KR20120060843A - 박막 증착용 실란 블렌드 - Google Patents

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KR20120060843A
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크리스티앙 두사라
뱅상 엠 오마르지
벤카테스와라 알 팔렘
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

규소 화합물과 용매의 비-발화성 혼합물이 개시되어 있다. 또한, 발화성 규소 화합물 (전구체)을 안정화시키는 방법이 개시되어 있다. 비-발화성 혼합물은, 화학 증착 또는 원자층 침착과 같은 증착 방법을 사용하여 규소-함유 층을 침착시키는데 사용될 수 있다.

Description

박막 증착용 실란 블렌드 {SILANE BLEND FOR THIN FILM VAPOR DEPOSITION}
실란과 용매의 블렌드를 사용하여 기재 상에 규소-함유 층을 형성하는 증착 방법이 개시되어 있다.
다수의 전구체가 발화 특성을 나타내며, 즉 그것은 주위 공기에 노출시 자발적으로 불꽃을 잡는다 (예를 들어, 트리메틸알루미늄 "TMA"; 트리에틸알루미늄 "TEA", 디메틸알루미늄 히드라이드 "DMAH", 트리메틸갈륨 "TMGa", 트리메틸붕소 "TMB", 디에틸아연 "DEZ", 모노-실란 등). 예를 들어, 콘도(Kondo) 등은 심지어 실란/N2의 묽은 혼합물 중 매우 낮은 농도의 산소를 갖는 산소의 존재하에서 실란 (SiH4)의 불안정성을 증명하였다 (문헌 [Kondo et al., Combustion and Flame 101:170-174 (1995)] 참조).
그럼에도 불구하고, 이러한 발화성 제품은 촉매 작용에서 박막 침착(반도체 용도, 광전자 공학 용도, 광전지 용도)에 이르는 다양한 산업에서의 용도가 밝혀져 있다. 이러한 제품의 사용은 수송, 저장 조건, 전달, 화재 진압 조치 등에 있어서 매우 엄격한 제한을 받는다.
실란 전구체의 증착은 당업계에 개시되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,683,145호; 제5,593,497호; 및 제5,910,342호를 참조한다. 그러나, 이러한 증착 방법은 상업적으로 수용되지 않았다. 이러한 방법은, 특정 특징부, 예컨대 퍼지 배기 라인, 화재 탐지의 경우 N2 플러시(flush) 능력용 오일 트랩 및 사용 용량 지점의 재충전 사이에 분배 라인을 비우기 위한 라인 플러시 후방 메카니즘이 장착된 전문적인 전달 시스템에 의한 규소 전구체의 전달을 필요로 한다. 이러한 특수한 안전 조치는 전구체의 안전한 사용을 위하여 상당한 비용 및 문제를 부가한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 실란 전구체의 액체 침착이 촉진되었다. 예를 들어, 미국 특허 제6,517,911호; 제7,173,180호; 및 제7,223,802호를 참조한다. 이러한 특허에는 실란 전구체 및 다른 성분을 용매에 용해시키고, 생성된 용액을 분무 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 스핀 코팅, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 및 잉크-젯 인쇄에 의해 기재 상에 코팅하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 액체 침착 방법이 문제가 없는 것은 아니다. 예를 들어, 액체 침착 방법은 적어도 공동화(즉, 액체 중 버블의 형성)로 인하여, 연속적인 박막을 제공하는데 어려움을 가질 수 있다. 증착 방법은 등각의 연속적인 박막의 제공에 있어서 보다 신뢰성이 있다.
따라서, 발화성 실란 전구체의 증착 방법에 대한 요망이 여전히 존재한다.
