TW201821639A - 用於高成長速率含矽膜的碳橋接的胺基矽烷化合物 - Google Patents

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Abstract

本文描述的是用於形成氧化矽膜的組合物及方法。於一態樣中，該膜係沉積自至少一矽前驅物化合物，其中該至少一矽前驅物化合物具有以式A表示的一結構：
Figure TW201821639A_A0001
其中R、R1、R2、R3、R4及R5係如本文定義。

Description

用於高成長速率含矽膜的碳橋接的胺基矽烷化合物 相關申請案之交互參照
本案在35 U.S.C.§ 119(e)下請求2016年10月14日申請的第62/408310號美國臨時專利申請案，其之揭示內容在此以引用的方式將其全文併入本文。
本文描述的是用於形成含矽和氧的膜的組合物及方法。更特定地，本文描述的是在約300℃或更少之一或多個沉積溫度、或介於自約25℃至約600℃，用於形成化學計量或非化學計量的氧化矽膜或材料的組合物及方法。
原子層沉積(ALD)和電漿增強原子層沉積(PEALD)係在低溫(<500℃)用於沉積共形氧化矽膜的製程。於ALD和PEALD兩者製程中，該前驅物及反應氣體(諸如氧或臭氧)係以某些循環數目分開脈衝於每一循環形成氧化矽單層。然而，使用該些製程於低溫沉積的氧化矽可能含有不純物程度諸如，但不限於，氮 (N)，其在某些半導體應用可能有損害。為了解決此問題，一個可能的解決方法是增加沉積溫度至500℃或更高。然而，於這些高溫，半導體產業利用的傳統前驅物傾向於自我反應、熱分解及以化學氣相沉積(CVD)模式沉積而非一ALD模式。該CVD模式沉積相較於ALD沉積具有降低的共形性，尤其對於在很多半導體應用需要的高寬比結構。此外，該CVD模式沉積較ALD模式沉積具有較少的膜或材料的厚度控制。
名稱為「一些新穎的烷基胺矽烷」的參考文獻，Abel,E.W.et al.,J.Chem.Soc.,(1964),Vol.26,pp.1528-1530描述自三甲基氯矽烷(Me3SiCl)和適當的胺類直接交互作用之各種不同的胺矽烷化合物諸如Me3SiNHBu-iso、Me3SiNHBu-sec、Me3SiN(Pr-iso)2及Me3SiN(Bu-sec)2的製備，其中Me=甲基、Bu-sec=仲丁基、及Pr-iso=異丙基。
名稱為「藉由現址穿透式FTIR光譜儀研究的使用参(二甲基胺)矽烷及過氧化氫沉積的SiO2原子層沉積」的參考文獻，Burton,B.B.,et al.,The Journal of Physical Chemistry(2009),Vol.113,pp.8249-57描述使用各種不同的前驅物和作為氧化劑的H2O2的氧化矽(SiO2)之原子層沉積(ALD)。該矽前驅物係(N,N-二甲基胺)三甲基矽烷)(CH3)3SiN(CH3)2、乙烯基三甲氧基矽烷CH2CHSi(OCH3)3、三乙烯基甲氧基矽烷(CH2CH)3SiOCH3、肆(二甲基胺)矽烷Si(N(CH3)2)4及参(二甲基胺)矽烷(TDMAS)SiH(N(CH3)2)3。TDMAS被確定為這些前驅物中最有效的。然而，另 外的研究確定來自TDMAS的SiH*表面種類，難以只使用水移除。後續研究使用TDMAS及H2O2作為氧化劑，及在150-550℃的溫度範圍探索SiO2原子層沉積。TDMAS及H2O2的表面反應需要暴露以達到完成，及使用現址FTIR光譜術監測。隨著TDMAS暴露的該FTIR振動光譜係顯示對O-H伸縮振動的一吸收度損失及對C-Hx和Si-H伸縮振動的一吸收度獲得。隨著H2O2暴露的該FTIR振動光譜係顯示對C-Hx和Si-H伸縮振動的一吸收損失及對O-H伸縮振動的一吸收增加。該SiH*表面種類只在溫度>450℃時完全移除。SiO2的整體振動模式係介於1000-1250cm-1觀察，及隨著TDMAS及H2O2的反應循環次數逐漸生長。穿透式電子顯微鏡(TEM)於TDMAS及H2O2係在溫度介於150-550℃之間，在ZrO2奈米粒子上的反應循環50次之後操作。藉由TEM在每一個溫度確定的膜厚係用於得到該SiO2原子層沉積成長速率。每個循環的生長係自150℃的0.8埃/循環改變至550℃的1.8埃/循環，以及與SiH*表面種類的移除相關。使用TDMAS及H2O2的SiO2原子層沉積對於在溫度>450℃的SiO2原子層沉積應該是有價值的。
JP2010275602和JP2010225663揭露使用原材料以形成一含矽薄膜，諸如氧化矽，以一化學氣相沉積(CVD)製程，在自300-500℃之一溫度範圍形成。原材料係一有機矽化合物，以化學式代表：(a)HSi(CH3)(R1)(NR2R3)，其中，R1代表NR4R5或一1C-5C烷基；R2和R4各自代表一1C-5C烷基或氫原子；及R3和R5各自代表一1C-5C烷基；或(b)HSiCl(NR1R2)(NR3R4)，其中R1和R3獨立代表一具有1至4個碳原子的烷基，或一氫原子；及R2和R4獨立代表一具有1至 4個碳原子的烷基。該有機矽化合物含有H-Si鍵。
美國專利號5,424,095描述一種於碳氫化合物的工業熱解過程中減少結焦速率的方法，反應器的內表面塗佈一種陶瓷材料的均勻層，該層係藉由熱分解在氣相中的非烷氧基的有機矽前驅物沉積，在含有氣體氛圍的蒸氣中以便形成氧化物陶瓷。
美國專利公開號2012/0291321描述一種用於形成一高品質Si碳氮化物阻障層介電膜之PECVD製程，該Si碳氮化物阻障層介電膜介於一介電膜與一積體電路基材之金屬互連之間，該方法包括以下步驟：提供具有一介電膜或一金屬互連的一積體電路基材；使該基材與一阻障介電膜前驅物接觸，該阻障介電膜前驅物包括：RxRy(NRR')zSi，其中R、R'、R和R'每一個係各自選自H、直鏈或分支鏈的飽和或不飽和烷基、或芳基；其中x+y+z=4；z=1至3；但是R、R'不能同時為H；及該處z=1或2，接著每一x和y係至少1；形成具有C/Si率>0.8及一N/Si率>0.2的該Si碳氮化物阻障層介電膜在該積體電路基材上。
美國專利公開號2013/0295779 A描述一種用於形成氧化矽膜的原子層沉積(ALD)的製程，該製程在一沉積溫度>500℃，使用具有以下化學式的矽前驅物：I. R1R2 mSi(NR3R4)nXp
其中R1、R2及R3每一個係獨立地選自氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、及一C6至C10芳基；R4係選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、及一C6至C10芳基、一C3至C10烷矽基；其中R3和R4係鏈結形成一 環狀環結構或R3和R4未鏈結形成一環狀環結構；X係選自由Cl、Br和I所組成的群組之一鹵化物；m係0至3；n係0至2；及p係0至2，及m+n+p=3；及II. R1R2 mSi(OR3)n(OR4)qXp
其中R1及R2每一個係獨立地選自氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、及一C6至C10芳基；R3及R4每一個係獨立地選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、及一C6至C10芳基；其中R3和R4係鏈結形成一環狀環結構或R3和R4未鏈結形成一環狀環結構；X係選自由Cl、Br和I所組成的群組之一鹵化物原子；m係0至3；n係0至2；q係0至2；及p係0至2，及m+n+q+p=3。
美國專利號7,084,076揭露一種鹵代矽氧烷，諸如六氯二矽氧烷(HCDSO)，其係用於吡啶配合作為ALD沉積的觸媒，在低於500℃下形成二氧化矽。
美國專利號6,992,019揭露一種用於觸媒輔助原子層沉積(ALD)在一半導體基材上形成具有上等性質的一氧化矽層的方法，藉由使用由具有至少二矽原子之矽化合物所組成的一第一反應物成分，或使用一三級脂肪胺作為催化劑成分，或二者的組合，連同相關的沖洗方法和次序。使用的前驅物是六氯二矽烷。沉積溫度係介於25-150℃之間。
WO 2015/0105337揭露新穎三矽基胺衍生物及一種用於形成含矽薄膜之方法，其中該三矽基胺衍生物係具有熱穩定性、高揮發性、及高的反應性及在室溫及壓力下以液態存在，其處理係可 能的，可以各種不同的沉積方法形成具有良好的物理及電性質的一高純度的含矽薄膜。
WO 2015/0190749揭露新穎胺矽基胺化合物(Me2NSiR3R4)N(SiHR1R2)2(R1-R4=C1-3烷基、C2-3烯基、C2-3炔基、C3-7環烷基、C6-12芳基等)及一種含Si-H鍵介電膜之方法。由於根據本發明之該胺矽基胺化合物，其係一熱穩定及高度揮發性化合物，可在室溫處理及在室溫及壓力下使用為液態化合物，本發明提供一含Si-H鍵的高純度介電膜之方法，即使在一低溫及藉由使用原子層沉積(PEALD)之電漿條件下進行。
美國專利號9,245,740 B提供新穎胺矽基胺化合物、一種用於製備該化合物的方法及使用該化合物之一含矽薄膜，其中該胺矽基胺化合物具有熱穩定性及高揮發性，及在室溫及一壓力下維持為一液態，其處理係簡單的，藉以可藉由各種不同的沉積方法形成具有高純度及良好的物理及電性質的一含矽薄膜。
