JP6410807B2 - ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーを含む配合物、その製造方法ならびにその使用 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの低分子ヒドリドシランおよび少なくとも１つのヒドリドシランオリゴマーを含む配合物、その製造方法、ならびにその使用、特にシリコン含有膜を製造するための使用に関する。

ヒドリドシランもしくはそのオリゴマーは、シリコン含有膜を得るための、考えられる出発材料として文献に記載されている。

ここで、ヒドリドシランとは、実質的にケイ素原子および水素原子のみを含み、かつ２０個未満のケイ素原子を有する化合物であると理解される。ヒドリドシランは、原則的に気体状、液体状または固体状であってよく、（特に、固体の場合）実質的に溶媒、例えば、トルエンまたはシクロヘキサンまたは液体状のシラン、例えば、シクロペンタシランに可溶である。例として、モノシラン、ジシラン、トリシラン、シクロペンタシラン、およびネオペンタシランが挙げられる。少なくとも３個もしくは４個のケイ素原子を有するヒドリドシランは、Ｓｉ−Ｈ結合を有する、直鎖状、分岐鎖状または（場合によって、二／多）環式の構造を有していてよく、好ましくは、それぞれ一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（直鎖状もしくは分岐鎖状；式中、ｎは、２〜２０である）、Ｓｉ_nＨ_2n（環式；式中、ｎは、３〜２０である）、またはＳｉ_nＨ_2(n-i)（二環式もしくは多環式；ｎは、４〜２０である；ｉは、｛環の数｝−１である）によって表される。

少なくとも３個のケイ素原子を有するヒドリドシランの製造方法は、例えば、米国特許第６，０２７，７０５号明細書に開示されている。国際公開第２０１１／１０４１４７号は、ヒドリドシランのオリゴマーを熱によって製造する方法を開示している。さらに、国際公開第２０１２／０４１８３７号は、低級ヒドリドシラン化合物を、少なくとも５００ｇ／ｍｏｌを有するヒドリドシランポリマーの存在下に熱によって反応させる、高級ヒドリドシラン化合物の製造方法を開示している。

シリコン含有膜は、真空チャンバー内で、例えば、ＰＥＣＶＤによって気相から析出することができる。しかし、気相法は、工業的に費用が掛かり、所望の品質の層がもたらされないことが多い。そのため、シリコン含有膜を製造するためには、多くの場合、液相法が好ましい。

先行技術は、種々のヒドリドシランを含有する配合物を記載している。例えば、米国特許第５，８６６，４７１号明細書は、半導体層を製造することができる、半導体前駆体を含む配合物を開示している。使用可能な半導体前駆体は、ヒドリドシランも包含する。同じく国際公開第２００８／１３７８１１号も、１つの群から選択され、かつ（ポリ）シランを含む、１つまたは複数の半導体前駆体を含む組成物を開示している。同じく、米国特許出願公開第２００９／０２１５２１９号明細書も、ケイ素原子を含有する液体状の被覆組成物を基材に塗布する、半導体層の製造方法を開示している。この被覆組成物は、シランポリマーを含んでいてよく、このシランポリマーは、ポリヒドリドシランであってよい。米国特許出願公開第２０１０／０１９７１０２号明細書は、好ましくは、４〜９個のケイ素原子を有するシランである化合物を含む溶液を開示している。ポリシランを含む被覆組成物は、欧州特許出願公開第１３５７１５４号明細書にも記載されている。さらに、欧州特許出願公開第１６４０３４２号明細書は、シリコン含有フィルムの製造に使用されてよい、８００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの質量平均分子量を有するシランポリマーを開示している。同じく、特開２００８−２７０６０３号公報および特開平０９−４５９２２号公報も、種々のシリコン化合物が前駆体として使用されてよい、シリコン含有フィルムを製造するための被覆組成物を開示している。種々のヒドリドシラン前駆体の混合物は、前記文献箇所で開示されていない。