실란/용매 블렌드 및 이를 사용하여 반응기에 배치된 기재 상에 규소-함유 층을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 실란/용매 블렌드의 증기를 반응기로 도입시킨다. 실란은 (a) 폴리실란 및 (b) 화학식 H3Si[아민] (식 중, [아민]은 시클릭 아민 또는 -(NR1R2) (여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 및 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 지방족 기로부터 선택됨)임)을 갖는 모노아미노실란으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 증착 공정을 사용하여 기재의 적어도 한 표면 상에 규소-함유 층을 형성한다. 개시된 블렌드 및 방법은 다음의 측면들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
● 폴리실란은 시클로펜타실란 또는 시클로헥사실란임;
● 모노아미노실란의 시클릭 아민은 피페리딘 또는 피롤리딘임;
● 실란은 디이소프로필아미노실란, 디tert-부틸아미노실란, 피페리디노실란, 피롤리디노실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨;
● 용매는 디클로로메탄, 아세톤, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸, 에틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨;
● 용매는 톨루엔, 메시틸렌, 크실렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨;
● 실란 대 용매의 비는 1 미만 대 2, 보다 바람직하게는 1 미만 대 8임;
● 1종 이상의 제2 전구체를 반응기로 도입함;
● 제2 전구체는 Ti, Ta, Bi, Hf, Zr, Pb, Nb, Mg, Al, Sr, Y, Ba, Ca, Ni, Co, 란탄 계열 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속-함유 화합물임;
● 1종 이상의 공동 반응물을 반응기로 도입함;
● 공동 반응물은 N2, NH3, O2, O3, H2O, H2O2, 카르복실산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 산화성 기체임;
● 증착 공정은 화학 증착 공정임; 및
● 증착 공정은 원자층 침착 공정임.
표기법 및 명명법
다양한 성분 및 구성을 언급하기 위하여 특정 용어가 하기 기재 및 특허청구범위에 걸쳐 사용된다.
원소 주기율표로부터의 원소의 표준 약어가 본원에 사용된다. 원소는 이러한 약어에 의해 나타내질 수 있다는 것을 이해하여야 한다(예를 들어, Si는 규소를 나타내고, Zr은 지르코늄을 나타내고, Pd는 팔라듐을 나타내고, Co는 코발트를 나타냄 등).
본원에서 사용된 용어 "실란" 또는 "실란들"은, 각각 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 추가로 정의되는 폴리실란 또는 모노아미노실란을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "지방족 기"는 탄소 원자가 개방 사슬, 예컨대 알칸, 알켄 및 알킨에 연결된 유기 화합물의 기를 의미하고; 용어 "알킬기"는 오직 탄소 및 수소 원자만을 함유하는 포화 관능기를 의미한다. 또한, 용어 "알킬기"는 선형, 분지형 또는 시클릭 알킬기를 의미할 수 있다. 선형 알킬기의 예로는 비제한적으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있다. 분지형 알킬기의 예로는 비제한적으로, 이소프로필기, t-부틸기 등을 들 수 있다. 시클릭 알킬기의 예로는 비제한적으로, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.
본원에서 사용된, R기를 서술하는 문맥에 사용될 때의 용어 "독립적으로"는 대상 R기가 동일한 또는 상이한 아래 첨자 또는 위 첨자를 갖는 다른 R기에 대해 독립적으로 선택될 뿐만 아니라, 동일한 R기의 임의의 추가의 종에 대해 독립적으로 선택된다는 것을 의미한다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 화학식 MR1 x(NR2R3)(4-x) (식 중, x는 2 또는 3임)에서, 2 또는 3개의 R1기는 서로 또는 R2 또는 R3과 동일할 필요가 없을 것이다. 또한, 달리 구체적으로 언급되지 않는다면, R기의 값은 상이한 화학식에 사용될 경우 서로 관계가 없다는 것을 이해하여야 한다.
반도체, 광전지, LCD-TFT 또는 플랫 패널(flat panel) 유형 장치의 제조에 사용될 수 있는 방법, 장치 및 화합물의 비제한적인 실시양태가 본원에 개시된다. 보다 구체적으로, 실란과 용매의 블렌드를 사용하여 기재 상에 규소-함유 층을 형성하는 증착 방법이 개시되어 있다.