美國專利公開號2015/0376211揭露單取代的TSA前驅物含矽膜形成組合物。該前驅物具有化學式：(SiH3)2N-SiH2-X，其中X係選自一鹵素原子；一異氰酸基；一胺基；一含氮C4-C10飽和或未飽和雜環基；或一烷氧基。亦揭露一種使用該經揭露之單取代的TSA前驅物形成該含矽膜方法。
儘管有這些發展，仍有一需求去開發用於形成具有至少一或多個以下屬性的氧化矽膜之一製程：大約1.80克/立方公分或更大的密度，較佳2.0克/立方公分或更大的密度，最佳2.2克/立方公分或 更大的密度、於沉積期間之成長速率為1.5埃/循環或更大，較佳2.0埃/循環或更大，最佳2.4埃/循環或更大、低的化學不純物，及/或使用更便宜、反應性、及更穩定的矽前驅物化合物於熱原子層沉積、電漿增強原子層沉積(ALD)製程或電漿增強ALD類製程中之高共形。此外，存在著開發出能提供例如從氧化矽至碳摻雜氧化矽的範圍之可調整的膜的前驅物的一需求。
本文描述的是一種在相對低溫，例如600℃或更低之一或多個溫度，在一電漿增強ALD、電漿增強循環化學氣相沉積(PECCVD)、電漿增強ALD類製程、或具有氧反應物源之ALD製程用於沉積化學計量或非化學計量的氧化矽材料或膜的製程，該材料或膜諸如，但不限於，氧化矽、碳摻雜氧化矽、氮氧化矽膜、或碳摻雜氮氧化矽膜。
於一態樣中，提供一種沉積包含矽和氧的膜在一基材上的方法，其包括以下步驟：a)提供一基材在一反應器中；b)將至少一矽前驅物化合物導入該反應器中，其中該至少一矽前驅物化合物包括至少一有機胺碳矽烷化合物，其中該至少一有機胺碳矽烷化合物具有至少一SiH2或SiMeH基及以式A結構表示：
其中R1係選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C1至C6烷基胺基；R2-5係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、及一C4至C10芳基所組成之群組；R係選自氫或甲基；n=2或3；及規定R及R3-5不能皆為氫；c)使用一沖洗氣體沖洗該反應器；d)將一含氧源導入該反應器中；及e)使用該沖洗氣體沖洗該反應器，其中該步驟b至e被重複直到一所欲膜厚被沉積；及其中該方法係在介於自約25℃至600℃之一或多個溫度下進行。
於較佳具體例中，該含氧源係選自由一氧電漿、臭氧、一水蒸氣、水蒸氣電漿、具有或未具惰性氣體的氧化氮(例如，N2O、NO、NO2)電漿、氧化碳(例如，CO2、CO)電漿及其之組合 所組成之群組的一源。於某些具體例中，該含氧源更包含一惰性氣體。於這些具體例中，該惰性氣體係選自由氬氣、氦氣、氮氣、氫氣及其之組合所組成之群組。於另一具體例中，該含氧源不包含一惰性氣體。於又一具體例中，該含氧源包含於電漿條件下與反應劑反應的氮以提供一氮氧化矽膜。
於較佳具體例中，該含氧電漿源係選自由具有或未具惰性氣體的氧電漿、具有或未具惰性氣體的水蒸氣電漿、具有或未具惰性氣體的氧化氮(例如，N2O、NO、NO2)電漿、具有或未具惰性氣體的氧化碳(例如，CO2、CO)電漿及其之組合所組成的群組。於某些具體例中，該含氧電漿源更包含一惰性氣體。於這些具體例中，該惰性氣體係選自由氬氣、氦氣、氮氣、氫氣或其之組合所組成之群組。於另一具體例中，該含氧電漿源不包含一惰性氣體。
於一態樣中，本發明係有關一種用於使用一氣相沉積製程沉積選自一氧化矽或一碳摻雜氧化矽膜之一膜的組合物，其中該組合物包括包括至少一有機胺碳矽烷化合物的至少一矽前驅物，其中該至少一有機胺碳矽烷化合物具有至少一SiH2或SiMeH基及以式A結構表示：
其中R1係選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6 至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C1至C6烷基胺基；R2-5係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、及一C4至C10芳基所組成之群組；R係選自氫或甲基；n=2或3；及規定R及R3-5不能皆為氫。
於另一態樣中，本發明係有關包含至少一下列特徵之一氧化矽膜：至少約2.1克/立方公分之一密度；如在HF比水為1：100的稀氫氟酸(0.5wt% dHF)之一溶液中量測的一濕蝕刻率小於約2.5Å/s；上至6MV/cm的漏電低於約1 e-8A/cm2；及如以SIMS量測之一氫不純物低於約4 e21原子/立方公分。
本發明之具體例能單獨或互相組合使用。
圖1提供每循環的成長速率(GPC)對前驅物脈衝時間的變化，其係使用實施例3所述在溫度100℃之1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷及氧電漿，及使用實施例4所述在溫度100℃之1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷及氧電漿，展現1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷及1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷兩者皆適 用於ALD或PEALD之應用。
圖2提供每循環的成長速率(GPC)對氧電漿時間的變化，其係使用實施例3所述在溫度100℃之1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷及氧電漿，及使用實施例4所述在溫度100℃之1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷及氧電漿，展現1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷及1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷兩者皆適用於PEALD之應用。
所有的參考文獻，包括出板品、專利申請案及專利，其之揭示內容在此以引用至相同程度的方式將其併入本文，宛如每一參考文獻個別地和特定地指示引用方式併入及將其全文記載在本文。
「一」和「該」用語及在描述本發明的上下文相似的概念(尤其在後附的申請專利範圍之上下文)之使用係被解讀為涵蓋單數的及複數的，除非在此有指示或上下文明顯地矛盾。「包括」、「具有」、「包含」、「含有」係被解讀為開放式用語(亦即，意味「包括，但不限於」)，除非有註記。本文的數值範圍之引用，係只是意圖作為個別地引用至落入範圍內的每一個分開的數值的簡略的表達方法，除非在本文中有指示，及每一個分開的數值係併入說明書中，宛如其係個別地引用至全文。全文描述的所有方法可以任何合適的次序進行，除非在本文中有指示或上下文有明顯的矛盾。在此提供的任何及所有的實施例或示範性語言(例如，「諸如」)係只是意圖 較好說明本發明，及不表示在本發明範圍之一限制，除非有要求。在說明書中，沒有語言應被解讀為指示任何非請求的元件為對於本發明之實施為基本的。
在此描述此發明之較佳實施例，包括對本發明人用於進行本發明之已知的最佳模式。那些較佳具體例之變化，對於熟悉本技術領域之通常知識者研讀在前的描述可成為明顯的。本發明人期望熟練技術人士適當使用如此變化，及本發明人意圖本發明不是如特定地在此描述就被實施。於是，此發明包括所有的改良及適用的法律所允許引用在附上的申請專利範圍中的主題事物的相等物。再者，上述元件之任何組合以其之所有可能的變化係由本發明涵蓋，除非在此有指示或有明顯的上下文矛盾。
本文描述的是有關在一些具體例中使用大約300℃或更低之一或多個溫度、或在其他具體例中自約25℃至約600℃，形成化學計量或非化學計量的包含矽和氧之膜或材料的方法，該膜或材料諸如，但不限於，一氧化矽、一碳摻雜氧化矽膜、一氮氧化矽、一碳摻雜氮氧化矽膜或其之組合。本文描述的該膜係以諸如一原子層沉積(ALD)或以一原子層沉積類製程諸如，但不限於，一電漿增強ALD或一電漿增強循環化學氣相沉積製程(CCVD)之一沉積製程沉積。本文描述之該低溫沉積(例如，一或多個自約環境溫度(大約25℃)至600℃的沉積溫度)方法提供展示至少一或多個以下優點之膜或材料：大約2.1克/立方公分或更大的密度、低的化學不純物、於熱原子層沉積、電漿增強原子層沉積(ALD)製程或電漿增強ALD類製程中之 高共形、調整所得膜中碳含量之能力；及/或當於0.5wt%稀氫氟酸中量測，膜具有5埃每秒(Å/sec)或更小之蝕刻率。對於碳摻雜氧化矽膜，希望大於1wt.%碳以調整蝕刻率至低於2埃/秒之數值，另外其他特徵諸如，但不限於，大約1.8克/立方公分或更大、大約2.0克/立方公分或更大的密度。
本發明可使用本技術已知的設備實行。例如，本發明方法可使用半導體製造技術中傳統的一反應器。
於一態樣中，本發明之組合物包含至少一有機胺碳矽烷作為矽前驅物化合物使用在氣相沉積，其中該至少一有機胺碳矽烷化合物具有至少一SiH2或SiMeH基及以式A結構表示：
其中R1係選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C1至C6烷基胺基；R2-5係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環 炔基、及一C4至C10芳基所組成之群組；R係選自氫或甲基；n=2或3；及規定R及R3-5不能皆為氫。
