[发明专利]烷氧基氨基硅烷化合物及其应用

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2012年1月27日提交的、名称为“Novel Alkoxyaminosilane Compounds and Applications Thereof(新型烷氧基氨基硅烷化合物及其应用)”的美国临时专利申请序号61/591,318的权益，该临时申请通过引用整体并入本文。

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式R_mSi(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m、n和p是整数以使得m+n+p＝4，且n和p各自至少为1。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WO00/42049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1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1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℃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7,524,735B1、US7,582,555B1、US7,888,233B1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Si-H键和Si-Si键中的至少一个。第二含硅前体包括至少一个Si-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Si-前体输送到衬底，并在衬底上聚合所热解的Si-前体以形成含Si薄膜。热解的Si-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，例如亲核试剂或鎓催化剂。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∶1到10∶1的纵横比的缝隙。