專利名稱：用于生產(chǎn)含SiO₂的芯片用絕緣層的硅化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)含Si02的芯片用絕緣層的方法以及用于該目的的特定前體的應(yīng) 用。本發(fā)明還涉及通過(guò)該方法獲得的絕緣層以及用此種絕緣層制得的芯片。
背景技術(shù)：
人們一直致力于通過(guò)各種方法獲得性能更好的電腦芯片，例如增加晶體管密度和 不斷實(shí)現(xiàn)小型化。但是，以高純硅為基材的芯片常面對(duì)高成本的壓力。這意味著，首先，研 制出具有改良性能的新型絕緣層是一種成功，其次，必須降低生產(chǎn)此種絕緣層的成本。絕緣 作用基于通過(guò)絕緣層將兩種電荷隔絕，使電荷間的靜電作用力減弱。這樣相鄰交聯(lián)點(diǎn)的電 容性作用也被減弱。 在目前的芯片生產(chǎn)中，絕緣層主要由基于Si02的硅質(zhì)層構(gòu)成。在各種硅烷中特別 優(yōu)選四乙氧基硅烷(TEOS)作為生產(chǎn)這種硅質(zhì)層的前體。TEOS具有較好的可加工性。這種 材料所能達(dá)到的絕緣作用能夠滿足目前的要求。用TEOS制得的絕緣層通常具有良好的機(jī) 械性能。其可通過(guò)CVD(化學(xué)氣相沉積)法或旋涂法進(jìn)行制備(Andreas Weber，"Chemical Vapord印osition—eine
t)bersicht，，， Spekt進(jìn)derWissenschaft，冊(cè)6年4月，86_90頁(yè)； Michael McCoz， "Completing thecircuit" C&EN， 2000年11月，17-24頁(yè))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供另一反應(yīng)前體用于生產(chǎn)芯片用絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明，該目的已實(shí)現(xiàn)，正如在權(quán)利要求中闡明的。 令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，下列特定硅化合物可作為反應(yīng)前體以有利地以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和有 效的方式生產(chǎn)芯片用絕緣層乙烯基烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷、烷基芳基烷氧基硅烷、 芳基烷氧基硅烷、原硅酸甲酯、原硅酸CfC「烷基酯、乙二醇原硅酸酯、聚醚原硅酸酯、氫 烷氧基硅烷、氫芳氧基硅烷、烷基氫硅烷、烷基氫烷氧基硅烷、二烷基氫烷氧基硅烷、芳基氫 硅烷、芳基氫烷氧基硅烷，乙酰氧基硅烷、硅氮烷、硅氧烷、具有至少一個(gè)乙?；B氮基、氨 基、氰基、氰氧基、異氰酸根合(isocyanato)或酮肟根合(ketoximato)基的有機(jī)官能硅烷、 含至少一個(gè)雜環(huán)的有機(jī)官能硅烷，其中硅原子可位于雜環(huán)本身上或與雜環(huán)共價(jià)鍵合、至少 上述兩種硅化合物的混合物、四乙氧基硅烷與至少上述一種硅化合物的混合物。其中烷氧 基基團(tuán)優(yōu)選甲氧基和乙氧基。根據(jù)本發(fā)明，上述硅化合物可作為反應(yīng)前體，有利地通過(guò)CVD 技術(shù)或旋涂法生產(chǎn)含Si02的芯片用絕緣層。根據(jù)本發(fā)明獲得的芯片用絕緣層有利地具有 好性能和有利的成本。 本發(fā)明因此提供生產(chǎn)含Si02的芯片用絕緣層的方法，其中至少一種下列硅化合物被用作前體乙烯基硅烷、烷基烷氧基硅烷、烷基芳氧基硅烷、芳基烷氧基硅烷、原硅酸 Cr和c3-c5-烷基酯、具有乙二醇基團(tuán)的原硅酸酯、具有聚醚基團(tuán)的原硅酸酯、氫烷氧基硅 烷、氫芳氧基硅烷、烷基氫硅烷、烷基氫烷氧基硅烷、二烷基氫烷氧基硅烷、芳基氫硅烷、芳 基氫烷氧基硅烷、乙酰氧基硅烷、硅氮烷、硅氧烷、具有至少一個(gè)乙?；?、疊氮基、氨基、氰 基、氰氧基、異氰酸根合或酮肟根合基的有機(jī)官能硅烷、含至少一個(gè)雜環(huán)的有機(jī)官能硅烷， 其中硅原子可本身位于雜環(huán)上或與雜環(huán)共價(jià)鍵合、至少上述兩種硅化合物的混合物、四乙 氧基硅烷與至少上述一種硅化合物的混合物。