在式A的一些具體例中，R1和R2鍵聯在一起以形成一環。在一特別具體例中，R1和R2係選自一直鏈或一分支鏈C3至C6烷基及鍵聯以形成一環狀環。在式A的替代具體例中，R1和R2未鍵聯在一起以形成一環。在式A的某些具體例中，R1和R2係相同。在其他具體例中，R1和R2係不相同。在一特別具體例中，R1和R2係獨立選自一直鏈或一分支鏈C1至C10烷基，諸如甲基、乙基、異丙基、仲丁基、叔丁基；R3-5係獨立選自氫或C1烷基，亦即甲基。
本文所述之該有機胺碳矽烷前驅物展示反應性和穩定性的平衡，使它們理想地適合作為在微電子裝置製造製程中的CVD或ALD前驅物。關於反應性，此發明中的該有機胺碳矽烷只具有一個有機胺基，在ALD製程期間，當該有機胺碳矽烷前驅物與羥基反應時，其有助於Si-O-SH2或Si-O-SHR(較佳R=甲基)之形成。無意圖受一特別的理論限制，咸信SiH2或SHMe之較小的足跡，尤其是SH2允許更多具有Si-(CH2)2-Si或Si-(CH2)3-Si的含矽碎片鍵聯而錨定，因此相較於傳統只具有矽原子的矽前驅物，可提供較高的每循環成長速率。某些前驅物可能具有太高而無法氣化的沸點，及遞送至該反應器在一基材上沉積成一膜，所以較佳選擇較小的有機胺基及較小的烷基以提供具有250℃或更低的沸點，較佳200℃或更低的沸點之前驅物。習知技術所揭示之具有二或多個有機胺基能明顯增加沸點，具有較高相對沸點之前驅物需要遞送容器及管線在一給定的真空下，必須被加熱在該 前驅物沸點或以上，以避免冷凝或粒子形成在容器、管線或兩者之中。至於穩定性，其他前驅物當它們降解時可形成矽烷(SiH4)或二矽烷(Si2H6)。矽烷在室溫會自燃，或它可以自發燃燒，其呈現安全和處理議題。再者，矽烷或二矽烷及其他副產物之形成會減少該前驅物的純度程度，及像在化學純度1-2wt.%一樣小的改變，對於可信賴的半導體製造而言可能被考慮為不能接受。在某些具體例，具有本文所述之式I的該有機胺碳矽烷前驅物，在儲存6個月一段時間或更久、或一年或更久之後包括2重量%或更少、或1wt.%或更少、或0.5wt.%或更少的副產物，其指示穩定的儲存壽命。除了上述的優點，在某些實施例中，諸如用於使用一ALD、ALD類、PEALD或CCVD沉積方法沉積一氧化矽或氮化矽或矽膜，本文所述之該有機胺碳矽烷前驅物可以在相對低的沉積溫度，例如500℃或更少、或400℃或更少、或300℃或更少、200℃或更少、100℃或更少、或50℃或更少，沉積高密度材料。
於另一態樣中，提供一組合物，包含：(a)至少一有機胺碳矽烷化合物，具有連接至包括由下式A表示之一化合物的一有機胺官能性之至少一SiH2或SiMeH基：
其中R1係選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至 C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C1至C6烷基胺基；R2-5係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、及一C4至C10芳基所組成之群組；R係選自氫或甲基；n=2或3；及規定R及R3-5不能皆為氫；及(b)一溶劑。
於本文描述的該組合物之某些具體例中，示範性的溶劑可包括，但不限於，醚類、叔胺、烷基烴、芳香烴、叔胺醚及其之組合。於某些具體例中，該有機胺碳矽烷的沸點與該溶劑的沸點之間的差異係40℃或更少。在式A的某些具體例中，R1和R2鍵聯在一起以形成一環。在一特別具體例中，R1和R2係選自一直鏈或一分支鏈C3至C6烷基及鍵聯以形成一環狀環。在式A的替代具體例中，R1和R2未鍵聯在一起以形成一環。在式A的某些具體例中，R1和R2係相同。在其他具體例中，R1和R2係不相同。在一特別具體例中，R1和R2係獨立選自一直鏈或一分支鏈C1至C10烷基，諸如甲基、乙基、異丙基、仲丁基、叔丁基；R3-5係獨立選自氫或C1烷基，亦即甲基。
於另一具體例中，本發明提供一種用於沉積包括矽和氧之一膜在一基材上的方法，包括以下步驟：a)提供一基材在一反應器中； b)將具有本文所述之式A的至少一矽前驅物導入該反應器中；c)使用沖洗氣體沖洗該反應器；d)將一含氧源導入該反應器中；及e)使用一沖洗氣體沖洗該反應器。
於上述之該方法中，步驟b至e被重複，直到沉積一所欲膜厚在該基材上。
於一較佳具體例中，本發明之方法係經由一ALD製程進行，其使用包括一電漿之一含氧源，其中該電漿可更包含一惰性氣體，諸如以下一或多個：具有或未具惰性氣體之一氧電漿、具有或未具惰性氣體之一水蒸氣電漿、具有或未具惰性氣體之一氧化氮(例如，N2O、NO、NO2)電漿、具有或未具惰性氣體之一氧化碳(例如，CO2、CO)電漿及其之組合。
該含氧電漿源可現址或遠方擇一產生。於一特別具體例，該含氧源包括氧，及於方法步驟b至d期間，連同其他反應劑諸如，但不限於，該至少一矽前驅物及選擇性地一惰性氣體流動或導入。
於一特別具體例中，式A中的R2-5包括一氫或一甲基。另外，由式A表示的示範性的前驅物係列在表1中。
在上式中及通篇描述，「烷基」一詞表示具有自1至10之碳原子之一直鏈或一分支鏈官能基。示範性直鏈烷基包括，但不限於，甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基。示範性分支鏈烷基包括，但不限於，異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基、異戊基、叔戊基、異己基及新己基。於某些具體例中，該烷基可具有一或多個官能基與之連接，諸如，但不限於，烷氧基、二烷胺基或其之組合與之連接。於其他具體例中，該烷基不具有一或多個官能基與之連接。該烷基可為飽和的或不飽和的擇一。
在上式中及通篇描述，「環烷基」一詞表示具有自4至10之碳原子之一環狀官能基。示範性環烷基包括，但不限於，環丁基、環戊基、環己基及環辛基。
在上式中及通篇描述，「烯基」一詞表示具有一或多個碳-碳雙鍵之一官能基，及具有自2至10個、或自2至10個、或自2至6個之碳原子。
在上式中及通篇描述，「炔基」一詞表示具有一或多個碳-碳三鍵之一官能基，及具有自3至10個、或自2至10個、或自2至6個之碳原子。
在上式中及通篇描述，「二烷基胺基或烷基胺基」一詞表示具有二個烷基連接至一氮原子或一個烷基連接至一氮原子之一官能基，及具有自1至10個、或自2至6個、或自2至4個之碳原子。範例包括，但不限於，甲基胺類、叔丁基胺類、二甲基胺類、甲基乙基胺類、二乙基胺類、二異丙基胺類。
在上式中及通篇描述，「芳基」一詞表示具有自4至10個之碳原子、自5至10個之碳原子、或自6至10個之碳原子之一芳香族環狀官能基。示範性芳基包括，但不限於，苯基、苯甲基、氯苯甲基、甲苯基、鄰-二甲苯、1,2,3-三唑基、吡咯基及呋喃基。
本發明的式A化合物可以藉由以下反應式(1)至(4)產生：
式(1)至(4)的反應可具有(例如，存在有)或不具(例如，不存在)有機溶劑下進行。在其中使用一有機溶劑之具體例中，適合的有機溶劑之範例包括，但不限於，碳氫化合物諸如己烷、辛烷、甲苯，及醚類諸如乙醚及四氫呋喃(THF)。於這些及其他具體例中，假如使用一溶劑，反應溫度係自約-70℃至所使用溶劑的沸點之範圍。該所得的矽前驅物化合物可被純化，例如，在移除所有副產物及假如存在的任何溶劑之後，經由真空蒸餾。
式(1)及(4)係作成具有式A的矽前驅物化合物之一示範性合成路徑，其涉及文獻所述之鹵化三烷基矽烷與一級或二級胺之間的反應。也可使用其他諸如式(5)及(8)的合成路徑作成這些習知技術所揭示之具有式A的矽前驅物化合物。
使用於本發明之方法的觸媒係提高矽-氮鍵之形成，亦即脫氫偶合觸媒。可用於本文所述之方法的示範性觸媒包括，但不限於下列：鹼土金屬觸媒；無鹵化物之主要基團，過渡金屬，鑭化物及錒系元素觸媒；及含鹵化物之主要基團，過渡金屬，鑭化物及錒系元素觸媒。
示範性的鹼土金屬觸媒包括，但不限於下列：Mg[N(SiMe3)2]2、ToMMgMe[ToM=参(4,4-二甲基-2-噁唑啉基)苯基硼酸鹽]、ToMMg-H、ToMMg-NR2(R=氫、烷基、芳基)、Ca[N(SiMe3)2]2、[(dipp-nacnac)CaX(四氫呋喃)]2(dipp-nacnac=CH[(CMe)(2,6- i Pr2-C6H3N)]2；X=氫、烷基、碳矽、有機胺)、Ca(CH2Ph)2、Ca(C3H5)2、Ca(α-Me3Si-2-(Me2N)-苄基)2(四氫呋 喃)2、Ca(9-(Me3Si)-茀基)(α-Me3Si-2-(Me2N)-苄基)(四氫呋喃)、[(Me3TACD)3Ca3(μ 3-H)2]+(Me3TACD=三甲基-1,4,7-三氮雜環十二烷)、Ca(η2-Ph2CNPh)(hmpa)3(hmpa=六甲基磷醯胺)、Sr[N(SiMe3)2]2，及其他M2+鹼土金屬醯胺類、M2+鹼土金屬亞胺類、M2+鹼土金屬烷類、M2+鹼土金屬氫化物、及M2+鹼土金屬碳矽化物之複合物(M=鈣、鎂、鍶、鋇)。
