[发明专利]五氯二硅烷

说明书

本发明整体涉及用于成膜的前体化合物和组合物、经由沉积装置用前体化合物或组合物形成膜的方法、以及通过该方法形成的膜。

单质硅和其他硅材料(诸如氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳氮化硅和碳氮氧化硅)具有各种已知的用途。例如，在用于电子或光伏器件的电子电路的制造中，硅膜可用作半导体、绝缘层或牺牲层。

已知的制备硅材料的方法可以使用一种或多种硅前体。这些硅前体的用途不限于制备用于电子或光伏半导体应用的硅。例如，硅前体可用于制备硅基润滑剂、弹性体和树脂。

我们看到电子和光伏产业中对于改善的硅前体的持久需求。我们认为改善的前体将能够使沉积温度降低和/或制造出更精细的半导体特征结构，从而得到性能更好的电子和光伏器件。

发明内容

我们已经发现了一种改善的硅前体。本发明提供以下每个实施方案：

一种用于沉积的前体化合物，该前体化合物包含五氯二硅烷(下文称为“硅前体化合物”)。

一种用于成膜的组合物，该组合物包含硅前体化合物和以下中的至少一种：惰性气体、分子氢、碳前体、氮前体、和氧前体。

一种在基材上形成含硅膜的方法，该方法包括使由五氯二硅烷组成的硅前体的蒸气在存在基材的情况下经受沉积条件，从而在基材上形成含硅膜，其中含硅膜是硅氮膜或硅氧膜，并且该方法利用原子层沉积。

根据该方法形成的膜。

具体实施方式

以引用的方式将发明内容和说明书摘要并入本文。下文进一步描述上文概述的发明实施方案、用途和优点。

本文中使用各种常见的规则来描述本发明的多个方面。例如，所有的物质状态都是在25℃和101.3kPa下测定，除非另外指明。所有％均按重量计，除非另外指明或指示。除非另外指明，否则所有％值均基于用于合成或制备组合物的所有成分的总量，所述总量合计为100％。在其中包括属和亚属的任何马库什群组包括属中的亚属，例如，在“R为烃基或烯基”中，R可以为烯基，或者R可以为烃基，其除了别的亚属外包括烯基。对于美国的实务，本文引用的所有美国专利申请公布和专利或者其一部分(如果仅引用该部分的话)据此在并入的主题不与本说明书相冲突的程度上以引用的方式并入本文，在任何这种冲突的情况下，应以本说明书为准。

本文中使用各种专利术语来描述本发明的多个方面。例如，“另选地”表示不同的和有区别的实施方案。“比较例”意指非发明实验。“包含”及其变型(包括、含有)是开放式的。“由...组成”及其变型是封闭式的。“接触”意指形成物理接触。“可”提供一个选择，而不是必要的。“任选地”意指不存在或者存在。

本文中使用各种化学术语来描述本发明的多个方面。所述术语的含义对应于它们由IUPAC公布的定义，除非本文中另有定义。为了方便起见，对某些化学术语进行了定义。

术语“沉积”为在特定位置上产生浓缩物质的方法。该浓缩物质在尺度上可以或可不受到限制。沉积的示例为形成膜、形成棒以及形成颗粒的沉积。

术语“膜”意指在一个尺度受到限制的材料。受限的尺度可以被表征为“厚度”，并且被表征为在所有其他条件相同的情况下随着沉积所述材料以形成膜的过程的时间长度增加而增加的尺度。

术语“卤素”意指氟、氯、溴或碘，除非另有定义。

术语“IUPAC”是指国际理论化学与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry)。

术语“不含”意指没有或完全不存在。

“元素周期表”意指IUPAC在2011年公布的版本。

术语“前体”是指含有指示元素的原子并且在通过沉积方法形成的膜中可用作元素源的物质或分子。

术语“分离”意指造成在物理上分开，从而不再直接接触。

术语“基材”意指具有至少一个表面的物理支撑体，在该表面上可承载另一种材料。

本发明提供用于成膜的硅前体化合物和组合物。硅前体化合物尤其适用于形成含硅膜的沉积方法，但是硅前体化合物不限于此类应用。例如，硅前体化合物可用于其它应用，例如作为用于制备硅氧烷或硅氮烷材料的反应物。本发明还提供形成膜的方法和根据该方法形成的膜。

硅前体化合物具有化学名五氯二硅烷，它的通式为HSiCl₂SiCl₃。当硅前体化合物用于本发明组合物和方法时，该硅前体化合物可具有99面积％(GC)至99.9999999面积％(GC)的纯度。