[发明专利]可固化液体组合物、涂覆方法、无机基材和半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及可固化液体组合物，其包括具有羟基的多价金属氧化 物的细颗粒和氢卤代硅烷或氢烷氧基硅烷的反应产物；涉及用上述可固 化液体组合物涂覆无机基材的方法；和涉及包括具有含有多价金属氧化 物的细颗粒的二氧化硅类层(silica-type layer)的无机基材和在所述 无机基材上的半导体层的半导体器件，所述无机基材具有含有多价金属 氧化物的细颗粒的二氧化硅类层。

背景技术

日本未审专利申请公开(以下称为“公开”)No.H06-345417，即 JP 06-345417 A(“专利文献1”)公开了其中将由用溶剂稀释的氢硅倍 半氧烷和填料(例如玻璃、氧化铝、二氧化硅、胶体二氧化硅或二氧化 钛)组成的涂料组合物施涂到电子基材上(例如，到硅片或CMOS器件上)， 然后通过在50℃～800℃的温度下在空气中加热该涂料45分钟～2.5小 时而形成陶瓷膜的方法。本发明人在此已发现，由于包含在上述涂料组 合物中的填料在制备该组合物后立刻开始沉淀，该涂料组合物在制备后 必须立刻用于涂覆，并且如果将含有上述沉淀物的涂料组合物用于涂覆， 形成的陶瓷膜将具有缺陷例如不均匀和不平坦。

公开No.H11-106658，即JP 11-106658 A(专利文献2)公开了 如下方法：其中将相对于每100重量份的氢硅倍半氧烷含有1～100重量 份的胶体二氧化硅(颗粒的平均尺寸小于等于100nm)的氢硅倍半氧烷 树脂组合物作为涂料施涂于半导体器件、电子器件、光学元件等，然后 固化以形成具有优异绝缘性能和光学透射率的氧化硅膜例如二氧化硅类 膜。通过将胶体二氧化硅分散在有机溶剂中，在独立的工序中将氢硅倍 半氧烷溶解在溶剂中，然后混合两种液体，从而制备上述氢硅倍半氧烷 组合物。

但是，本发明人在此已经发现：用胶体二氧化硅分散的有机溶剂 和通过在溶剂中溶解氢硅倍半氧烷树脂得到的溶液的混合物在混合后几 分钟内开始形成沉淀物，因此，该混合物应当立刻用于涂覆，否则形成 的氧化硅膜将具有缺陷例如不均匀和不平坦。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明人进行了深入研究从而发现了 以下事实，由此完成本发明。 通过在有机溶剂中在氢卤代硅烷或氢烷氧基硅烷之间引起缩合反应 或水解和缩合反应而得到的组合物显示出优异的制备后存储稳定性，该 有机溶剂含有分散在该溶剂中的具有羟基的多价金属氧化物的细颗粒， 并且当加热固化时，该组合物能形成含有多价金属氧化物的细颗粒的硬 二氧化硅类层。 通过在有机溶剂中使金属烷氧基化物或金属卤化物进行水解和缩 合，然后在上述有机溶剂中使氢卤代硅烷或氢烷氧基硅烷进行缩合反应 或水解和缩合反应从而得到的组合物显示出优异的制备后存储稳定性， 并且当加热固化时，其能形成含有多价金属氧化物的细颗粒的硬二氧化 硅类层。 当将上述可固化液体组合物作为涂料施涂到无机基材上并经加热固 化时，该组合物能形成含有多价金属氧化物的细颗粒的硬二氧化硅类层， 并且能形成无裂纹并且紧紧地粘附于基材的表面的均匀平坦的涂覆层。 该具有含有多价金属氧化物的细颗粒的上述硬二氧化硅类层的无机 基材适于在所述基材上形成半导体层。

本发明的目的是提供可固化液体组合物，其显示出优异的制备后 的存储稳定性，并且当经加热固化时，形成含有多价金属氧化物的细颗 粒的硬二氧化硅类层。 本发明的另一目的是提供在无机基材上形成涂覆层的方法，其使形 成紧紧粘附于上述基材、无不均匀和不平坦并且抗开裂的硬二氧化硅类 层成为可能。本发明的另一目的是提供具有硬二氧化硅类层的无机基材， 该硬二氧化硅类层紧紧粘附于上述基材，无不均匀和不平坦，抗开裂， 并且其特征在于优异的耐热性、抗冻性、电绝缘性能、机械强度、耐化 学品性等。另一个目的是提供具有形成在无机基材上的半导体层的半导 体器件，该无机基材具有硬二氧化硅类层，该硬二氧化硅类层紧紧粘附 于上述基材，无不均匀和不平坦，并且抗开裂，所述半导体层的特征在 于高纯度、可靠性和长期稳定性。