示範性的無鹵化物之主要基團，過渡金屬，鑭化物及錒系元素觸媒包括，但不限於下列：1,3-二-異丙基-4,5-二甲基咪唑-2-亞基、2,2'-二吡啶基、菲咯啉基、B(C6F5)3、BR3(R=直鏈、分支鏈、或環狀C1至C10烷基、一C5至C10芳基、或一C1至C10烷氧基)、AlR3(R=直鏈、分支鏈、或環狀C1至C10烷基、一C5至C10芳基、或一C1至C10烷氧基)、(C5H5)2TiR2(R=烷基、氫、烷氧基、有機胺基、碳矽基)、(C5H5)2Ti(OAr)2[Ar=(2,6-(iPr)2C6H3)]、(C5H5)2Ti(SiHRR')PMe3(其中R、R'各自獨立選自H、Me、Ph)、TiMe2(dmpe)2(dmpe=1,2-雙(二甲基膦)乙烷)、雙(苯)鉻(0)、Cr(CO)6、Mn2(CO)12、Fe(CO)5、Fe3(CO)12、(C5H5)Fe(CO)2Me、Co2(CO)8、醋酸鎳(II)、乙醯丙酮鎳(II)、雙(環辛二烯)鎳、[(dippe)Ni(μ-H)]2(dippe=1,2-雙(二-異-丙基膦)乙烷)、(R-茚基)Ni(PR'3)Me(R=1-iPr、1-SiMe3、1,3-(SiMe3)2；R'=Me、Ph)、[{Ni(η-CH2：CHSiMe2)2O}2{μ-(η-CH2：CHSiMe2)2O}]、醋酸銅(I)、CuH、[参(4,4-二甲基-2-噁唑啉基)苯基硼酸鹽]ZnH、(C5H5)2ZrR2(R=烷基、氫、烷氧基、有機胺基、碳矽基)、Ru3(CO)12、 [(Et3P)Ru(2,6-二均三甲苯基噻吩鹽)][B[3,5-(CF3)2C6H3]4]、[(C5Me5)Ru(R3P)x(NCMe)3-x]+(其中R係選自直鏈、分支鏈、或環狀C1至C10烷基、及一C5至C10芳基；x=0、1、2、3)、Rh6(CO)16、参(三苯基膦)羰基氫銠(I)、Rh2H2(CO)2(dppm)2(dppm=雙(二苯基膦)甲烷)、Rh2(μ-SiRH)2(CO)2(dppm)2(R=Ph、Et、C6H13)、Pd/C、参(二亞苄基丙酮)二鈀(0)、肆(三苯基膦)鈀(0)、醋酸鈀(II)、(C5H5)2SmH、(C5Me5)2SmH、(THF)2Yb[N(SiMe3)2]2、(NHC)Yb(N(SiMe3)2)2[NHC=1,3-雙(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亞基)]、Yb(η2-Ph2CNPh)(hmpa)3(hmpa=六甲基磷醯胺)、W(CO)6、Re2(CO)10、Os3(CO)12、Ir4(CO)12、(乙醯丙酮)二羰基銥(I)、Ir(Me)2(C5Me5)L(L=PMe3、PPh3)、[Ir(環辛二烯)OMe]2、PtO2(亞當斯觸媒)、碳上有鉑(Pt/C)、碳上有釕(Ru/C)、碳上有鈀、碳上有鎳、碳上有鋨、鉑(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷(卡斯特觸媒)、雙(三-叔-丁基膦)鉑(0)、Pt(環辛二烯)2、[(Me3Si)2N]3U][BPh4]、[(Et2N)3U][BPh4]，以及其他無鹵化物Mn+複合物(M=鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鈀、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、鈾；n=0、1、2、3、4、5、6)。
示範性的含鹵化物之主要基團，過渡金屬，鑭化物及錒系元素觸媒包括，但不限於下列：BX3(X=F、Cl、Br、I)、BF3˙OEt2、AlX3(X=F、Cl、Br、I)、(C5H5)2TiX2(X=F、 CI)、[Mn(CO)4Br]2、NiCl2、(C5H5)2ZrX2(X=F、Cl)、PdCl2、PdI2、CuCl、CuI、CuF2、CuCl2、CuBr2、Cu(PPh3)3Cl、ZnCl2、[(C6H6)RuX2]2(X=Cl、Br、I)、(Ph3P)3RhCl(威爾金森觸媒)、[RhCl(環辛二烯)]2、二-μ-氯-四羰二銠(I)、雙(三苯基膦)銠(I)、羰基氯化物、NdI2、SmI2、DyI2、(POCOP)IrHCl(POCOP=2,6-(R2PO)2C6H3；R=iPr、nBu、Me)、H2PtCl6˙nH2O(斯皮爾斯觸媒)、PtCl2、Pt(PPh3)2Cl2，以及其他無鹵化物Mn+複合物(M=鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鈀、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、鈾；n=0、1、2、3、4、5、6)。
根據本發明之具有式A的矽前驅物化合物及包括根據本發明之具有式A的該矽前驅物化合物之組合物，較佳實質上不含鹵化物離子。如本文所使用，「實質上不含」一詞，當其關於鹵化物離子(或鹵化物)諸如，例如氯化物(亦即，含氯化物種類，諸如HCl或具有至少一Si-Cl鍵之矽化合物)及氟化物、溴化物及碘化物，表示以ICP-MS量測小於5ppm(以重量計)，較佳以ICP-MS量測小於3ppm，及更佳以ICP-MS量測小於1ppm，及最佳以ICP-MS量測為0ppm。氯化物係已知作為用於具有式A的矽前驅物化合物之分解觸媒。最終產物中的顯著程度的氯化物可引起該矽前驅物化合物的降解。該矽前驅物化合物逐漸的降解，可能直接衝擊膜沉積製程，對於半導體製造商，難於符合膜的規格。另外，保存壽命或穩定性被該矽前驅物 化合物之較高的降解率負面地衝擊，所以難以保證1-2年的保存壽命。因此，該矽前驅物化合物的加速分解呈現出與這些可燃及/或自燃氣態副產物之形成相關的安全性及操作的憂慮。該矽前驅物化合物逐漸的降解，可能直接衝擊膜沉積製程，對於半導體製造商，難於符合膜的規格。具有式A的該矽前驅物化合物，係較佳實質上不含金屬離子諸如，Li+、Al3+、Fe2+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、Cr3+。如本文所使用，「實質上不含」一詞，當其關於Li、Al、Fe、Ni、Cr表示以ICP-MS量測小於5ppm(以重量計)，較佳小於3ppm，及更佳小於1ppm，及最佳為0.1ppm。於一些具體例，具有式A的該矽前驅物化合物係不含金屬離子諸如，Li+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、Cr3+。如本文所使用，「不含」一詞，當其關於Li、Al、Fe、Ni、Cr、貴重金屬，諸如Ru或Pt(釕(Ru)或鉑(Pt)可以是來自用於該合成中的釕或鉑觸媒的不純物)表示以ICP-MS量測為0ppm(以重量計)。
對於其中本文所述之具有式A的矽前驅物係使用於包括一溶劑及本文所述之具有式A的矽前驅物之一組合物中的該些具體例，所選擇的該溶劑或其之混合物不與該矽前驅物反應。在該組合物中以重量百分比計的溶劑量係介於自0.5wt%至99.5wt%或自10wt%至75wt%。於此或其他具體例中，該溶劑具有相似於式A之該矽前驅物的沸點之一沸點(b.p.)，或該溶劑的沸點與式A之該矽前驅物的沸點之間的差異係40℃或更少、30℃或更少、或20℃或更少、或10℃或更少。或者，該些沸點之間的差異介於自任何以下一或多個端點：0、10、20、30或40℃。沸點差異之適合範圍的範例包括，但不限於，0 至40℃、20℃至30℃、或10℃至30℃。在該組合物中之適合溶劑的範例包括，但不限於，一醚類(諸如1,4-二噁烷、二丁基醚)、一叔胺類(諸如吡啶、1-甲基呱啶、1-乙基呱啶、N,N'-二甲基哌嗪、N,N,N',N'-四甲基乙二胺)、一腈類(諸如苯甲腈)、一烷基烴(諸如辛烷、壬烷、癸烷、乙基環己烷)、一芳香烴(諸如甲苯、均三甲苯)、一叔胺基醚(諸如雙(2-二甲基胺乙基)醚)、或其之混合物。
於通篇描述中，「ALD或ALD類」一詞參考一製程包括，但不限於，以下製程：a)包括一矽前驅物及一反應性氣體的每一個反應物依序導入一反應器，諸如一單一晶圓ALD反應器、半批次ALD反應器、或批次爐式ALD反應器中；b)包括該矽前驅物及該反應性氣體的每一個反應物係被暴露至一基材，藉由移動或轉動該基材至該反應器之不同區段及每一區段係以惰性氣體簾幕分開，亦即空間性的ALD反應器或捲對捲ALD反應器。
於某些具體例中，使用本文描述之方法所沉積的氧化矽或碳摻雜氧化矽膜係在包括臭氧、水(H2O)(例如去離子水、純化水及/或蒸餾水)、氧(O2)、氧電漿、NO、N2O、NO2、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)及其之組合的含氧源存在下被形成。該含氧源係通過例如一現址或遠方電漿產生器，以提供包括氧諸如一氧電漿、包含氧氣及氬氣之一電漿、包含氧氣及氦氣之一電漿、一臭氧電漿、一水電漿、一氧化二氮電漿、或二氧化碳電漿的含氧電漿源。於某些具體例，該含氧電漿源包括一含氧源氣體，其以介於自約1至約2000標準立方公分(sccm)或自約1至約1000sccm之一流率導入該反 應器中。該含氧電漿源可導入達介於自約0.1至約100秒之一時間。於一特別具體例，該含氧電漿源包括具有10℃或更高之一溫度的水。於其中該膜係以一PEALD或一電漿增強循環式CVD製程沉積之具體例中，該前驅物脈衝可具有一脈衝歷程，其大於0.01秒(例如，約0.01至約0.1秒、約0.1至約0.5秒、約0.5至約10秒、約0.5至約20秒、約1至約100秒)取決於該ALD反應器的體積，及該含氧電漿源可具有小於0.01秒(例如，約0.001至約0.01秒)之一脈衝歷程。