特開２００４−１３４４４０号公報は、種々のシラン化合物および環状シランを含むシリコン含有フィルムを製造するための被覆組成物を開示している。同じく、欧州特許出願公開第１０８５５７９号明細書および欧州特許出願公開第１０８７４２８号明細書も、２つのシリコン前駆体が使用される、シリコン含有膜を製造するための被覆組成物を開示している。前記前駆体は、環状シリコン化合物とドープされたシリコン化合物である。特開２０００−０３１０６６号公報は、一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2またはＳｉ_nＨ_2nのヒドリドシラン、またはそれらの２つの混合物を含む液体状の被覆組成物を開示している。同じく、独国特許出願公開第１０２０１００３０６９６号明細書も、ヒドリドシランをシリコン前駆体として有しうる液体状の被覆組成物を開示している。

シリコン前駆体として低分子ヒドリドシランのみを含む被覆組成物は、シリコン含有膜の製造において欠点を有している。特に、きわめて薄いシリコン含有膜（最大２５ｎｍの厚みを有する膜）の製造には適していない、それというのは、一般的な変換温度では、低分子材料は、架橋しうる前に蒸発するからである。そのため、分子量の大きいヒドリドシランオリゴマーを含む被覆組成物が使用されることが多い。この高分子ヒドリドシランオリゴマーは、確かに根本的にシリコン含有膜の製造に好適であるが、有機溶媒に不充分にしか溶解しないという欠点を有しており、このことによって、この高分子ヒドリドシランを用いて製造される膜の欠点がもたらされる。そのため、先行技術では、高分子ヒドリドシランオリゴマーの他に、低分子ヒドリドシランも有している被覆組成物であって、ここで、後者が可溶化剤として機能する前記被覆組成物が存在している。

先行技術では、ヒドリドシランオリゴマーを環状ヒドリドシランとの混合物として含む、シリコン含有膜を製造するための被覆組成物が記載されている（Ｍａｓｕｄａら、Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ５２０（２０１２） ５０９１〜５０９６）。しかし、環状ヒドリドシランを含む相応の被覆組成物は、環状ヒドリドシランの濃度が高い場合にしか安定していないという欠点がある。環状ヒドリドシランの濃度が低い場合、前記配合物は、即座に混濁するため、高品質のシリコン含有膜の製造に好適ではない。

さらに、３〜６個のケイ素原子を有する低級ヒドリドシラン、殊に、一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2の低級ヒドリドシランは、ヒドリドシランオリゴマーとの配合物として、変換時に層結合体に組み込まれないという欠点を有していることが判明した。したがって、収率は、すべてのシリコン含有前駆体を基準として、相応の被覆組成物を使用する場合、好ましいものではない。

したがって、本発明の課題は、先行技術の欠点を克服する、シリコン含有膜の製造に好適な被覆組成物を製造することである。特に、本発明の課題は、ヒドリドシランオリゴマーの他にさらなる成分を少ない割合でのみ必要とする、安定した被覆組成物を製造することである。さらに、このさらなる成分も、優れた収率で、前記層複合体に組み込まれることが望ましい。

前記課題は、本願において、少なくとも１つのヒドリドシランおよび少なくとも１つのヒドリドシランオリゴマーを含む本発明による配合物であって、ここで、前記ヒドリドシランが、一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（式中、ｎは、７〜１０である）を有している前記配合物によって解決される。相応の配合物は、本発明に課された課題を解決するだけでなく、特に、高品質の、少なくとも２５ｎｍの厚み、特に、５０〜１，０００ｎｍの厚みを有する厚い膜を液相から製造するのに好適であり、および被覆プロセスにおいて慣用の基材を充分に湿潤するものである。

特許請求の範囲に記載された配合物は、本願において、少なくとも１つのヒドリドシランおよび少なくとも１つのヒドリドシランオリゴマーを含むか、またはそれらの２つの混合物からなる組成物である。前記配合物は、液体状であるのが好ましい、それというのは、この配合物が、液体状である場合に特に取り扱いやすいからである。さらに、本発明による配合物は、好ましくは、被覆組成物、特に、液相プロセスまたはＣＶＤ析出プロセスのための被覆組成物である。相応の被覆組成物は、シリコン含有膜の析出、特に、前記プロセスに好適であるという利点を有している。本発明による組成物は、液相析出プロセスに好適な被覆組成物であるのが殊に好ましい。