개시된 블렌드는 용매 혼합물 중 실란 화합물을 함유한다. 개시된 블렌드는 발화성이 아니고, 개선된 필름 특성을 이루면서, 높은 침착 속도를 허용할 것으로 예상된다. 용매 및 실란 전구체 블렌드 그 자체는 증착 공정에 의한 반도체 산업에 사용하기에 적합한 특성을 갖도록 설계된다. 블렌드는 양호한 반응성을 이루면서, 양호한 열 특성(양호한 열 안정성)과 함께 높은 증기압을 보장하도록 최적화된다.
본원에서 사용된 용어 "실란" 또는 "실란들"은 폴리실란 또는 모노아미노실란을 의미한다. 실란은 (a) 폴리실란 및 (b) 화학식 H3Si[아민] (식 중, [아민]은 시클릭 아민 또는 -(NR1R2) (여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 및 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 지방족 기로부터 선택됨)임)을 갖는 모노아미노실란으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 폴리실란은 시클로펜타실란 또는 시클로헥사실란, 바람직하게는 시클로헥사실란일 수 있다. 모노아미노실란의 시클릭 아민은 피페리딘 또는 피롤리딘일 수 있다. 예시적인 실란은 시클로펜타실란, 시클로헥사실란, 디이소프로필아미노실란, 디tert-부틸아미노실란, 피페리디노실란 및 피롤리디노실란 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
용매는 유기 용매, 예컨대 디클로로메탄, 아세톤, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸 및 에틸 에테르 및 이들의 혼합물일 수 있다. 별법으로, 용매는 방향족 탄화수소, 예컨대 톨루엔, 메시틸렌, 크실렌 및 이들의 혼합물일 수 있다.
본 출원인은, 용매의 휘발성이 실란의 것보다 낮거나 그와 대략 동일할 필요가 있다는 것을 발견하였다. 이것은, 예를 들어 유출 후에 용매의 증발시 발화성 액체의 형성을 방지한다. 또한, 적합한 휘발성을 갖는 용매의 선택은 증발기가 증발된 상에 생성되는 실란 또는 용매의 농도를 갖지 않는 블렌드를 전달하게 한다.
마지막으로, 실란 전구체의 것에 근접한 휘발성을 갖는 용매는 기체 상과 액체 상 모두에서 실란 전구체와 용매 사이의 조성비의 유지를 허용한다. 바람직하게는, 실란 전구체 대 용매의 비는 1 미만 대 2, 보다 바람직하게는 1 미만 대 8이다.
따라서, 동일한 자릿수의 증기압을 갖는 실란 및 용매 성분을 포함하도록 블렌드를 최적화시키는 것은, 양호한 반응성을 이루면서 양호한 열 안정성을 갖는 블렌드를 제공한다.
또한, 개시된 블렌드는 실란의 분해를 야기시킬 수 있는 조건, 예컨대 공기 및/또는 물에 대한 노출로부터 실란을 보호하기 때문에, 실란의 안정성을 개선시킨다.
또한, 증착 공정을 사용하여 기재 (예를 들어, 반도체 기재 또는 기재 조립체) 상에 규소-함유 층을 형성하는 방법이 개시된다. 방법은 반도체 구조물의 제조에 유용할 수 있다. 방법은 기재를 제공하는 단계, 개시된 블렌드의 증기를 제공하는 단계, 및 증기를 기재와 접촉시켜 (전형적으로 증기를 기재로 향하게 함) 기재의 적어도 한 표면 상에 규소-함유 층을 형성하는 단계를 포함한다.