本文揭示的沉積方法可涉及一或多個沖洗氣體。用於清出未消耗的反應物及/或反應副產物的該沖洗氣體，係不與該前驅物反應的一惰性氣體。示範性的沖洗氣體包括，但不限於，氬氣(Ar)、氮氣(N2)、氦氣(He)、氖氣、氫氣(H2)及其之混合物。於某些具體例中，一沖洗氣體諸如氬氣係以介於自約10至約2000sccm之一流率，供應進入該反應器持續約0.1至1000秒，藉以沖洗未反應物質及任何可能殘留在該反應器中的副產物。
供給該前驅物、含氧源及/或其他前驅物、源氣體及/或反應劑的個別步驟，可藉由改變供給它們的時間以改變所得介電膜之化學計量組合物進行。
施加能源至該至少一矽前驅物、含氧源或其之組合，以引發反應及在該基材上形成該介電膜或塗層。如此的能源能以，但不限於，熱、電漿、脈衝電漿、螺旋波電漿、高密度電漿、感應耦合電漿、X-射線、電子束、光子、遠方電漿法及其之組合提供。於某些具體例中，一輔助性RF頻率源可被用於改良該基材表面的電漿特性。 於其中該沉積涉及電漿之具體例中，該電漿產生製程可包括一直接電漿產生製程，其中電漿係直接在該反應器中產生，或可替代地，一遠方電漿產生製程，其中電漿係在該反應器外面產生及供應進入該反應器。
該至少一矽前驅物可以各種不同的方法遞送至該反應室，諸如一電漿增強循環式CVD或PECVD反應器或一批次爐式反應器中。於一具體例中，可以使用一液體遞送系統。於一替代的具體例中，可以使用一組合的液體遞送及閃蒸製程單元諸如，例如由位於明尼蘇達州的岸景之MSP公司製造的渦輪蒸發器可使低揮發性材料以容積遞送，其導致可重複性的輸送及沉積而無前驅物之熱分解。於一液體遞送配方，本文描述之前驅物可以整潔的液體形式遞送，或可替代地可使用溶劑配方或包括前驅物之組合物。因此，於某些具體例，該前驅物配方可包括以一給定端用途應用之所希望及有利的適合特性的溶劑成份以形成在基材上的一膜。
對於其中本文所述之該至少一矽前驅物係使用於包括一溶劑及本文所述之一至少一矽前驅物之一組合物中的該些具體例，所選擇的該溶劑或其之混合物不與該矽前驅物反應。在該組合物中以重量百分比計的溶劑量係介於自0.5wt%至99.5wt%或自10wt%至75wt%。於此或其他具體例中，該溶劑具有相似於該至少一矽前驅物的沸點之一沸點(b.p.)，或該溶劑的沸點與該至少一矽前驅物的沸點之間的差異係40℃或更少、30℃或更少、或20℃或更少、或10℃或更少。或者，該些沸點之間的差異介於自任何以下一或多個端點：0、 10、20、30或40℃。沸點差異之適合範圍的範例包括，但不限於，0至40℃、20℃至30℃、或10℃至30℃。在該組合物中之適合溶劑的範例包括，但不限於，一醚類(諸如1,4-二噁烷、二丁基醚)、一叔胺類(諸如吡啶、1-甲基呱啶、1-乙基呱啶、N,N'-二甲基哌嗪、N,N,N',N'-四甲基乙二胺)、一腈類(諸如苯甲腈)、一烷基烴(諸如辛烷、壬烷、癸烷、乙基環己烷)、一芳香烴(諸如甲苯、均三甲苯)、一叔胺基醚(諸如雙(2-二甲基胺乙基)醚)、或其之混合物。
如先前所述，該至少一矽前驅物的純度等級係充份高足於為可信賴的半導體製造所接受。於某些具體例中，本文描述的該至少一矽前驅物包括小於2%重量、或小於1%重量、或小於0.5%以重量計之以下一或多個不純物：不含胺類、不含鹵化物或鹵素離子、及較高分子量的種類。本文所述之矽前驅物的較高純度等級可通過以下一或多個製程得到：純化、吸附及/或蒸餾。
於本文所述之該方法的一具體例中，可使用一電漿增強循環式沉積製程，諸如PEALD類或PEALD，其中沉積係使用該至少一矽前驅物及一氧源進行。該PEALD類製程係定義如一電漿增強循環式CVD製程，但仍然提供高共形的氧化矽膜。
於某些具體例中，自該前驅物罐連接至反應室的氣體管線係加熱至取決於製程需要的一或多個溫度，及該至少一矽前驅物的容器係保持在用於起泡之一或多個溫度。於其他具體例中，包括該至少一矽前驅物之一溶液係注射進入保持在用於直接液體注射的一或多個溫度之一蒸發器。
可使用一氬氣及/或其他氣體流作為一載氣，於該前驅物脈衝期間幫助遞送至少一矽前驅物之蒸氣至反應室。於某些具體例中，該反應室製程壓力係大約50mTorr至10Torr。於其他具體例中，該反應室製程壓力可以上達至760Torr(例如，大約50mtorr至大約100Torr)。
在一典型的PEALD或一PEALD類製程諸如一PECCVD製程，該基材諸如一氧化矽基材在一反應室中的加熱器平台上加熱，其一開始即暴露至該矽前驅物以允許複合物化學吸附在該基材的表面上。
一沖洗氣體，諸如氬氣自該製程室沖洗出未吸收的過量複合物。充分沖洗之後，一含氧源可導入反應室與該吸收表面反應，接著以另一氣體沖洗自該室移除反應副產物。可重複該製程循環，以達成所欲膜厚。於一些情況中，抽吸可以使用惰性氣體取代沖洗，或可使用兩者以移除未反應的矽前驅物。
於此或其他具體例中，將瞭解本文所述之方法的步驟，可以不同次序進行，可依序進行，可同時(例如，在另外步驟的至少一部份期間)及其之任何組合進行。供給該前驅物及含氧源氣體的個別步驟，可藉由改變供給它們的時間歷程以改變所得介電膜之化學計量組合物進行。而且，前驅物或氧化劑步驟之後的沖洗時間可以最小化至<0.1秒，所以可以改善生產量。
本文所述方法之一特別具體例，沉積一高品質氧化矽膜在一基材上，包括以下步驟： a.提供一基材於一反應器中；b.將至少一具有本文所述之式A的矽前驅物導入該反應器中；c.使用沖洗氣體沖洗反應器，以移除至少一部分未吸收的前驅物；d.將一含氧電漿源導入該反應器中；及e.使用沖洗氣體沖洗反應器，以移除至少一部分未反應的含氧源，其中步驟b至e被重複直到一所欲厚度的氧化矽膜被沉積。
本文所述的又一方法係使用具有如上定義之由式A表示之結構的一有機胺碳矽烷化合物及一氧源，形成一碳摻雜氧化矽膜。
又另一示範性的製程係描述如下：a.提供一基材於一反應器中；b.接觸產生自選自由本文所述之式A之一有機胺碳矽烷化合物的蒸氣，具有或未具共流的一氧源化學吸附該前驅物在該加熱的基材上；c.沖洗出任何未吸收的前驅物；d.導入一氧源在該加熱基材上與該被吸附的前驅物反應；及e.沖洗出任何未反應的氧源，其中步驟b至e被重複直到一所欲厚度被達到。
可使用各種不同商業的ALD反應器，諸如單一晶圓、半批次、批次爐式或捲對捲反應器沉積該固態氧化矽或碳摻雜氧化 矽。
於一具體例中，本文描述的方法之製程溫度係使用以下一或多個溫度端點：0、25、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275及300℃。示範性的溫度範圍包括，但不限於以下：自約0℃至約300℃；或自約25℃至約300℃；或自約50℃至約290℃；或自約25℃至約250℃；或自約25℃至約200℃。於其他具體例中，本文描述的方法之製程溫度係使用以下一或多個溫度端點：350、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575及600℃。示範性的溫度範圍包括，但不限於以下：自約300℃至約400℃；或自約400℃至約500℃；或自約500℃至約600℃。
於另一態樣中，提供一種通過可流動氣相沉積(FCVD)沉積一含矽膜的方法，該方法包括：放置包含有一表面特徵之一基材於一反應器中，其中該基材係維持在介於自約-20℃至約400℃的一或多個溫度，以及該反應器之一壓力被維持在100托或更少；導入至少一式A的化合物；
其中R1係選自一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10 環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C1至C6烷基胺基；R2-5係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C1至C10烷基、一直鏈或分支鏈C3至C10烯基、一直鏈或分支鏈C3至C10炔基、一C1至C6二烷基胺基、一C6至C10芳基、一C3至C10環烷基、一分支鏈C4至C10環烷基、一C3至C10環烯基、一分支鏈C4至C10環烯基、一C3至C6環炔基、一分支鏈C3至C6環炔基、及一C4至C10芳基所組成之群組；R係選自氫或甲基；及n=2或3；提供一氧源進入該反應器中與該至少一化合物反應，以形成一膜及覆蓋至少一部份該表面特徵；使該膜於約100℃至1000℃之一或多個溫度退火，以塗佈至少一部份該表面特徵；及使用一氧源，在介於自約20℃至約1000℃之一或多個溫度下處理該基材，以形成一含矽膜在至少一部份該表面特徵上。於某些具體例中，該氧源係選自由水蒸氣、水電漿、臭氧、氧、氧電漿、氧/氦電漿、氧/氬電漿、氧化氮電漿、二氧化碳電漿、過氧化氫、有機過氧化物及其之混合物所組成之群組。於此或其他具體例中，該方法步驟被重複直到該表面特徵被填滿該含矽膜。於其中使用水蒸氣作為一氧源之具體例中，該基材溫度介於自約-20℃至約40℃或自約-10℃至約25℃。