一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（式中、ｎは、７〜１０である）のヒドリドシランは、非環状ヒドリドシランである。この化合物の異性体は、直鎖状または分岐鎖状であってよい。好ましい非環状ヒドリドシランは、オクタシラン（つまり、ｎ−オクタシラン、２−シリルヘプタシラン、３−シリルヘプタシラン、４−シリルヘプタシラン、２，２−ジシリルヘキサシラン、２，３−ジシリルヘキサシラン、２，４−ジシリルヘキサシラン、２，５−ジシリルヘキサシラン、３，４−ジシリルヘキサシラン、２，２，３−トリシラルペンタシラン、２，３，４−トリシリルペンタシラン、２，３，３−トリシリルペンタシラン、２，２，４−トリシラルペンタシラン、２，２，３，３−テトラシリルテトラシラン、３−ジシリルヘキサシラン、２−シリル−３−ジシリルペンタシラン、および３−シリル−３−ジシリルペンタシラン）、ならびにノナシラン（つまり、ｎ−ノナシラン、２−シリルオクタシラン、３−シリルオクタシラン、４−シリルオクタシラン、２，２−ジシリルヘプタシラン、２，３−ジシリルヘプタシラン、２，４−ジシリルヘプタシラン、２，５−ジシリルヘプタシラン、２，６−ジシリルヘプタシラン、３，３−ジシリルヘプタシラン、３，４−ジシリルヘプタシラン、３，５−ジシリルヘプタシラン、４，４−ジシリルヘプタシラン、３−ジシリルヘプタシラン、４−ジシリルヘプタシラン、２，２，３−トリシリルヘキサシラン、２，２，４−トリシリルヘキサシラン、２，２，５−トリシリルヘキサシラン、２，３，３−トリシリルヘキサシラン、２，３，４−トリシリルヘキサシラン、２，３，５−トリシリルヘキサシラン、３，３，４−トリシリルヘキサシラン、３，３，５−トリシリルヘキサシラン、３−ジシリル−２−シリルヘキサシラン、４−ジシリル−２−シリルヘキサシラン、３−ジシリル−３−シリルヘキサシラン、４−ジシリル−３−シリルヘキサシラン、２，２，３，３−テトラシリルペンタシラン、２，２，３，４−テトラシリルペンタシラン、２，２，４，４−テトラシリルペンタシラン、２，３，３，４−テトラシリルペンタシラン、３−ジシリル−２，２−ジシリルペンタシラン、３−ジシリル−２，３−ジシリルペンタシラン、３−ジシリル−２，４−ジシリルペンタシラン、および３，３−ジシリルペンタシラン）であり、それらの配合物は、きわめて優れた結果をもたらす。同じく、前記一般式のヒドリドシランは、直鎖状のヒドリドシランよりも安定した溶液および好適な膜をもたらす分岐鎖状のヒドリドシランであるのが好ましい。前記ヒドリドシランは、ナノシラン異性体の混合物であるのが殊に好ましく、この混合物は、ネオペンタシランの熱処理によって製造される、またはＨｏｌｔｈａｕｓｅｎらにより記述された手法により製造されてよい（ポスター発表：Ａ．Ｎａｄｊ、６ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄａｙｓ、２０１２）。相応の配合物によって、最良の結果を達成することができる。

前記ヒドリドシランオリゴマーは、ヒドリドシラン化合物のオリゴマーであり、好ましくはヒドリドシランのオリゴマーである。本発明による配合物は、このヒドリドシランオリゴマーが、２００〜１０，０００ｇ／ｍｌの質量平均分子量を有する場合、シリコン含有膜の製造に特に好適なものである。その製造方法は、当業者に公知である。相応の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって、溶離液としてシクロオクタンを用いる直列のポリスチレンカラムを使用して、標準であるポリブタジエンに対して測定することができる。

