硅烷醇和硅烷二醇的制作方法

本公开一般地涉及硅烷醇和硅烷二醇，更特别地涉及烷氧基硅烷醇和烷氧基硅烷二醇。

背景技术：

1、半导体器件的几何尺寸持续降低，且因此，这些器件的表面密度在图案化衬底上持续增加。随着这种密度的提高，这样的图案化衬底上的相邻器件之间电干扰(包括串扰和寄生电容)的可能性持续增加。为了降低这种电干扰的可能性，低介电常数(低k)绝缘材料通常置于这样的图案化衬底上相邻器件之间的间隙、沟槽、通孔和其它表面特征中。

2、硅烷醇和硅烷二醇作为用于图案化衬底上相邻器件之间的间隙、沟槽、通孔和其他表面特征中的材料引起了人们的兴趣。然而，硅烷醇和硅烷二醇并非没有问题。一些硅烷醇和硅烷二醇发生自缩合反应，其中硅烷醇或硅烷二醇分子相互作用以形成硅氧烷或聚硅氧烷(其衍生自母体分子)。例如，第一硅烷醇分子可以与第二硅烷醇分子发生缩合反应以形成第一硅氧烷。随后，第一硅氧烷可以在另一缩合反应中与第三硅烷醇分子或第二硅氧烷相互作用以形成聚硅氧烷。无论好坏，这样的硅氧烷和聚硅氧烷，与母体分子相比，可能不那么容易气化，且因此不那么容易输送到原子层沉积(ald)或化学气相沉积(cvd)设备的沉积室。因此，存在着对于显示出较低的形成硅氧烷或聚硅氧烷的趋势的硅烷醇和硅烷二醇前体材料的需要。

3、本公开涉及克服上述一个或多个问题，和/或与现有技术相关的其他问题。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，公开了一种可用于ald和cvd工艺的烷氧基硅烷二醇组合物。更具体地，组合物可包含由下式表示的化合物

2、

3、在以上所示每一种硅烷二醇化合物中，r1是具有3至10个碳原子的支链或环状烷基。在以上所示的每一种化合物中，r2是具有3至10个碳原子的支链或环状烷基。

4、根据本发明的这一方面的优选实施方案中，烷氧基硅烷二醇可以选自:

5、

6、根据本发明的另外的方面，公开了可用于ald和cvd工艺中的烷氧基硅烷醇组合物。本文公开的烷氧基硅烷醇可由下式表示：

7、

8、在以上所示的每一种化合物中，r是具有2-6个碳原子的直链烷基、具有3-6个碳原子的支链或环状烷基或者具有6-12个碳原子的芳基。在以上所示的每一种化合物中，r2是具有3至10个碳原子的支链或环状烷基。

9、在本发明的这一方面的优选实施方案中，烷氧基硅烷醇可以选自：

10、

11、根据本文公开的本发明的第三方面，公开了一种形成含硅膜的方法。该方法可包括将衬底定位在ald或cvd设备的沉积室内部的步骤。ald或cvd设备的沉积室可以注入含硅和氧的化合物和共反应物。含硅和氧的化合物和共反应物在沉积室中时可以暴露于原位生成的等离子体，从而形成含硅和氧的化合物-共反应物-反应产物。另一步骤可包括使含硅和氧的化合物-共反应物-反应产物沉积在衬底上，从而形成含硅膜。

12、本方法中的衬底可以是图案化的或非图案化的，并且含硅和氧的化合物可以是由下式所示的烷氧基硅烷二醇化合物：在这种情况中，r1是具有3-10个碳原子的支链或环状烷基，并且其中r2是具有3-10个碳原子的支链或环状烷基。在该方法的优选实施方案中，烷氧基硅烷二醇可选自：

13、

14、在该方法的另一情况中，含硅和氧的化合物可以是由式表示的烷氧基硅烷醇。在这种情况中，r是具有2-6个碳原子的直链烷基、具有3-6个碳原子的支链或环状烷基或具有6-12个碳原子的芳基，并且r2是具有3-10个碳原子的支链或环状烷基。在该方法的优选实施方案中，烷氧基硅烷醇可选自：

15、

16、

17、最后，该方法中使用的共反应物可选自氮(n2)、氨(nh3)、氧(o2)、臭氧(o3)和水(h2o)。

技术特征：

1.一种由下式表示的烷氧基硅烷二醇化合物：

2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自：

3.一种由下式表示的含羟基的烷氧基甲硅烷基化合物：

4.根据权利要求3所述的化合物，其中所述化合物选自：

5.一种形成含硅膜的方法，包括：

6.根据权利要求5所述的形成含硅膜的方法，其中所述衬底是图案化的或非图案化的。

7.根据权利要求5或6所述的形成含硅膜的方法，其中所述含硅和氧的化合物为由下式表示的烷氧基硅烷二醇化合物：

8.根据权利要求7所述的形成含硅膜的方法，其中所述烷氧基硅烷二醇选自：

9.根据权利要求5或6所述的形成含硅膜的方法，其中所述含硅和氧的化合物为由下式表示的烷氧基硅烷醇：

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述烷氧基硅烷醇选自：

11.根据权利要求5或6所述的形成含硅膜的方法，其中所述共反应物选自氮(n2)、氨(nh3)、氧(o2)、臭氧(o3)和水(h2o)。

技术总结公开了一种可用于通过原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)工艺将低介电常数(低k)绝缘材料沉积到半导体器件的高纵横比间隙、沟槽、通孔和其他表面特征中的组合物。第一组合物可包含烷氧基硅烷二醇。硅烷二醇的基于烷氧基的取代基可以是具有3至10个碳原子的支链或环状烷基。在另一情况中，组合物可包含烷氧基硅烷醇。硅烷醇的基于烷氧基的取代基可以是具有3至10个碳原子的支链或环状烷基。技术研发人员：D·莫泽,雷新建受保护的技术使用者：弗萨姆材料美国有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18