本文所述方法之又另一具體例中，該膜或原沉積膜係接受一處理步驟。該處理步驟可於至少一部份沉積步驟期間、沉積步 驟之後、及其之組合進行。範例性的處理步驟包括，但不限於，經由高溫熱退火處理；電漿處理；紫外(UV)光處理；雷射；電子束處理及其之組合而影響該膜之一或多個性質。使用具有本文所述之式A的矽前驅物沉積的膜，當相較於使用先前揭示的矽前驅物，於相同條件下具有諸如，但不限於，較在處理步驟之前的膜濕蝕刻率低的一濕蝕刻率，或較在處理步驟之前的密度高的一密度之改善的性質。在一特別的具體例中，在沉積製程期間，原沉積膜是間歇性處理。這些間歇性或沉積中期可在例如每一ALD循環之後、某些ALD數目之後，諸如，但不限於，一(1)ALD循環、二(2)ALD循環、五(5)ALD循環、或每十(10)或更多ALD循環之後進行。
於其中該膜係使用一高溫退火步驟處理之一具體例中，該退火溫度係至少100℃或大於沉積溫度。於此或其他具體例中，該退火溫度係介於自約400℃至約1000℃。於此或其他具體例，該退火處理可於一真空(<760Torr)、惰性環境或在含氧環境(諸如H2O、N2O、NO2或O2)進行。
於其中該膜係以UV處理進行處理之一具體例中，膜係暴露至寬帶UV或可替代地具有一波長介於自約150奈米(nm)至約400奈米。於一特別具體例中，該原沉積膜於到達一所欲膜厚之後係暴露至在一不同室的UV而不是該沉積室。
於其中該膜係使用電漿處理之一具體例中，諸如SiO2或碳摻雜SiO2之鈍化層係沉積以避免後續電漿處理中氯及氮污染滲透膜。該鈍化層可使用原子層沉積或循環化學氣相沉積進行沉積。
於其中該膜係使用一電漿處理之一具體例中，該電漿源係選自由氫電漿、包含氫及氦之電漿、包含氫及氬之電漿所組成之群組。氫電漿降低膜介電常數及增強對接著的電漿灰化製程損害抗性，而仍然保持整體中的碳含量幾乎不變。
無意圖受一特別的理論限制，咸信具有如以上定義的式A之有機胺碳矽烷化合物能通過有機胺官能基與羥基反應，錨定在基材表面上以提供Si-(CH2)n-Si碎片，其中該-(CH2)n-碎片於後續氧化製程期間容易移除，相較於傳統的矽前驅物，諸如只具有一個矽原子的雙(叔-丁基胺)矽烷或雙(二乙基胺)矽烷，允許該第二個矽原子錨定在該表面上，及因此可促進氧化矽或碳摻雜氧化矽的成長速率。
於某些具體例中，本文所定義之式A的矽前驅物也能使用作為含金屬膜諸如，但不限於，金屬氧化物膜或金屬氮化物膜之一摻雜劑。於這些具體例中，該含金屬膜係使用ALD或CVD製程，諸如本文所述的那些製程，使用金屬烷氧化物、金屬醯胺類或揮發性有機金屬前驅物沉積。可使用於本文所述之方法的適合金屬烷氧化物前驅物之範例包括，但不限於，第3至6族金屬烷氧化物、具有烷氧基及烷基取代的環戊二烯配位基之第3至6族金屬複合物、具有烷氧基及烷基取代的吡咯配位基之第3至6族金屬複合物、具有烷氧基及二酮酸鹽配位基之第3至6族金屬複合物、具有烷氧基及二酮酸酯配位基之第3至6族金屬複合物；可使用於本文所述之方法的適合金屬醯胺類前驅物之範例包括，但不限於，肆(二甲基胺)鋯(TDMAZ)、肆(二乙基胺)鋯(TDEAZ)、肆(甲基乙基胺)鋯(TEMAZ)、肆(二甲基胺)鉿 (TDMAH)、肆(二乙基胺)鉿(TDEAH)及肆(甲基乙基胺)鉿(TEMAH)、肆(二甲基胺)鈦(TDMAT)、肆(二乙基胺)鈦(TDEAT)、肆(甲基乙基胺)鈦(TEMAT)、叔-丁基亞胺三(二乙基胺)鉭(TBTDET)、叔-丁基亞胺三(二甲基胺)鉭(TBTDMT)、叔-丁基亞胺三(甲基乙基胺)鉭(TBTEMT)、乙基亞胺三(二乙基胺)鉭(EITDET)、乙基亞胺三(二甲基胺)鉭(EITDMT)、乙基亞胺三(甲基乙基胺)鉭(EITEMT)、叔-戊基亞胺三(二甲基胺)鉭(TAIMAT)、叔-戊基亞胺三(二乙基胺)鉭、伍(二甲基胺)鉭、叔-戊基亞胺三(甲基乙基胺)鉭、雙(叔-丁基亞胺)雙(二甲基胺)鎢(BTBMW)、雙(叔-丁基亞胺)雙(二乙基胺)鎢、雙(叔-丁基亞胺)雙(甲基乙基胺)鎢及其之組合。可使用於本文所述之方法的適合有機金屬前驅物之範例包括，但不限於，第3族金屬環戊二烯類或烷基環戊二烯類。本文示範性的第3至6族金屬包括，但不限於，釔、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鉺、鐿、鎦、鈦、鉿、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬及鎢。
於某些具體例中，本文所述之含矽膜具有6或更少、5或更少、4或更少、及3或更少的一介電常數。於這些或其他具體例中，該膜可具有約5或以下、或約4或以下、或約3.5或以下的一介電常數。然而，可想像具有其他介電常數的該膜，可以基於該膜之所欲的終端使用而形成。使用具有式A前驅物的矽前驅物形成的含矽膜及本文所述的製程之一範例係具有化學式SixOyCzNvHw，其中Si介於自約10%至約40%；O介於自約0%至約65%；C介於自約0%至約75%、或自約0%至約50%；N介於自約0%至約75%、或自約0%至約50%； 及H介於自約0%至約50%原子重量百分比%，其中x+y+z+v+w=100原子重量百分比，例如以XPS或其他手段量測。使用具有式A的有機胺碳矽烷形成的含矽膜及本文所述的製程之另一範例係碳氮化矽，其中碳含量以XPS量測係自1原子%至80原子%。又，使用式A的該有機胺碳矽烷形成的含矽膜及本文所述的製程之另一範例係非晶矽，其中氮和碳含量總和以XPS量測係<10原子%，較佳<5原子%，最佳<1原子%。
如先前描述，本文所述之方法可使用以沉積一含矽膜在一基材的至少一部分上。適合的基材之範例包括，但不限於，矽、SiO2、Si3N4、OSG、FSG、碳化矽、氫化碳化矽、氮化矽、氫化氮化矽、碳氮化矽、氫化碳氮化矽、氮化硼、抗反射塗層、光阻、鍺、含有鍺、含有硼、Ga/As、一撓性基材、有機聚合物、多孔性有機及無機材料、金屬諸如銅及鋁、及擴散阻障層諸如，但不限於，TiN、Ti(C)N、TaN、Ta(C)N、Ta、W或WN。該膜係與各種不同的後續加工步驟諸如，例如化學機械平坦化(CMP)及非等向性蝕刻製程相容。
該沉積膜具有包括，但不限於，電腦晶片、光學裝置、磁性資訊儲存、在一支撐材料或基材上的塗層、微機電系統(MEMS)、奈米機電系統、薄膜電晶體(TFT)、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、IGZO及液晶顯示器(LCD)之應用。所得固態氧化矽或碳摻雜氧化矽包括，但不限於，淺溝渠絕緣、層間介電質、鈍化層、一蝕刻中止層、一雙間隔物的部分、及用 於圖案化之犧牲層的潛在使用。
本文所述之方法提供一高品質氧化矽或碳摻雜氧化矽膜。「高品質」一詞表示展示以下一或多個特徵之一膜：一密度約2.1克/立方公分或更高、2.2克/立方公分或更高、2.25克/立方公分或更高；一濕蝕刻率，其以1：100之HF溶液對水稀釋HF(0.5wt%dHF)酸量測為2.5Å/s或更低、2.0Å/s或更低、1.5Å/s或更低、1.0Å/s或更低、0.5Å/s或更低、0.1Å/s或更低、0.05Å/s或更低、0.01Å/s或更低；上至6MV/cm的漏電約1 e-8A/cm2或更少)；一氫不純物，以SIMS量測大約4 e21原子/立方公分或更少；及其之組合。對於該蝕刻率，一熱生長氧化矽膜具有在0.5wt%稀釋的HF中之0.5Å/s蝕刻率。
於某些具體例中，能使用具有本文所述的式A之一或多個矽前驅物，以形成其為固態及非多孔的或實質上不具孔洞的氧化矽膜。
以下實施例說明本文所述之用於沉積氧化矽膜的方法，及並無意圖以任何方式限制它。
工作實施例
氧化矽膜之熱原子層沉積係在一實驗室規模ALD加工工具進行。該矽前驅物藉由蒸氣引出遞送至該室。所有氣體(例如，沖洗及反應物氣體或前驅物及氧源)在進入沉積區之前，預熱至100℃。氣體及前驅物流率係使用具有高速驅動的ALD隔膜閥控制。使用於該沉積的基材係12英寸長矽條。一熱電偶貼附在樣品支架上以確認 基材溫度。沉積係使用臭氧作為氧源氣體進行。正常沉積製程及參數係顯示於表2中。
所有的電漿增強ALD(PEALD)係在裝設有27.1MHz直接電漿容量及3.5mm固定間隔介於電極之間的一商業型橫向流反應器(由ASM製造的300mm PEALD工具)上進行。該設計係使用具有獨立的壓力設定之外室及內室。該內室係該沉積反應器，其中所有的反應物氣體(例如，前驅物、氬氣)係在歧管中混合及遞送至該製程反應器。使用氬氣維持該外室中的反應器壓力。所有的前驅物在不鏽鋼起泡器中，在室溫保持為液體，及使用Ar載氣，通常是設定在200sccm流率遞送至該室。在此研究中報導的所有沉積係在8-12歐姆-公分的含矽原生氧化物基材上完成。正常沉積製程及參數係顯示於表3中。
該膜之厚度及折射指數係使用FilmTek 2000SE橢圓偏光儀，藉由將來自該膜的反射數據配合至一預設物理模型(例如，勞侖茲振子模型)量測。每循環之成長速率係以所得氧化矽膜的量測厚度除以ALD/PEALD總循環數目計算。濕蝕刻率(WER)量測係藉由使用1：99稀氫氟酸(HF)溶液完成。熱氧化物晶圓係使用作為每一組實驗的標準，以確認該蝕刻溶液的活動。在開始收集整個膜的WER之前，該些樣品皆蝕刻15秒以移除任何表面層。一典型的熱氧化物晶 圓對於1：99稀氫氟酸(dHF)水溶液以此程序的濕蝕刻率為2.5Å/s。所有的密度量測係以X-射線反射率(XRR)法量測。組成分析係使用輔助性離子質譜法(D-SIMS)或X-射線光電子能譜儀(XPS)作成。