前記ヒドリドシランオリゴマーは、非環状ヒドリドシランのオリゴマー化により得られるのが好ましい。環状ヒドリドシランからのヒドリドシランオリゴマーとは異なり、前記オリゴマーは、それぞれ異なって進行する、解離性重合機構のため、高い架橋割合を有している。その代わりに、環状ヒドリドシランからのオリゴマーは、環状ヒドリドシランが反応する開環反応機構のため、そもそも存在する場合、きわめてわずかな架橋割合を有しているにすぎない。非環状ヒドリドシランから製造される相応のオリゴマーは、環状ヒドリドシランからのオリゴマーとは異なり、溶液として基材表面を充分に湿潤し、薄膜の製造にきわめてよく使用することができ、および均一で平滑な表面をもたらすものである。分岐鎖状の非環状ヒドリドシランからのオリゴマーは、さらに優れた結果を示す。

特に好ましいヒドリドシランオリゴマーは、少なくとも１つの、最大２０個のケイ素原子を有する非環状ヒドリドシランを含む組成物を、触媒の非存在下に、２３５℃より低い温度で熱反応させて得られるオリゴマーである。相応のヒドリドシランオリゴマーおよびその製造は、国際公開第２０１１／１０４１４７号に記載されており、前記化合物およびその製造に関してはこれを参照する。このオリゴマーは、さらなる、分岐鎖状の非環状ヒドリドシランからのヒドリドシランオリゴマーよりもさらに優れた特性を有している。

前記ヒドリドシランオリゴマーは、水素およびケイ素の他に、さらに別の基を有していてよい。例えば、このオリゴマーが、炭素原子を含有する場合、前記配合物を用いて製造される膜の利点が結果として生じうる。相応の炭素原子を含有するヒドリドシランオリゴマーは、ヒドリドシランと炭化水素との共オリゴマー化によって製造することができる。しかし、前記ヒドリドシランオリゴマーは、水素およびケイ素のみを有する化合物、つまり、ハロゲン基またはアルキル基を有していない化合物であるのが好ましい。

さらに、ドープされたシリコン含有膜を製造するためには、ドープされているヒドリドシランオリゴマーが好ましい。このヒドリドシランオリゴマーは、ホウ素がドープされているか、またはリンがドープされているのが好ましく、相応の配合物は、ｐ型ドープされたもしくはｎ型ドープされたシリコン膜の製造に好適である。相応のヒドリドシランオリゴマーは、相応のドーパントの添加によって、すでにその製造で得ることができる。代替的に、すでに製造された、ドープされていないヒドリドシランオリゴマーは、ｐ型ドーパント、特にヒドロホウ素化試薬（特に、Ｂ₂Ｈ₆、ＢＨ₃・ＴＨＦ、ＢＥｔ₃、ＢＭｅ₃）の群から選択される物質でｐ型にドープされるか、またはエネルギープロセス（例えば、ＵＶ照射または熱処理）を用いてｎ型ドーパント（特に、ＰＨ₃、Ｐ₄）でｎ型にドープされてもよい。

前記１つ以上のヒドリドシランの割合は、前記配合物の総質量に対して、好ましくは０．１〜９９質量％、さらに好ましくは１〜４０質量％、殊に好ましくは１〜３０質量％である。

前記１つ以上のヒドリドシランオリゴマーの割合は、前記配合物の総質量に対して、好ましくは０．１〜９９質量％、さらに好ましくは１〜６０質量％、殊に好ましくは１０〜４０質量％である。

さらに、前記配合物中の前記ヒドリドシランオリゴマーの割合は、特に好ましい結果を達成するためには、存在しているヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して、好ましくは４０〜９９．９質量％、特に好ましくは６０〜９９質量％、殊に好ましくは６０〜８０質量％である。前記ヒドリドシランオリゴマーの割合が、存在しているヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して６０〜７０未満の質量％であることがより一層好ましい。同じく、前記ヒドリドシランオリゴマーの割合が、存在しているヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して７０〜８０質量％であるのがさらに好ましい。