개시된 블렌드를 당업자에게 공지된 임의의 증착 방법을 사용하여 침착시켜 박막을 형성할 수 있다. 적합한 증착 방법의 예로는 비제한적으로, 통상적인 화학 증착 (CVD), 저압 CVD (LPCVD), 플라즈마 강화 화학 CVD (PECVD), 원자층 침착 (ALD), 펄스화 CVD (P-CVD), 플라즈마 강화 원자층 침착 (PE-ALD) 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
개시된 블렌드는 증기 형태로 반응기로 도입된다. 증기 형태는 개시된 블렌드 용액을 통상적인 증발 단계, 예컨대 직접적인 증발, 증류를 통해 또는 버블링(bubbling)에 의해 증발시켜 제조될 수 있다. 개시된 블렌드는 액체 상태로 증발기에 공급될 수 있고, 여기서 그것은 반응기로 도입되기 전에 증발된다. 별법으로, 개시된 블렌드는, 담체 기체를 개시된 블렌드를 함유하는 용기로 통과시키거나, 담체 기체를 개시된 블렌드로 버블링시킴으로써 증발될 수 있다. 담체 기체로는 비제한적으로, Ar, He, N2 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 담체 기체를 사용한 버블링은 개시된 블렌드에 존재하는 임의의 용존 산소를 제거할 수 있다. 이어서, 담체 기체 및 개시된 블렌드를 증기로서 반응기로 도입한다.
필요할 경우, 개시된 블렌드의 용기를, 개시된 블렌드가 그의 액체 상으로 존재하고 충분한 증기압을 갖도록 허용하는 온도로 가열할 수 있다. 용기는, 예를 들어 약 0℃ 내지 약 150℃ 범위의 온도에서 유지될 수 있다. 당업자는 용기의 온도가 공지된 방식으로 조정되어 증발되는 개시된 블렌드의 양을 제어할 수 있다는 것을 인지한다.
반응기는 증착 방법이 수행되는 장치내의 임의의 인클로저(enclosure) 또는 챔버, 예컨대 비제한적으로, 평행-플레이트 유형 반응기, 냉각-벽 유형 반응기, 고온-벽 유형 반응기, 단일-웨이퍼 반응기, 다중-웨이퍼 반응기, 또는 전구체를 반응시켜 층을 형성하도록 하기에 적합한 조건하의 다른 유형의 침착 시스템일 수 있다.
반응기는 박막이 침착될 하나 이상의 기재를 함유한다. 하나 이상의 기재는 반도체, 광전지, 플랫 패널 또는 LCD-TFT 장치의 제조에 사용되는 임의의 적합한 기재일 수 있다. 적합한 기재의 예로는 비제한적으로, 규소 기재, 실리카 기재, 규소 니트라이드 기재, 규소 옥시 니트라이드 기재, 텅스텐 기재, 티타늄 니트라이드, 탄탈룸 니트라이드 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 또한, 텅스텐 또는 귀금속 (예를 들어, 백금, 팔라듐, 로듐 또는 금)을 포함하는 기재가 사용될 수 있다. 또한, 기재는 이전 제조 단계로부터 그 위에 이미 침착된 상이한 물질의 하나 이상의 층을 가질 수 있다.
반응기내의 온도 및 압력은 증착에 적합한 조건에서 유지된다. 예를 들어, 반응기 중 압력은 침착 파라미터에 따라 필요할 경우, 약 0.5 mTorr 내지 약 20 Torr, 바람직하게는 약 0.2 Torr 내지 10 Torr, 보다 바람직하게는 약 1 Torr 내지 10 Torr에서 유지될 수 있다. 또한, 반응기 중 온도는 약 50℃ 내지 약 600℃, 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 250℃, 보다 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 100℃에서 유지될 수 있다.
개시된 블렌드 이외에, 공동 반응물이 반응기로 도입될 수 있다. 공동 반응물은 산화성 기체, 예컨대 산소, 오존, 물, 과산화수소, 카르복실산, 일산화질소, 이산화질소 뿐만 아니라, 이들의 임의의 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 별법으로, 공동 반응물은 환원성 기체, 예컨대 수소, 암모니아, 실란 (예를 들어, SiH4, Si2H6, Si3H8), Si-H 결합을 함유하는 알킬 실란 (예를 들어, SiH2Me2, SiH2Et2), N(SiH3)3 뿐만 아니라, 이들의 임의의 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는 공동 반응물은 H2 또는 NH3이다.
