合物也是已知的，在美国专利申请公开号2020/0356000中有描述。单烷基三酰胺锡化合物在美国专利号107877466中有描述，但这些化合物不能提供单一来源的锡和氟。

技术实现思路

0、发明概述

1、在本公开的一个方面，提供了一种形成氟化氧化锡酸盐膜的方法，包括：蒸发挥发性氟化烷基锡化合物，所述化合物具有至少两个对水解敏感的官能团或至少两个在大于200℃的温度下对氧化敏感的反应性官能团；提供基材；将所述氟化烷基锡化合物物理吸附或化学吸附到所述基材上；和将物理吸附或化学吸附的氟化烷基锡化合物暴露于一系列水解和辐照步骤，随后进行氧化或第二次水解暴露，以在基材上形成氟化氧化锡酸盐薄膜。

2、在本公开的另一个方面，提供了一种具有式(i)的氟化烷基锡化合物：

3、(rfch2)nsnx(4-n)(i)

4、其中rf是具有约1至约5个碳原子的氟化或部分氟化的直链或支链烷基，x是具有约1至约4个碳原子二烷基氨基、卤素如氯或溴、或氢，n是1或2。

5、在本公开的另一个方面，提供了一种双组分沉积混合物，其包含：(a)挥发性氟化单烷基锡化合物，所述化合物具有至少两个对水解敏感的官能团或至少两个在大于200℃的温度下对氧化敏感的反应性官能团；和(b)氟化二烷基锡化合物，其中二烷基锡化合物中的氟化烷基与单烷基锡化合物中的氟化烷基相同。

6、从属权利要求中具体说明了本发明的有利改进，这些改进可以单独实施或组合实施。

7、综上所述，在本发明的范围内提出了以下实施方案作为特别优选的：

8、实施方案1：一种用于形成氟化氧化锡酸盐膜的方法，包括：

9、蒸发挥发性氟化烷基锡化合物，所述化合物具有至少两个对水解敏感的官能团或至少两个在大于200℃的温度下对氧化敏感的反应性官能团；

10、提供基材；

11、将所述氟化烷基锡化合物物理吸附或化学吸附到所述基材上；和

12、将物理吸附或化学吸附的氟化烷基锡化合物暴露于一系列水解和辐照步骤，随后进行氧化或第二次水解暴露，以在基材上形成氟化氧化锡酸盐薄膜。

13、实施方案2：根据实施方案1所述的方法，其中所述氟化烷基锡化合物具有式(i)：

14、(rfch2)nsnx(4-n)(i)

15、其中rf是具有约1至约6个碳原子的氟化或部分氟化的直链或支链烷基，x是水解或氧化不稳定基团，并且n是1或2。

16、实施方案3：根据实施方案1或2所述的方法，其中rf是氟化或部分氟化的乙基。

17、实施方案4：根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中每个x独立地选自具有约1至约4个碳原子的二烷基氨基和卤素。

18、实施方案5：根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中x是二甲基氨基、二乙基氨基、二异丙基氨基或甲基乙基氨基。

19、实施方案6：根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中x是cl、br或h。

20、实施方案7：根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述氟化烷基锡化合物为3,3,3-三氟丙基三(二甲基氨基)锡、3,3,3-三氟丙基三氯化锡、3,3,3-三氟丙基三苯基锡、3,3,3-三氟丙基三(二乙基氨基)锡、3,3,3-三氟丙基三(二异丙基氨基)锡、3,3,3-三氟丙基三(甲基乙基氨基)锡、2,2,2-三氟乙基三氯化锡或6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟丁基三氯化锡。

21、实施方案8：一种形成图案膜的方法，包括制备根据前述实施方案中任一项所述的氟化氧化锡酸盐薄膜，通过使用电子束或激光光栅化或光刻掩模使膜暴露于非连续辐照。

22、实施方案9：一种形成连续膜的方法，包括制备根据前述实施方案中任一项所述的氟化氧化锡酸盐薄膜，使用合适的光刻掩模使膜暴露于地毯式曝光，以提供光学透明的氟掺杂氧化锡导电膜。

23、实施方案10：具有式(i)的氟化烷基锡化合物：

24、(rfch2)nsnx(4-n)(i)

25、其中rf是具有约1至约5个碳原子的氟化或部分氟化的直链或支链烷基，x是具有约1至约4个碳原子的二烷基氨基，而且n是1或2。

26、实施方案11：根据实施方案10所述的氟化烷基锡化合物，其中所述化合物为3,3,3-三氟丙基三(二甲基氨基)锡、3,3,3-三氟丙基三(二乙基氨基)锡、3,3,3-三氟丙基三(二异丙基氨基)锡或3,3,3-三氟丙基三(甲基乙基氨基)锡。

27、实施方案12：一种双组分沉积混合物，其包含：(a)挥发性氟化单烷基锡化合物，所述化合物具有至少两个对水解敏感的官能团或至少两个在大于200℃的温度下对氧化敏感的反应性官能团；和(b)氟化二烷基锡化合物，其中单烷基锡化合物中的氟化烷基与二烷基锡化合物中的氟化烷基相同。

28、实施方案13：根据实施方案12所述的混合物，其中所述氟化单烷基锡化合物具有式(ii)，所述氟化二烷基锡化合物具有式(iii)：

29、(rfch2)snx3(ii)

30、(rfch2)2snx2(iii)

31、其中rf是具有约2至约6个碳原子的氟化或部分氟化的直链或支链烷基，x是水解或氧化不稳定基团。

32、实施方案14：一种形成氟化氧化锡酸盐膜的方法，包括：

33、蒸发根据实施方案12或13所述的混合物；

34、提供基材；

35、将气化的混合物物理吸附或化学吸附到基材上；和

36、将物理吸附或化学吸附的混合物暴露于一系列水解和辐照步骤，随后进行氧化或第二次水解暴露，以在基材上形成氟化氧化锡酸盐薄膜。