６０質量％を下回ると、不均一で、粗い膜が結果として生じることがある。さらに、相応の配合物は問題をもたらすことがある、それというのは、この配合物が、過度に薄く、被覆する場合に湿潤の問題を示すことがあるからである。このことは、確かに、多くの場合、溶媒の割合および溶媒の組成のバリエーションによって解決できるが、しかし、費用が掛かる。

８０質量％を上回ると、不均一で、独立気泡ではない、もしくは塊状（ｓｃｈｏｌｌｉｇ）の膜が結果として生じ、この膜は、被覆プロセスにおいて破損することがある。さらに、この膜内にエラーパターンが生じることがある（「コメット」）。

したがって、前記配合物中のヒドリドシランオリゴオマーの割合は、存在しているヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して６０〜８０質量％であるのが最適である。

本発明による配合物は、溶媒を含んでいる必要はない。しかし、この配合物は、少なくとも１つの溶媒を有しているのが好ましい。前記配合物が溶媒を含む場合、その割合は、前記配合物の総質量に対して好ましくは０．１〜９９質量％、さらに好ましくは２５〜９５質量％、殊に好ましくは６０〜９５質量％である。

前記配合物の総質量に対して、ヒドリドシラン１〜３０質量％、ヒドリドシランオリゴマー１０〜４０質量％、および溶媒５０〜８５質量％を有する配合物が殊に好ましい。

好ましく使用可能な溶媒は、１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状、分岐鎖状または環式の飽和、不飽和または芳香族炭化水素（場合により、部分的または完全にハロゲン化されているもの）、アルコール、エーテル、カルボン酸、エステル、ニトリル、アミン、アミド、スルホキシドおよび水からなる群から選択される。ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、メシチレン、インダン、インデン、テトラヒドロナフタリン、デカヒドロナフタリン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ｐ−ジオキサン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジクロロメタンおよびクロロホルムが特に好ましい。

本発明による配合物は、さらに、前記少なくとも１つのヒドリドシラン、および前記少なくとも１つのヒドリドシランオリゴマー、および前記１つ以上の場合により存在している溶媒の他に、さらなる物質、特にドーパント（好ましくは、Ｂ₂Ｈ₆、ＢＨ₃・ＴＨＦ、ＢＥｔ₃、ＢＭｅ₃、ＰＨ₃、Ｐ₄）、ナノ粒子またはレオロジー特性を調節するための添加剤を有していてよい。相応の物質は、当業者に公知である。

さらに、本発明の対象は、本発明による配合物の製造方法であって、一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（式中、ｎは、７〜１０である）のヒドリドシランに、ヒドリドシランオリゴマーおよび場合により溶媒を混合する前記方法である。

さらに、本発明の対象は、シリコン含有膜の製造方法であって、本発明による配合物、特に、前記被覆組成物を、気相または液相から、被覆されていないまたはあらかじめ被覆された基材に塗布して、熱によりおよび／または電磁放射線を用いて変換させてシリコン含有膜にする前記方法である。

本発明による方法の場合、様々な基材が使用されてよい。ガラス、石英ガラス、グラファイト、金属、シリコンからなる基材、または耐熱性の担体上にあるシリコン膜、酸化インジウムスズ膜、ＺｎＯ：Ｆ膜、ＺｎＯ：Ａｌ膜またはＳｎＯ₂：Ｆ膜からなる基材が好ましい。好ましい金属は、アルミニウム、特殊鋼、Ｃｒ鋼、チタン、クロムもしくはモリブデンである。さらに、好適な変換条件の選択では、プラスチックシート（例えば、ＰＥＥＫ、ＰＥＮ、ＰＥＴまたはポリイミドのプラスチックシート）が使用されてもよい。

