[發(fā)明專利]CVD前體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310392992.2
• 申請(qǐng)日: 2009-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103467506A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周曉兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏康寧公司
• 主分類號(hào): C07F7/10
• 分類號(hào): C07F7/10;C23C16/30;C23C16/34;C23C16/36;C23C16/40;C23C16/455;H01L21/31
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

本申請(qǐng)是于2011年4月20日進(jìn)入國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?00980141783.2（國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/US2009/053364）的名稱為“CVD前體”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景技術(shù)

二氧化硅和碳摻雜氧化硅的薄膜是制作半導(dǎo)體器件中所用的普通介電質(zhì)。這些材料薄膜在低溫下的沉積一般采用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相沉積(PECVD)工藝方法。然而，由于考慮到等離子體潛在地?fù)p壞晶體管，在某些情況下優(yōu)選低溫工藝方法。

熱氮化硅或碳氮化硅已經(jīng)用作半導(dǎo)體器件的介電質(zhì)、鈍化涂層、防護(hù)涂層、隔板、襯里或應(yīng)激體。由于受限于器件中緊緊的熱預(yù)算和熱敏組分，半導(dǎo)體制作工業(yè)正尋求容許在降低的溫度下沉積這些膜的新前體。據(jù)預(yù)計(jì)，當(dāng)大規(guī)模生產(chǎn)開(kāi)始時(shí)膜沉積溫度在22nm的技術(shù)節(jié)可能低至400至450℃。容許膜在如此低溫下沉積，這種前體要求在接近200℃下分解并，同時(shí)，仍能滿足貨架穩(wěn)定性的條件。或許僅僅已經(jīng)證實(shí)的硅烷前體遠(yuǎn)遠(yuǎn)地具有如此低的熱分解溫度和良好的貨架壽命，是通過(guò)Air?Products開(kāi)發(fā)的肼基硅烷。已經(jīng)公開(kāi)，二(1,1-二甲基肼基)乙基硅烷，HEtSi(NH-NMe2)2，在氨中于370℃下提供了15/min的膜生長(zhǎng)速率。含微弱N-N鍵的1,1-二甲基肼基配體已知在硅表面上低于200℃下分解。然而，由肼基硅烷沉積的碳氮化硅膜具有低密度的問(wèn)題。

二氨基硅雜環(huán)丁烷已被人提出作為新一類低溫沉積含硅膜的前體。這些分子具有在低溫下可能分解的應(yīng)變四員硅雜環(huán)丁烷環(huán)。然而，因?yàn)槎被桦s環(huán)丁烷通過(guò)不同于肼基硅烷的機(jī)理分解，則二氨基硅雜環(huán)丁烷預(yù)期提供超級(jí)的薄膜性能。二氨基硅雜環(huán)丁烷已經(jīng)可以制備99+%的純度，并已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在200至250℃下發(fā)生分解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及通過(guò)熱聚合含二氨基硅雜環(huán)丁烷和選自供氮?dú)怏w、供氧氣體及其混合物的源氣體的反應(yīng)性氣體混合物而生產(chǎn)含硅薄膜的方法。沉積的膜可以是氮化硅、碳氮化硅、二氧化硅或碳摻雜二氧化硅。這些膜適用于作為半導(dǎo)體器件中的介電質(zhì)、鈍化涂層、防護(hù)涂層、隔板、襯里和/或應(yīng)激體。

附圖說(shuō)明

圖1顯示了在低壓CVD反應(yīng)器中采用二(叔丁氨基)硅雜環(huán)丁烷(BTBSCB)沉積碳氮化硅膜的工藝方法。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種在基底上生產(chǎn)含硅薄膜的方法，其中所述薄膜可以是氮化硅、碳氮化硅、二氧化硅或碳摻雜二氧化硅。典型的基底包括但不限于，半導(dǎo)體基底，液晶器件，發(fā)光二極管顯示器器件和有機(jī)發(fā)光顯示器器件。對(duì)于“半導(dǎo)體基底”是指包括但不限于預(yù)想用于生產(chǎn)包括焦平面陣列的半導(dǎo)體組件的硅基器件和砷化鎵基器件，光電器件，光伏電池，光學(xué)器件，晶體管型器件，3-D器件，絕緣體上外延硅器件（silicon-on-insulator?devices），超晶格器件等。半導(dǎo)體基底可以包含一層或多層布線。半導(dǎo)體基底也可以是在形成任何布線層之前的那些基底。

本文中有用的二氨基硅雜環(huán)丁烷選自具有以下結(jié)構(gòu)式的化合物及其混合物：

其中每一R1，R2，R3，R4，R5和R6獨(dú)立選自氫或具有1至6個(gè)碳的單價(jià)烴基（直鏈的，支鏈的或環(huán)狀的；飽和的或不飽和的）而m，n具有0至10的值。每一R1，R2，R3，R4，R5和R6可以通過(guò)但不限于甲基，乙基，丙基，異丙基，正丁基，仲丁基，叔丁基，環(huán)己基，環(huán)丙基，苯基，乙烯基，己烯基等而示例性說(shuō)明。

本文中有用的二氨基硅雜環(huán)丁烷通過(guò)具有以下結(jié)構(gòu)式的化合物示例性說(shuō)明

用于生產(chǎn)膜的反應(yīng)性氣體混合物也可以包含用量受控的選自供氮?dú)怏w、供氧氣體或其混合物的源氣體。源氣體的用量可以通過(guò)所用的氣體類型，或通過(guò)膜沉積工藝條件而進(jìn)行控制。

供氮?dú)怏w包括，但不限于氮?dú)釴2，氨氣NH3，肼N2H4，疊氮酸HN3，及其混合物。典型地供氮?dú)怏w是氨，但是肼和疊氮酸可以用于低溫沉積。供氮?dú)怏w的用量典型地為每體積份的二氨基硅雜環(huán)丁烷0.1至50體積份的供氮?dú)怏w，可替代地為每體積份的二氨基硅雜環(huán)丁烷0.2至7體積份的供氮?dú)怏w。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將能夠基于供氮?dú)怏w的類型和沉積條件而易于確定供氮?dú)怏w的用量。