[发明专利]用于沉积含硅膜的有机氨基聚硅氧烷

说明书

本发明公开了具有至少三个硅原子、氧原子以及有机氨基的有机氨基聚硅氧烷，以及制备所述有机氨基聚硅氧烷的方法。还公开了使用所述有机氨基聚硅氧烷沉积含硅和氧的膜的方法。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2017年2月8日提交的美国临时申请序列号62/456,311和2017年3月16日提交的临时申请序列号62/472,313的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开涉及可用于沉积含硅和氧的膜(例如，氧化硅、氧碳氮化硅、氧碳化硅、碳掺杂氧化硅以及其它含硅和氧的膜)的有机硅化合物，使用这些化合物沉积含氧化硅的膜的方法，以及从该化合物和方法获得的膜。

本文描述了新型有机氨基聚硅氧烷化合物和用于通过热原子层沉积(ALD)或等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺或其组合沉积含硅膜(例如但不限于氧化硅、氮氧化硅、氧碳氮化硅和碳掺杂氧化硅)的包含该有机氨基低聚硅氧烷化合物的组合物和方法。更具体地，本文描述的是用于在约600℃或更低(包括例如约25℃至约300℃)的一个或多个沉积温度下形成化学计量的或非化学计量的含硅膜或材料的组合物和方法。

原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)是用于在低温(500℃)下沉积例如氧化硅保形膜的工艺。在ALD和PEALD两种工艺中，前体和反应性气体(例如氧气或臭氧)在一定数量的循环中分别脉冲以在每个循环形成单层氧化硅。然而，使用这些工艺在低温下沉积的氧化硅可含有可能在某些半导体应用中是有害的杂质水平，例如但不限于碳(C)或氢(H)。为了解决这个问题，一种可能的解决方案是将沉积温度提高到500℃或更高。然而，在这些较高温度下，半导体工业所采用的常规前体倾向于自身反应、热分解和以化学气相沉积(CVD)模式而不是ALD模式沉积。与ALD沉积相比，CVD模式沉积具有降低的保形性，尤其是对于许多半导体应用中需要的高纵横比结构。此外，与ALD模式沉积相比，CVD模式沉积对膜或材料厚度的控制较少。

本领域已知可用于在相对低温(300℃)下和以相对较高的每循环生长(GPC，循环)通过原子层沉积(ALD)和等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺沉积含硅膜的有机氨基硅烷和氯硅烷前体。

已知前体和方法的实例公开在以下出版物、专利和专利申请中。

美国专利号7,084,076描述了使用卤素-或NCO-取代的二硅氧烷前体在碱催化的ALD工艺中沉积氧化硅膜。

美国公开号2015/0087139描述了使用氨基官能化碳硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国专利号9,337,018描述了使用有机氨基乙硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国专利号8,940,648、9,005,719和8,912,353描述了使用有机氨基硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国公开号2015/0275355描述了使用单-和双(有机氨基)烷基硅烷通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国公开号2015/0376211描述了使用单(有机氨基)-、卤基-(halido-)和假卤基取代的三甲硅烷基胺通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

公开号WO2015/0105337和美国专利号9,245,740描述了使用烷基化三甲硅烷基胺通过热ALD或PEALD工艺沉积含硅膜。

美国专利号7,084,076描述了使用卤素-或NCO-取代的二硅氧烷前体在碱催化的ALD工艺中沉积氧化硅膜。

前文确定的专利和专利申请的公开内容通过引入并入本文。