實施例1：1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之合成
將二乙基胺(16.1克、0.220莫耳)、4,4-二甲基-二矽戊烷(20.0克、0.151莫耳)及Ru3(CO)12(1.00克、0.00156莫耳)集合在一100毫升的圓底燒瓶中，及在室溫、一氮氣氛圍下攪拌2天。氣泡於反應期間逐漸形成。所得暗綠色反應混合物於真空下放置以移除殘餘的揮發性起始物質，及然後真空在60℃/200毫托轉移進入冷卻至-40℃的一燒瓶中。所收集的液體(20.6克)以氣相層析質譜儀(GC-MS)分析及初步確定為1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷。GC-MS顯示以下質量峰：m/z=203(M+)、188(M-15)、174、158、131、102、88、73、59、45。
實施例2：1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之合成
將二-異丙基胺(99.8克、0.986莫耳)、4,4-二甲基-二矽戊烷(108.8克、0.822莫耳)及Ru3(CO)12(5.28克、0.00826莫耳)集合在裝設有磁性攪拌石及洄流冷凝器之一150毫升的雙頸圓底燒瓶中。在氮氣氛圍保護下，攪拌該混合物及加熱至65℃達2小時，於上述期間氣泡逐漸形成。反應溫度然後慢慢升高至100℃超過2小時，及保持一額外的2小時。所得暗綠色反應混合物係藉由真空蒸餾(68℃/1托)純化，以得到165克之1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷的無色液體。GC-MS顯示以下質量峰：m/z=231(M+)、216、200、 186、172、158、142、131、116、103、86、73、59、43。
比較例3a：使用只具有一個矽原子的二甲基胺三甲基矽烷(DMATMS)之PEALD氧化矽
沉積係使用DMATMS作為Si前驅物及O2電漿在表4中給定的條件下完成。作為Si前驅物的DMATMS係以蒸氣引出在環境溫度(25℃)遞送。該容器裝設具有0.005”直徑的孔口以限制前驅物流。
步驟b至e被重複500次，以得到計量學之一所欲厚度的氧化矽。使用該矽前驅物脈衝0.5秒，量測膜成長速率大約為0.83埃/循環。使用該矽前驅物脈衝4秒，量測膜成長速率大約為0.88埃/循環，指示該GPC係隨前驅物脈衝時間增加而飽和。
實施例3：使用1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之PEALD氧化矽
沉積係使用1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷作為矽前驅物及O2電漿在表3中給定的條件下完成。步驟b至e被重複許多次，以得到計量學之一所欲厚度的氧化矽。圖1顯示隨著不同的前驅物脈衝的GPC，及圖2顯示對於前驅物1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之隨著不同的氧電漿時間之GPC。從圖1，可看出GPC隨著4秒及8秒的1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷前驅物脈衝幾乎是恆定的，指示該沉積隨著4秒前驅物脈衝飽和。從圖2，可看出GPC隨著10秒氧電漿時間比5秒氧電漿時間稍微減少。該稍微減少的GPC指示較長的氧電漿時間期間該膜的緻密化，由隨著10秒氧電漿時間沉積之膜的較低的濕蝕刻率及較高的膜密度確認。該結果與ALD沉積行為一致。該膜沉積參數及沉積GPC係顯示在表5中。在不同沉積條件下的該膜性質係顯示在表6中。
從表5，可看出1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷比只具一個矽原子之DMATMS，給出遠較高的每循環成長速率。該膜密度及濕蝕刻率取決於製程條件，尤其是氧電漿功率及氧電漿時間。高密度及低濕蝕刻率膜可使用較高的氧電漿功率及較長的氧電漿時間獲得。雖然該前驅物具有數個與Si-CH3伸乙基橋接，該沉積膜顯示非常低的碳不純物程度，接近碳原子的偵測極限1E19原子/立方公分，指示伸乙基在氧化條件下係一好的離去基。
實施例4：使用1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之PEALD氧化矽
沉積係使用1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷作為矽前驅物及O2電漿在表3中給定的條件下完成。步驟b至e被重複許多次，以得到計量學之一所欲厚度的氧化矽。圖1顯示隨著不同的前驅物脈衝的GPC，及圖2顯示包括前驅物1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之隨著不同的氧電漿時間之GPC。從圖1，可看出GPC隨著4秒及8秒的1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷前驅物脈衝幾乎是恆定的，指示該沉積隨著4秒前驅物脈衝飽和。從圖2，可看出GPC隨著10秒氧電漿時間比5秒氧電漿時間稍微減少。該稍微減少的GPC指示較長的氧電漿時間期間該膜的緻密化，由隨著10秒氧電漿時間沉積之膜的較低的濕蝕刻率確認。該結果與ALD沉積行為一致。該膜沉積參數及沉積GPC係顯示在表7中。在不同沉積條件下沉積的該膜性質係顯示在表8中。
從表7，可看出1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷前驅物比只具一個矽原子之DMATMS，提供一較高的氧化矽膜的每循 環成長速率。該膜的濕蝕刻率取決於製程條件，尤其是氧電漿功率及氧電漿時間。低濕蝕刻率的膜可使用較高的氧電漿功率及較長的氧電漿時間，甚至在100℃獲得。
比較例5a：具有二甲基胺三甲基矽烷(DMATMS)之氧化矽膜的熱原子層沉積
氧化矽膜之原子層沉積係使用以下前驅物DMATMS進行。該些沉積係在實驗室規模ALD加工工具完成。該矽前驅物藉由蒸氣引出遞送至該室。沉積製程及參數係提供在表2中。步驟1至6被重複直到一所欲厚度被達到。於300℃，使用該DMATMS前驅物給劑量時間12秒及臭氧流達10秒，該膜的每循環的成長速率量測為1.00埃/循環，及膜折射指數係1.46。於500℃，使用該DMATMS前驅物給劑量時間12秒及臭氧流達10秒，該膜的每循環的成長速率量測為1.33埃/循環，及膜折射指數係1.45。
實施例5：使用1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之氧化矽膜的熱原子層沉積
氧化矽膜之原子層沉積係使用以下前驅物：1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷進行。該些沉積係在實驗室規模ALD加工工具完成。該矽前驅物藉由蒸氣引出遞送至該室。沉積製程及參數係提供在表2中。步驟1至6被重複直到一所欲厚度被達到。該些沉積的製程參數、沉積GPC及膜性質係提供在表9及表10中。
可看出1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷比DMATMS提供一較高的每循環成長速率(GPC)，尤其是在300℃以上溫度，展現具有二個矽原子之前驅物能促進GPC。對於在158℃以上溫度沉積之膜，在那些膜中未偵測到碳，指示該前驅物對於在150℃或更高的溫度沉積純氧化矽是好的。該前驅物也可提供在沉積溫度110℃之碳摻雜氧化矽膜。該碳含量可藉由製程條件，諸如臭氧濃度、臭氧暴露時間及沉積溫度調整。因此，藉由調整製程條件，可獲得不同種 類的膜供不同的應用。
實施例6：使用1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷之氧化矽膜的熱原子層沉積
氧化矽膜之原子層沉積係使用以下前驅物：1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷進行。該些沉積係在實驗室規模ALD加工工具完成。該矽前驅物藉由蒸氣引出遞送至該室。沉積製程及參數係提供在表2中。步驟1至6被重複直到一所欲厚度被達到。該些沉積的製程參數、每循環的成長速率(GPC)及膜性質係提供在表11及表12中。
可看出1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷比DMATMS提供一較高的每循環成長速率(GPC)，尤其是在150℃以上溫度，展現具有二個矽原子之前驅物能促進GPC。對於在150℃以上溫度沉積之膜，在那些膜中未偵測到碳，指示該前驅物對於在150℃或更高的溫度沉積純氧化矽是好的。該前驅物也可提供在沉積溫度110℃之碳摻雜氧化矽膜。該碳含量可藉由製程條件，諸如臭氧濃度、臭氧暴露時間及沉積溫度調整。因此，藉由調整製程條件，可獲得不同種類的膜供不同的應用。