前記配合物の塗布は、印刷法（特に、フレキソ／グラビア印刷、ナノインプリントもしくはマイクロインプリント、インクジェット印刷、オフセット印刷、リバースオフセット印刷、デジタルオフセット印刷、およびスクリーン印刷）、スプレー法、ａｅｒｏｓｏｌ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（エアロゾルアシストＣＶＤ法）、ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｑｕｉｄ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ダイレクトリキッドインジェクションＣＶＤ）、回転被覆法（「Ｓｐｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ」）、浸漬法（「Ｄｉｐ−ｃｏａｔｉｎｇ」）、ならびにメニスカスコーティング、スリットコーティング、スロットダイコーティングおよびカーテンコーティングから選択される方法から選択される気相被覆法または液相被覆法によって行われるのが好ましい。ここで、前記方法のうち、エアロゾルアシストＣＶＤ法およびダイレクトリキッドインジェクションＣＶＤ法は、気相法に分類することができる。前記塗布は、液相被覆法によって行われるのが好ましい。

前記配合物を塗布した後、前記基材上の液体状の膜は、ＵＶ照射によって予備架橋されてよく、その後、まだ液体状の膜は、架橋された前駆体含分を有している。

前記配合物を塗布および場合により予備架橋した後、この被覆された基材は、さらに好ましくは、場合により存在する溶媒を除去するために変換の前に乾燥されてよい。そのための相応の措置および条件は、当業者に公知である。易揮発性の配合物成分のみを除去するために、熱による乾燥の場合、加熱温度は、２００℃未満であるのが望ましい。

本発明による方法の熱変換は、２００〜１０００℃、好ましくは２５０〜７５０℃、特に好ましくは３００〜７００℃の温度で行われるのが好ましい。熱変換時間は、０．１ミリ秒〜３６０分であるのが好ましい。この変換時間は、０．１ミリ秒〜１０分、特に好ましくは１秒〜１２０秒であるのがさらに好ましい。

相応の迅速なエネルギープロセス操作は、例えば、ＩＲランプ、加熱プレート、炉、フラッシュランプ、好適な気体組成物を用いるプラズマ、ＲＴＰ装置、マイクロ波装置または電子線処理を使用することによって（必要な場合、それぞれあらかじめ加熱されて、もしくは暖機運転状態で）行われてよい。

代替的もしくは補足的に、変換は、電磁放射線、特に、ＵＶ光による照射によって行われてよい。ここで、変換時間は、好ましくは、１秒〜３６０分であってよい。

前記変換の間または前記変換に続いて、さらに好ましくは、シリコン含有膜への水素の富化が実施されてよい。これは、材料中の欠陥を補整する、いわゆる「水素不動態化」であり、例えば、反応性水素を使用してホットワイヤ法によって、水素含有プラズマ（リモートもしくは直接；真空中もしくは雰囲気圧力下）を使用してか、またはコロナ処理もしくは電子線処理を用いて水素を供給しながら行うことができるものである。さらに、すでに言及した乾燥段階および／または変換段階は、水素が富化された雰囲気において実施されてもよく、その結果、前記材料は、最初から水素が豊富である。

さらに、酸化ケイ素含有膜を製造するために、塗布、予備架橋、乾燥および／または変換は、酸性条件下に実施されてよい。酸性条件の調節方法は、当業者に公知である。

完全結晶性または部分結晶性のシリコン含有膜を製造するため、前記膜は、変換後に、熱エネルギー、電磁放射線の入射および／または粒子照射を用いて結晶化されてよい。そのための方法は、当業者に公知である。

さらに、シリコン含有膜を製造するための前記方法は、基材に関して、同時または時間的に相前後して複数回実施されてよい（同時析出または連続析出、ここで、結果として生じる膜は、部分的または完全に重なっている）。多層系を製造するためのそのような方法は、好ましくは、例えば、太陽電池の構成に重要である、真性層（つまり、ドープされていない）とドープされた層で構成される系を製造するのに好適である。特に好ましくは、多層系を製造するための前記方法は、基材上に薄い真性の（つまり、ドープされていない）シリコン含有膜が塗布されて、次に前記基材に対して反対にドープされた層が塗布される場合に、前記基材との界面で最適に不動態化する、または欠陥を回避するのに好適である。したがって、この場合、ドープされた基材に、まず、実質的にドーパントを含まない配合物が塗布されて、続いてその上に、前記基材に対して反対のドーパントを有する配合物が塗布される。さらに、前記基材は、両側で被覆されてよい。