可根據(jù)本發(fā)明使用的特別優(yōu)選但非涵蓋全部的前體實(shí)例如下所述 乙烯基甲氧基硅烷，如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷，具有聚醚或乙
二醇基團(tuán)以及基本符合下式的乙烯基硅烷
H2C-CH丄〖(OR、^ORJ^x 其中R1 = -(CH2)-、-(CH2)2-、-(CH2)3-、 _(CH2)4-、-(CH2)5-、 _(CH2)6-， x = 0或1， n = 1至40，優(yōu)選1至15，特別是1至10， R = H、 _CH3、 _C2H5、 _C3H7、 _C4H9、 _C5HU、 _C6H13， 其中R基團(tuán)也可是支鏈的烷基基團(tuán)，如乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基烷基烷氧 基硅烷，如乙烯基甲基二烷氧基硅烷、以及乙烯基芳基烷氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙 基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷和正丙基三甲氧基硅烷、異丙 基三乙氧基硅烷和正丙基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷和正丁基三甲氧基硅烷、異 丁基三乙氧基硅烷和正丁基三乙氧基硅烷，叔丁基三甲氧基硅烷，叔丁基三乙氧基硅烷， 苯基三甲氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷，正丙甲基二甲氧基硅烷，原硅酸甲酯，原硅酸正丙 酯，原硅酸四丁基乙二醇酯，戊基三甲氧基硅烷，二 (甲基三亞乙基乙二醇)二甲基硅烷， 2-(環(huán)己-3-烯基)乙基三乙氧基硅烷，環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷，環(huán)己基三甲氧基硅烷， 環(huán)戊基甲基二甲氧基硅烷，環(huán)戊基三甲氧基硅烷，二異丁基二甲氧基硅烷，二異丙基二甲氧 基硅烷，二環(huán)戊基二甲氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷，乙烯基三乙 酰氧基硅烷，2-苯乙基三乙氧基硅烷，2-苯乙基甲基二乙氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基-2-甲丙基三甲氧 基硅烷，3-丙烯酰氧基-2-甲丙基三甲氧基硅烷，甲基二乙氧基硅烷，甲丙基二乙氧基硅 烷，甲丙基二甲氧基硅烷，三甲氧基硅烷，三乙氧基硅烷，二甲基乙氧基硅烷，三乙基硅烷， 甲基三乙酰氧基硅烷，乙基三乙酰氧基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷，二叔丁氧基二乙酰氧 基硅烷，七甲基二硅氮烷，六甲基二硅氮烷，N， 0-二 (三甲基甲硅烷基)乙酰胺，l，3-二 乙烯基四甲基二硅氮烷，六甲基二硅氧烷，1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷，1，1，3，3-四甲 基二硅氧烷，3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-乙酰氧基丙基三乙氧基硅烷，三甲基甲硅 烷基乙酸酯，3-疊氮基丙基三乙氧基硅烷，N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙 基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-氨基-2-甲丙基三乙氧基硅烷，3-氨丙基甲 基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，3-氰丙基三乙氧基硅烷，三甲基甲硅烷基 腈，3-氰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-氰氧基丙基三乙氧基硅烷，3-異氰酸根合丙基三甲氧 基硅烷，異氰酸根合丙基三乙氧基硅烷，甲基三(甲乙基酮肟根合)硅烷，N-(l-三乙氧基 甲硅烷基)_乙基吡咯烷酮_2，3-(4，5- 二氫咪唑)丙基三乙氧基硅烷，1-三甲基甲硅烷基-1， 2， 4-三唑，3-嗎啉代丙基甲基二乙氧基硅烷，3-嗎啉代丙基三乙氧基硅烷和2， 2- 二 甲氧基-1-氧-2-硅-6， 7-苯并環(huán)庚烷、以及縮合硅烷或共縮合硅烷，以及由例如上述提到 的前體的一種或多種衍生的硅氧烷低聚物和聚硅氧烷，比如，乙烯基三甲氧基硅烷低聚物
