[发明专利]含五(二甲基氨基)二硅烷前体的化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及二硅烷化合物及其制备方法。更具体地说，本发明涉及五 (二甲基氨基)二硅烷Si₂(NMe₂)₅Y，其中Y选自Cl、H和氨基NHR；本发 明还涉及所述化合物的制备方法。

发明背景

硅烷化合物例如单硅烷和二硅烷用于各种应用中。在半导体领域中， 硅烷化合物一般作为原料用于通过化学汽相淀积(CVD)制备基于硅的介 电膜，例如氮化硅、氧化硅或氧氮化硅。更具体地说，硅烷化合物可以通 过与含氮反应气体例如氨反应制备氮化硅，通过与含氧气体例如氧气反应 制备氧化硅，和通过与含氮气体和含氧气体反应制备氧氮化硅。

目前通过CVD制备氮化硅膜的标准方法涉及氨气体和二氯硅烷(＝硅 烷化合物)之间的反应；但是，此反应产生了作为副产物的氯化铵。氯化 铵是白色固体，本身在CVD反应装置的排料管线中聚集并导致堵塞。所 以需要一种CVD方法，其中原料是不含氯的硅烷化合物。在通过CVD技 术生产氮化硅期间还希望在低温(600℃或低于600℃)获得优良的膜淀积 速率。

四(二甲基氨基)硅烷和四(二乙基氨基)硅烷可以用作不含氯的硅烷化 合物，但是这些氨基硅烷化合物通常存在质量低(杂质含量高)的问题， 并且在低温的膜淀积速率慢。

不含氯的烷基氨基二硅烷也是已知的。这些烷基氨基二硅烷在环境温 度下是固体。例如，据说，六(二甲基氨基)二硅烷能在减压下经受230℃的 升华。在环境温度下为固体的化合物具有差的操作性能。

发明概述

所以，本发明的目的是提供新的硅烷化合物，其能在氮化硅和碳氮化 硅膜的情况下在低温提供优异的膜淀积性能，并且具有优异的操作性能。

本发明的另一个目的是提供一种制备这些新的硅烷化合物的方法。

本发明的第一方面是提供含五(二甲基氨基)二硅烷前体的化合物，所述 前体具有下式：

Si₂(NMe₂)₅Y              (I)

其中Y选自Cl、H和氨基。优选，氨基是NH(C_nH_2n+1)，其中0≤n ≤5。

根据本发明的一个优选方面，所述含前体的化合物应当含有小于5体 积％的Si₂(NMe₂)₆。

更优选，本发明的前体是五(二甲基氨基)氯二硅烷。

本发明的第二方面提供一种制备含五(二甲基氨基)二硅烷前体的化合 物的方法，所述前体具有下式(I)：

Si₂(NMe₂)₅Y              (I)

其中每个Y代表Cl、H或氨基配体(NHR)，其中R是(C_nH_2n+1)， 其中0≤n≤5，

所述方法的特征在于在第一步中，通过六氯二硅烷在有机溶剂中与至 少优选5倍摩尔量的二甲胺(CH₃)₂NH反应，得到含Si₂(NMe₂)₅Cl的化合 物。

根据第一步，获得了本发明的含五(二甲基氨基)氯二硅烷的化合物；并 且由此化合物可以制备其它化合物，例如Si₂(NMe₂)₅H或 Si₂(NMe₂)₅[NH(C_nH_2n+1)]，其中0≤n≤5。