공동 반응물을 플라즈마로 처리하여 공동 반응물을 그의 라디칼 형태로 분해시킬 수 있다. 또한, N2는, 플라즈마로 처리될 때 환원성 기체로 사용될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마는 약 50 W 내지 약 500 W, 바람직하게는 약 100 W 내지 약 200 W 범위의 전력으로 생성될 수 있다. 플라즈마는 반응기 그 자체내에서 생성되거나 거기에 존재할 수 있다. 별법으로, 플라즈마는, 일반적으로 반응 챔버로부터 떨어진 위치, 예를 들어 원격으로 위치한 플라즈마 시스템에 존재할 수 있다. 이러한 별법에서, 공동 반응물은 반응기로의 도입 전에 플라즈마로 처리된다. 당업자라면 이러한 플라즈마 처리에 적합한 방법 및 장치를 인지할 것이다.
챔버내의 증착 조건은 개시된 블렌드 및 임의의 공동 반응물이 기재의 적어도 한 표면 상에 규소-함유 필름을 형성하도록 한다. 일부 실시양태에서, 본 출원인은 임의의 공동 반응물의 플라즈마-처리가 개시된 블렌드와 반응시키는데 필요한 에너지를 갖는 임의의 공동 반응물을 제공할 수 있는 것으로 생각한다.
침착되도록 원하는 필름의 유형이 무엇이냐에 따라, 제2 전구체가 반응기로 도입될 수 있다. 제2 전구체는 또다른 금속 공급원, 예컨대 망간, 루테늄, 티타늄, 탄탈룸, 비스무트, 지르코늄, 하프늄, 납, 니오븀, 마그네슘, 알루미늄, 스트론튬, 이트륨, 바륨, 칼슘, 니켈, 코발트, 란탄 계열 원소 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 제2 금속-함유 전구체가 사용될 경우, 기재 상에 침착된 생성된 필름은 2종 이상의 상이한 금속 유형을 함유할 수 있다.
개시된 블렌드 및 임의 선택적 공동 반응물 또는 전구체는 반응기에 동시에(CVD), 순차적으로(ALD, P-CVD) 또는 다른 조합으로 도입될 수 있다. 개시된 블렌드 및 임의 선택적 공동 반응물 또는 전구체를 함께 혼합하여 공동 반응물/전구체/블렌드 혼합물을 형성한 후, 반응기에 혼합물 형태로 도입할 수 있다. 별법으로, 개시된 블렌드 및/또는 공동 반응물 및/또는 전구체를 반응 챔버에 순차적으로 도입하고, 각각의 도입 사이에 불활성 기체로 퍼징시킬 수 있다. 예를 들어, 개시된 블렌드는 1 펄스로 도입될 수 있고, 2가지 추가의 금속 공급원이 별도의 펄스로 함께 도입될 수 있다 (개질된 PE-ALD). 별법으로, 반응기는 개시된 블렌드의 도입 전에 이미 공동 반응물 종을 함유할 수 있으며, 개시된 블렌드의 도입 후에, 임의로 공동 반응물 종의 제2 도입이 수행될 수 있다. 또다른 별법에서, 개시된 블렌드는, 다른 금속 공급원이 펄스로 도입되는 동안, 반응기로 연속적으로 도입될 수 있다(펄스 PECVD). 각각의 예에서, 펄스 후에 퍼지 또는 배기 단계를 수행하여 도입된 성분의 여분의 양을 제거할 수 있다. 각각의 예에서, 펄스는 약 0.01초 내지 약 10초, 별법으로 약 0.3초 내지 약 5초, 별법으로 약 0.5초 내지 약 2초 범위의 시간 동안 지속될 수 있다.