(DYNASYLAN^6490)，乙烯基三乙氧基硅烷低聚物(DYNASYLAN^6498)以及
乙烯基/烷基硅氧烷共低聚物(DYNASYLAN⑧6590)，僅舉出少數(shù)幾個(gè)例子，或者通
過(guò)舉例但不限制的方法可在EP 0716127A2和EP 0716128A2中找到的一些共縮合低聚硅氧
烷(包括DYNASYLAN⑧hs 2627、DYNASYLAN hs 2909、DYNASYLAN hs
2776、DYNASYLAN HS 2775、DYNASYLAN HS2926)。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的方法中，含Si(^的芯片用絕緣層的生產(chǎn)優(yōu)先通過(guò)CVD技術(shù)或旋涂法以
其本身已知的方式實(shí)施。 通常，采用CVD技術(shù)生產(chǎn)含Si02的絕緣層的方法如下所述實(shí)施在一合適的反應(yīng)容器中，例如，Applied Centura HAT或NovellusConc印t One
200，上述基于硅的前體或前體混合物可被蒸發(fā)并在熱的表面，如硅晶片上進(jìn)行反應(yīng)，形成
固體層狀材料。對(duì)該方法近期的改進(jìn)，如RPCVD (減壓化學(xué)氣相沉積法)、LPCVD (低壓化學(xué)
氣相沉積法)和PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)，被發(fā)現(xiàn)是有利的方法，因其可在有
時(shí)溫度顯著降低的條件下以較快的速度沉積。 采用旋涂法生產(chǎn)含Si02的芯片用絕緣層的過(guò)程介紹如下 液體含硅化合物、液體含硅化合物的混合物或這些化合物在合適的可蒸發(fā)溶劑中
的溶液通常被涂覆在硅晶片的表面，通過(guò)晶片的旋轉(zhuǎn)形成均勻的薄膜。用這種方式生成的
薄膜可通過(guò)隨后在20至50(tc下進(jìn)行干燥以固化。 本發(fā)明還提供通過(guò)本發(fā)明方法獲得的芯片用絕緣層。 本發(fā)明也提供芯片，其絕緣層是采用本發(fā)明方法獲得的。 此外，本發(fā)明提供上述前體在芯片用絕緣層的生產(chǎn)中根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種生產(chǎn)含SiO2的芯片用絕緣層的方法。其中至少一種下述硅化合物被用作前體烷基烷氧基硅烷，烷基芳基烷氧基硅烷，芳基烷氧基硅烷，C1-和C3-C5-烷基原硅酸酯，具有乙二醇基團(tuán)的原硅酸酯，具有聚醚基團(tuán)的原硅酸酯，氫烷氧基硅烷，氫芳氧基硅烷，烷基氫硅烷，烷基氫烷氧基硅烷，二烷基氫烷氧基硅烷，芳基氫硅烷，芳基氫烷氧基硅烷，乙酰氧基硅烷，硅氮烷，硅氧烷，具有至少一個(gè)乙酰氧基、疊氮基、氨基、氰基、氰氧基、異氰酸根合或酮肟根合基的有機(jī)官能硅烷，含至少一個(gè)雜環(huán)的有機(jī)官能硅烷，其中硅原子可位于雜環(huán)本身上或與雜環(huán)共價(jià)鍵合，至少上述兩種硅化合物的混合物，以及四乙氧基硅烷與至少上述一種硅化合物的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)CVD技術(shù)或旋涂法實(shí)施對(duì)含Si(^的芯片用絕緣層 的生產(chǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中至少下述一種硅化合物被使用乙烯基三甲氧基 硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，具有聚醚或乙二醇基團(tuán)的乙烯基硅烷，乙烯基三(甲氧基乙 氧基)硅烷，乙烯基甲基二烷氧基硅烷，乙烯基芳基烷氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，乙基 