本発明により製造可能なヒドリドシラン配合物は、様々な使用に好適である。前記配合物は、（それ自身で、または別の配合物と一緒になって）電子部品膜または光学電子部品膜の製造にきわめてよく適している。したがって、本発明の対象は、本発明によるヒドリドシラン配合物の、光電子部品膜または電子部品膜を得るための使用でもある。さらに、本発明の対象は、本発明によるヒドリドシラン配合物の、電子部品および光電子部品を得るための使用である。本発明による方法により得られるヒドリドシラン配合物は、好ましくは、光電子部品または電子部品中の電荷輸送コンポーネントを製造するのに好適である。さらに、本発明による方法により得られるヒドリドシラン配合物は、シリコン含有膜の製造に好適である。

特に、本発明による配合物および本発明による方法は、以下の膜もしくは部品の製造に好適である：
・ヘテロエミッタ太陽電池（Ｈｅｔｅｒｏｅｍｉｔｔｅｒ Ｓｏｌａｒｚｅｌｌｅｎ）
・ＨＩＴ（ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ）太陽電池
・選択エミッタ型太陽電池
・バックコンタクト型太陽電池
・電界効果トランジスタ、薄膜トランジスタ
・マイクロ電子部品中の誘電体膜
・半導体材料の表面不動態化
・量子ドットを含む膜および部品の製造
・周囲の成分の拡散に対する膜によるバリア
・膜の上側および下側の熱デカップリングのためのバリア層。

比較的不均一で粗い膜を示す図 均一で平滑な膜を示す図 均一で平滑な膜を示す図 比較的不均一で独立気泡ではない、もしくは塊状である膜を示す図

例：
例１
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ノナシラン０．２１ｇ、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２２００ｇ／ｍｏｌ）０．２９ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して５８質量％に相当）、シクロオクタン０．３７ｇとトルエン０．８７ｇからなる混合物を３０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍ、および９０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、４８〜７４ｎｍである。

比較的薄い被覆配合物の半導体適用のための根本的な適性は、図１から読み取れる。しかし、そこに示される写真および顕微鏡写真からは、結果として生じた被覆が、比較的不均一で粗いことを見て取ることができる。

例２
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ドープされていない、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２３００ｇ）０．２５ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して６２．５質量％に相当）と、シクロオクタン０．１８０ｇおよびトルエン０．４２０ｇ中のノナシラン０．１５０ｇからなる混合物を６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、１１３ｎｍである。

結果として生じた膜は、均一で平滑である。

例３
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ノナシラン０．１７ｇ、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２２００ｇ／ｍｏｌ）０．３３ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して６６質量％に相当）、トルエン０．８７ｇとシクロオクタン０．３７ｇからなる混合物を３０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍ、および９０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は６６〜１０４ｎｍの範囲である。

結果として生じた膜は、図２に記載の写真および顕微鏡写真からも読み取れる通り、均一で平滑である。

例４
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ノナシラン０．１３ｇ、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２２００ｇ／ｍｏｌ）０．３７ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して７４質量％に相当）、トルエン０．８７ｇとシクロオクタン０．３７ｇからなる混合物を３０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍ、および９０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、９０〜１４０ｎｍの範囲である。

結果として生じた膜は、図３に記載の写真および顕微鏡写真からも読み取れる通り、均一で平滑である。

例５
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ドープされていない、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２３００ｇ）０．２５ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して７６．９質量％に相当）と、シクロオクタン０．１５８ｇおよびトルエン０．３６８ｇ中のノナシラン０．０７５ｇからなる混合物を６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、１３０ｎｍである。

