[發明專利]包括乙硅烷基胺化合物的含硅薄膜沉積組合物以及用其制備含硅薄膜的方法

有效

• 申請號: 201880025614.1
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN110546210B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 金成基;張世珍;楊炳日;樸重進;李相道;樸廷主;李三東;樸建柱;李相益;金銘云
• 申請（專利權）人: DNF有限公司
• 主分類號: C09D4/00
• 分類號: C09D4/00;H01L21/02;H01L21/324
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 金相允;梁香美

本發明涉及包括乙硅烷基胺化合物的含硅薄膜沉積組合物以及使用該組合物制造含硅薄膜的方法。本發明的含硅薄膜沉積組合物能借助包括作為硅前體的乙硅烷基胺化合物來制備高質量含硅薄膜，該乙硅烷基胺化合物顯示出優異的反應性、熱穩定性和高揮發性。

技術領域

本發明涉及包括乙硅烷基胺化合物的用于沉積含硅薄膜的組合物以及使用該組合物制造含硅薄膜的方法。

背景技術

通過半導體領域中的各種沉積工藝制造成各種薄膜形式的含硅薄膜，諸如硅膜(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，并且其廣泛應用于許多領域。特別是，由于氧化硅膜和氮化硅膜具有非常優良的阻擋性和抗氧化性，所以它們在制造裝置中用作絕緣膜、擴散阻擋層、硬掩模、蝕刻停止層、種子層、間隔物、溝槽隔離、金屬間介電材料和保護膜層。近來，多晶硅薄膜用于薄膜晶體管(TFT，thin film transistor)、太陽能電池等，其應用領域逐漸多樣化。

作為已知用于制造本領域的含硅薄膜的代表性技術，存在使混合氣體型硅前體和反應氣體反應以在基底的表面上形成膜或通過在基底表面上直接反應以形成膜的金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)，以及通過在基底表面上物理或化學吸附氣體型硅前體并且相繼投入反應氣體以形成膜的原子層沉積(ALD)，用于制造薄膜的各種技術，諸如低壓化學氣相沉積(LPCVD)、使用能夠在低溫下沉積的等離子體的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、等離子體增強原子層沉積(PEALD)等，應用于制造下一代半導體和顯示裝置的工藝，從而用于形成超精細圖案并在沉積具有均勻和優異性質的納米級厚度的超薄膜。

作為用于形成含硅薄膜的代表性前體，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，并且通常需要的前體特性如下：

①常溫及常壓下為液體形式的化合物，以及具有優異揮發性的化合物；

②具有高熱穩定性和低活化能以具有優異的反應性的化合物；

③在薄膜形成過程中不產生非揮發性副產物的化合物；以及

④易于處理、運輸和儲存的化合物。

目前，各種文獻中已經報道了使用諸如二氯硅烷(dichlorosilane：SiH₂Cl₂)和六氯乙硅烷(hexachlorodisilane：Cl₃SiSiCl₃)等的硅烷氯化物以及諸如三甲硅烷基胺(trisilylamine：N(SiH₃)₃)、雙-二乙基氨基硅烷(bis-diethylaminosilane：H₂Si(N(CH₂CH₃)₂)₂)和二異丙基氨基硅烷(di-isopropylaminosilane：H₃SiN(i-C₃H₇)₂)等的氨基硅烷形式的化合物等進行含硅薄膜沉積的研究，并且該前體用于大規模生產半導體和顯示器。然而，根據器件的超高集成度引起的器件小型化、縱橫比的增加和器件材料的多樣化，已經要求在所需的低溫下形成具有均勻和薄的厚度和優異的電性能的超細薄膜的技術，因此，在使用現有硅前體時，在600℃或更高溫度下的高溫工藝、臺階覆蓋率、蝕刻性質和薄膜的物理和電學性質方面正在出現問題。

然而，即使在器件中在所需的低溫下形成具有均勻和薄的厚度和優異的電性能的超細薄膜情況下，由于薄膜形成速度低，生產率也成問題，因此，需要開發具有改進性能的新型硅前體。

發明內容

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