三甲氧基硅烷，乙基三乙氧基硅烷，丙基三甲氧基硅烷，丙基三乙氧基硅烷，丁基三甲氧基硅烷，丁基三乙氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷，丙甲基二甲氧基硅烷， 原硅酸甲酯，原硅酸正丙酯，原硅酸四丁基乙二醇酯，戊基三甲氧基硅烷，二 (甲基三亞乙 基乙二醇)二甲基硅烷，2-(環(huán)己-3-烯基)乙基三乙氧基硅烷，環(huán)己基甲基二甲氧基硅 烷，環(huán)己基三甲氧基硅烷，環(huán)戊基甲基二甲氧基硅烷，環(huán)戊基三甲氧基硅烷，二異丁基二甲 氧基硅烷，二異丙基二甲氧基硅烷，二環(huán)戊基二甲氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，二苯基 二甲氧基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷，2-苯乙基三乙氧基硅烷，2-苯乙基甲基二乙氧基 硅烷，3-甲丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-甲丙烯酰 氧基_2-甲丙基三甲氧基硅烷，3-丙烯酰氧基-2-甲丙基三甲氧基硅烷，甲基二乙氧基硅 烷，甲丙基二乙氧基硅烷，甲丙基二甲氧基硅烷，三甲氧基硅烷，三乙氧基硅烷，二甲基乙氧 基硅烷，三乙基硅烷，甲基三乙酰氧基硅烷，乙基三乙酰氧基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷， 二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷，七甲基二硅氮烷，六甲基二硅氮烷，N， 0-二 (三甲基甲硅烷 基)乙酰胺，1， 3- 二乙烯基四甲基二硅氮烷，六甲基二硅氧烷，1， 3- 二乙烯基四甲基二硅氧 烷，1， 1， 3， 3-四甲基二硅氧烷，3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-乙酰氧基丙基三乙氧基 硅烷，三甲基甲硅烷基乙酸酯，3-疊氮基丙基三乙氧基硅烷，N-(正丁基)-3-氨丙基三甲 氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷， 3_氨基-2-甲丙基三乙氧基硅烷，3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二乙氧基硅 烷，3-氰丙基三乙氧基硅烷，三甲基甲硅烷基腈，3-氰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-氰氧基丙 基三乙氧基硅烷，3-異氰酸根合丙基三甲氧基硅烷，異氰酸根合丙基三乙氧基硅烷，甲基三 (甲乙基酮肟根合)硅烷，N-(l-三乙氧基甲硅烷基)-乙基吡咯烷酮-2，3-(4，5-二氫咪 唑)丙基三乙氧基硅烷，1-三甲基甲硅烷基_1，2，4-三唑，3-嗎啉代丙基甲基二乙氧基硅 烷，3-嗎啉代丙基三乙氧基硅烷和2， 2- 二甲氧基-1-氧-2-硅-6， 7-苯并環(huán)庚烷以及縮合 硅烷或共縮合硅烷，硅氧烷低聚物和聚硅氧烷。
4. 通過(guò)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述方法獲得的芯片用絕緣層。
5. 具有通過(guò)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述方法獲得的絕緣層的芯片。
6. 權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法中所述的前體生產(chǎn)芯片用絕緣層的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備含SiO2的芯片用絕緣層以及用于該目的的特定前體的應(yīng)用。本發(fā)明還涉及可以這種方式獲得的絕緣層，以及用這種絕緣層獲得的芯片。
文檔編號(hào)C23C16/40GK101748383SQ20091017494
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者E·米, H·克萊因, H·勞勒德, I·薩沃普洛斯, J·蒙基維茨 申請(qǐng)人:德古薩公司