結果として生じた膜は、均一で平滑である。

例６
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ノナシラン０．０８ｇ、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２０００ｇ／ｍｏｌ）０．４２ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して８４質量％）、シクロオクタン０．２４ｇとトルエン０．９６ｇからなる混合物を４５００ｒｐｍおよび６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、１６４ｎｍもしくは１５０ｎｍである。

比較的薄い被覆配合物の半導体適用のための根本的な適性は、図４から読み取れる。しかし、そこに示される写真および顕微鏡写真からは、結果として生じた被覆が、比較的不均一で独立気泡ではない、もしくは塊状であることを見て取ることができる。さらに、エラーパターンが前記膜内に見られる。

比較例１
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、シクロオクタン０．２０３ｇ中の、ドープされていない、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２３００ｇ）０．２５ｇと、トルエン０．４７２ｇからなる混合物を６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、１０２ｎｍである。しかし、結果として生じた膜は、好ましいものではない。

比較例２
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ドープされていない、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２３００ｇ）０．２５ｇと、シクロオクタン０．１８０ｇおよびトルエン０．４２０ｇ中のネオペンタシラン０．１５０ｇからなる混合物を６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜厚は、９９ｎｍである。したがって、収率は、一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（式中、ｎは、７〜１０である）のヒドリドシランが混合される場合よりも好ましくない。

比較例３
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ノナシラン０．２７ｇ、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２２００ｇ）０．０３ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して１０質量％）と、トルエン０．３０ｇからなる混合物を１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、および６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜は、不均一で、平面全体を覆っておらず、および多数の欠陥を有している。

比較例４
ＥａｇｌｅＸＧガラス上に、ノナシラン０．２７ｇ、ネオペンタシランからのヒドリドシランオリゴマー（Ｍ_w 〜２２００ｇ／ｍｏｌ）０．０３ｇ（ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して１０質量％）、トルエン０．４８ｇとシクロオクタン０．２０ｇからなる混合物を１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、および６０００ｒｐｍで被覆して、続いて５００℃／６０秒で変換させる。結果として生じた膜は、不均一で、平面全体を覆っておらず、および多数の欠陥を有している。

Claims (13)

1. 少なくとも１つのヒドリドシランおよび前記ヒドリドシランとは異なる少なくとも１つのヒドリドシランオリゴマーを含む配合物であって、
   前記ヒドリドシランが、一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（式中、ｎは、７〜１０である）を有し、
   前記ヒドリドシランオリゴマーの割合は、ヒドリドシランおよびヒドリドシランオリゴマーの総質量に対して５８〜８４質量％であることを特徴とする前記配合物。
2. 前記ヒドリドシランが、オクタシラン異性体またはノナシラン異性体であることを特徴とする、請求項１に記載の配合物。
3. 前記ヒドリドシランが、分岐鎖状のヒドリドシランであることを特徴とする、請求項１または２に記載の配合物。
4. 前記ヒドリドシランオリゴマーが、炭素を含有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の配合物。
5. 前記ヒドリドシランオリゴマーが、ドープされていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の配合物。
6. 前記少なくとも１つのヒドリドシランの割合が、前記配合物の総質量に対して１〜４０質量％であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の配合物。
7. 前記少なくとも１つのヒドリドシランオリゴマーの割合が、前記配合物の総質量に対して１〜６０質量％であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の配合物。
8. 少なくとも１つの溶媒を有していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の配合物。
9. 前記溶媒の割合が、前記配合物の総質量に対して２５〜９５質量％であることを特徴とする、請求項８に記載の配合物。
10. 一般式Ｓｉ_nＨ_2n+2（式中、ｎは、７〜１０である）のヒドリドシランに、ヒドリドシランオリゴマーを混合する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の配合物の製造方法。
11. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の配合物の、シリコン含有膜を製造するための使用。
12. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の配合物の、電子膜または光電子膜を製造するための使用。
13. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の配合物の、電子部品または光学電子部品を製造するための使用。

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