특정 공정 파라미터에 따라, 침착은 다양한 시간 동안 수행될 수 있다. 일반적으로, 침착은, 필요한 특성을 갖는 필름의 생성에 바람직하거나 필요한 만큼 오랫동안 계속되게 할 수 있다. 전형적인 필름 두께는 특정 침착 공정에 따라 수백 옹스트롬에서 수백 마이크로미터로 다양할 수 있다. 또한, 침착 공정은 목적하는 필름을 얻기에 필요한 만큼 수회 수행될 수 있다.
한가지 비제한적인 예시적인 PE-ALD 유형 공정에서, 개시된 블렌드의 증기상을 반응기로 도입하고, 여기서 그것을 적합한 기재와 접촉시킨다. 이어서, 반응기를 퍼징 및/또는 배기시킴으로써 반응기로부터 여분의 개시된 블렌드를 제거할 수 있다. 환원성 기체 (예를 들어, H2)를 플라즈마 전력하에 반응기로 도입시켜, 여기서 그것을 자기-제한 방식으로 흡수된 개시된 블렌드와 반응시킨다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기시킴으로써 반응기로부터 임의의 여분의 환원성 기체를 제거한다. 목적하는 필름이 규소 필름일 경우, 이러한 2-단계 공정은 목적하는 필름 두께를 제공하거나, 필요한 두께를 갖는 필름이 얻어질 때까지 반복될 수 있다.
별법으로, 목적하는 필름이 바이메탈(bimetal) 필름일 경우, 상기 2-단계 공정을 수행한 후, 금속-함유 전구체의 증기를 반응기로 도입시킬 수 있다. 금속-함유 전구체는 침착될 바이메탈 필름의 특성을 바탕으로 선택될 것이다. 반응기로 도입한 후, 금속-함유 전구체를 기재와 접촉시킨다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기시켜 반응기로부터 임의의 여분의 금속-함유 전구체를 제거한다. 다시 한번, 환원성 기체를 반응기로 도입하여 금속-함유 전구체와 반응시킬 수 있다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기시켜 반응기로부터 여분의 환원성 기체를 제거한다. 목적하는 필름 두께가 이루어지면, 반응을 종결시킬 수 있다. 그러나, 더 두꺼운 필름을 원할 경우, 전체적인 4-단계 공정을 반복할 수 있다. 개시된 블렌드, 금속-함유 전구체 및 공동 반응물의 제공을 교대로 수행함으로써, 목적하는 조성 및 두께의 필름이 침착될 수 있다.
상기 논의된 공정으로부터 생성된 규소-함유 필름 또는 규소-함유 층은 순수한 규소, 금속 실리케이트 (MkSil), 규소 옥시드 (SinOm) 또는 규소 옥시니트라이드 (SixNyOz) 필름(여기서, k, l, m, n, x, y 및 z는 1 내지 6을 포함하는 범위의 정수임)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 규소-함유 필름은 규소 필름 및 SiO 필름으로부터 선택된다. 당업자라면, 적절한 개시된 블렌드, 임의의 금속-함유 전구체 및 임의의 공동 반응물 종의 판단력 있는 선택에 의해, 목적하는 필름 조성물이 수득될 수 있다는 것을 인지할 것이다.
<실시예>
하기 비제한적인 실시예는 본 발명의 실시양태를 추가로 예시하기 위하여 제공된다. 그러나, 실시예는 모든 것을 포함하도록 의도되지 않으며, 본원에 기재된 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
실시예 1:
시클로헥사실란 (CHS)-메시틸렌 용액 (1:20):
불활성 분위기 박스에서 CHS 1 mL를 메시틸렌 20 mL에 용해시켜 1:20의 희석액을 수득함으로써, CHS 메시틸렌 용액을 제조하였다. 이 용액을 불활성 분위기 박스에서 꺼내 격막 바이알에 넣고, 약 0.2 내지 0.4 mL를 결정성 접시 중 모래에 놓인 와트만(Whatman) 여과지 표면 상에 주사하였다. 안전상의 이유로, 결정성 접시를 퓸 후드(fume hood)에서 세라믹 타일 상에 놓았다. 여과지의 즉각적인 연소 또는 탄화가 관찰되지 않았다. 실험을 3회 반복하여 동일한 결과를 얻었다.
