[发明专利]乙硅烷基胺化合物，其制备方法，以及包括其的含硅薄膜沉积组合物

说明书

本发明涉及一种新型乙硅烷基胺化合物、其制备方法、以及包括该化合物的含硅薄膜沉积组合物，本发明的乙硅烷基胺化合物显示出优异的反应性、热稳定性和高挥发性，因此当用于含硅前体时，能够制备高质量含硅薄膜。

技术领域

本发明涉及一种新型乙硅烷基胺化合物，其制备方法，以及含有该乙硅烷基胺化合物的用于沉积含硅薄膜的组合物，更具体地，涉及一种可用作各种薄膜前体的新型乙硅烷基胺化合物，其制备方法，包括该乙硅烷基胺化合物的用于沉积含硅薄膜的组合物，以及使用该用于沉积含硅薄膜的组合物制造含硅薄膜的方法。

背景技术

通过半导体领域中的各种沉积工艺制造成各种薄膜形式的含硅薄膜，诸如硅膜(silicon)、氧化硅膜(silicon oxide)、氮化硅膜(silicon nitride)、碳氮化硅膜(Silicon carbonitride)和氧氮化硅膜(Silicon oxynitride)等，并且其广泛应用于许多领域。特别是，由于氧化硅膜和氮化硅膜具有非常优良的阻挡性和抗氧化性，所以它们在制造装置中用作绝缘膜、扩散阻挡层、硬掩模、蚀刻停止层、种子层、间隔物、沟槽隔离、金属间介电材料和保护膜层。近来，多晶硅薄膜用于薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、太阳能电池等，其应用领域逐渐多样化。

作为已知用于制造本领域的含硅薄膜的代表性技术，存在使混合气体型硅前体和反应气体反应以在基底的表面上形成膜或通过在基底表面上直接反应以形成膜的金属有机化学气相沉积(MOCVD)，以及通过在基底表面上物理或化学吸附气体型硅前体并且相继投入反应气体以形成膜的原子层沉积(ALD)，用于制造薄膜的各种技术，诸如低压化学气相沉积(LPCVD)、使用能够在低温下沉积的等离子体的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)等，应用于制造下一代半导体和显示装置的工艺，从而用于形成超精细图案并在沉积具有均匀和优异性质的纳米级厚度的超薄膜。

作为用于形成含硅薄膜的代表性前体，可列出硅烷、硅烷氯化物、氨基硅烷和烷氧基硅烷形式的化合物，并且通常需要的前体特性如下：

①常温常压下为液体形式的化合物，以及具有优异挥发性的化合物；

②具有高热稳定性和低活化能以具有优异的反应性的化合物；

③在薄膜形成过程中不产生非挥发性副产物的化合物；

④易于处理、运输和储存的化合物。

目前，各种文献中已经报道了使用诸如二氯硅烷(dichlrorosilane，SiH₂Cl₂)和六氯乙硅烷(hexachlorodisilane，Cl₃SiSiCl₃)的硅烷氯化物以及诸如三甲硅烷基胺(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)等的氨基硅烷化合物进行含硅薄膜沉积的研究，并且用于大规模生产半导体和显示器。然而，根据器件的超高集成度引起的器件小型化、纵横比的增加和器件材料的多样化，已经要求在所需的低温下形成具有均匀和薄的厚度和优异的电性能的超细薄膜的技术，因此，在使用现有硅前体时，在600℃或更高温度下的高温工艺、台阶覆盖率、蚀刻性质和薄膜的物理和电学性质方面正在出现问题。

然而，即使在器件中在所需的低温下形成具有均匀和薄的厚度和优异的电性能的超细薄膜情况下，由于薄膜形成速度低，生产率也成问题，因此，需要开发具有改进性能的新型硅前体。

发明内容

技术问题