CHS-메시틸렌 용액 (1:40):
불활성 분위기 박스에서 CHS 0.5 mL를 메시틸렌 20 mL에 용해시켜 1:40의 희석액을 수득함으로써, CHS 메시틸렌 용액을 제조하였다. 이 용액을 불활성 분위기 박스에서 꺼내 격막 바이알에 넣고, 약 0.2 내지 0.4 mL를 결정성 접시 중 모래에 놓인 와트만 여과지 표면 상에 주사하였다. 안전상의 이유로, 결정성 접시를 퓸 후드에서 세라믹 타일 상에 놓았다. 여과지의 즉각적인 연소 또는 탄화가 관찰되지 않았다. 실험을 3회 반복하여 동일한 결과를 얻었다.
두 실험은 모두 1:20 내지 1:40의 농도의 CHS 메시틸렌 블렌드가 발화 거동을 나타내지 않는다는 것을 보여주었다. 블렌드는 반도체 및 PV 산업에서 다양한 용도를 위해 CHS를 전달하기 위한 안전한 선택을 제공하였다.
예상 실시예 2:
본 출원인은 개시된 블렌드가 증착 공정에 사용되어 규소-함유 필름을 침착시킬 수 있다고 생각한다. 규소 전구체의 것과 유사한 증기압을 갖고, 경험상 규소-함유 필름이 침착될 때 기재와 거의 또는 전혀 반응성을 갖지 않는 것으로 나타난 용매를 선택하면 이러한 발화성 실란의 증착 공정을 가능하게 할 것으로 예상된다.
첨부된 특허청구범위에 표현된 바와 같은 본 발명의 원리 및 범위내에서 본 발명의 특성을 설명하기 위하여 본원에 기재되고 예시된 상세한 설명, 물질, 단계 및 부분의 배열에 다수의 추가의 변화가 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 제공된 실시예 및/또는 첨부된 도면에서의 특정 실시양태에 제한되도록 의도되지 않는다.

Claims (13)

  1. 반응기 및 거기에 배치된 하나 이상의 기재를 제공하는 단계;
    (a) 폴리실란 및 (b) 화학식 H3Si[아민] (식 중, [아민]은 시클릭 아민 또는 -(NR1R2) (여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 및 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 지방족 기로부터 선택됨)임)을 갖는 모노아미노실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 실란 및 용매의 블렌드의 증기를 반응기로 도입하는 단계; 및
    증착 공정을 사용하여 기재의 적어도 한 표면 상에 규소-함유 층을 형성하는 단계
    를 포함하는, 기재 상에 규소-함유 층을 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 폴리실란이 시클로펜타실란 또는 시클로헥사실란인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 모노아미노실란의 시클릭 아민이 피페리딘 또는 피롤리딘인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 실란이 디이소프로필아미노실란, 디tert-부틸아미노실란, 피페리디노실란, 피롤리디노실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 용매가 디클로로메탄, 아세톤, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸, 에틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 용매가 톨루엔, 메시틸렌, 크실렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 실란 대 용매의 비가 1 미만 대 2, 보다 바람직하게는 1 미만 대 8인 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 1종 이상의 제2 전구체를 반응기로 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제2 전구체가 Ti, Ta, Bi, Hf, Zr, Pb, Nb, Mg, Al, Sr, Y, Ba, Ca, Ni, Co, 란탄 계열 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속-함유 화합물인 방법.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 1종 이상의 공동 반응물을 반응기로 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 공동 반응물이 N2, NH3, O2, O3, H2O, H2O2, 카르복실산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 산화성 기체인 방법.
  12. 제5항 또는 제6항에 있어서, 증착 공정이 화학 증착 공정인 방법.
  13. 제5항 또는 제6항에 있어서, 증착 공정이 원자층 침착 공정인 방법.
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