Claims (20)

  1. 一種沉積包含矽和氧的膜在一基材上的方法，其包括以下步驟：a)提供一基材在一反應器中；b)將至少一矽前驅物化合物導入該反應器中，其中該至少一矽前驅物化合物包括至少一有機胺碳矽烷化合物，其中該至少一有機胺碳矽烷化合物具有至少一SiH 2或SiMeH基及以式A結構表示： 其中R 1係選自一直鏈或分支鏈C 1至C 10烷基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10烯基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10炔基、一C 6至C 10芳基、一C 3至C 10環烷基、一分支鏈C 4至C 10環烷基、一C 3至C 10環烯基、一分支鏈C 4至C 10環烯基、一C 3至C 6環炔基、一分支鏈C 3至C 6環炔基、一C 1至C 6二烷基胺基、一C 1至C 6烷基胺基所組成之群組；R 2-5每一個係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C 1至C 10烷基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10烯基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10炔基、一C 1至C 6二烷基胺基、一C 6至C 10芳基、一C 3至C 10環烷基、一分支鏈C 4至C 10環烷基、一C 3至C 10環烯基、一分支鏈C 4至C 10環烯基、一C 3至C 6環炔基、一分支鏈C 3至C 6環炔基、及一C 4至C 10芳基所組成之群組；R係選自氫及甲基所組成的群組並且規定R及R 3-5不能皆為氫；及n=2或3； c)使用一沖洗氣體沖洗該反應器；d)將一含氧源導入該反應器中；及e)使用該沖洗氣體沖洗該反應器，其中該步驟b至e被重複直到一所欲膜厚被沉積；及其中該方法係在介於自約25℃至600℃之一或多個溫度下進行。
  2. 如請求項1的方法，其中該式A的化合物係選自二甲基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-甲基乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-仲丁基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-哌啶基-仲丁基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-哌啶基-仲丁基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-吡咯啶-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-(2,5-二甲基吡咯啶)-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基甲基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二甲基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二甲基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-甲基乙基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-異丙基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-仲丁基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-哌啶基-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-2,5-二甲基哌啶基-仲丁基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-吡咯啶-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-(2,5-二甲基吡咯啶)-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基甲基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基乙基胺-1- 甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基-異丙基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二甲基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二乙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-甲基乙基胺-4,4-二甲基-4,4-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-異丙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-仲丁基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-哌啶基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,6-二甲基哌啶基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-吡咯啶-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,5-二甲基吡咯啶-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基甲基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基乙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基-異丙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二甲基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二乙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-甲基乙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-異丙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-仲丁基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-哌啶基-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,6-二甲基哌啶基-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-吡咯啶-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,5-二甲基吡咯啶-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基甲基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基乙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基-異丙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷所組成的群組。
  3. 如請求項1的方法，其中該含氧源係選自臭氧、氧電漿、包含氧及氬的電漿、包含氧及氦的電漿、臭氧電漿、水電漿、一氧化二氮電漿、二氧化碳電漿、及其混合所組成之群組。
  4. 如請求項1的方法，其中該含氧源係包含電漿。
  5. 如請求項4的方法，其中該電漿為現址產生的。
  6. 如請求項4的方法，其中該電漿為遠方產生的。
  7. 如請求項4的方法，其中該膜具有約2.0g/cc或更大的密度。
  8. 如請求項1的方法，其中該膜進一步包含碳。
  9. 如請求項8的方法，其中該膜具有約1.8g/cc或更大的密度。
  10. 如請求項8的方法，其中該膜的碳含量為0.5或更高的原子重量%(at.%)，其係藉由X-射線相譜計法所測量得到的。
  11. 一種用於使用一氣相沉積製程沉積選自氧化矽或碳摻雜氧化矽膜之一種膜的組合物，該組合物包括：至少一矽前驅物具有以式A表示的結構： 其中R 1係選自一直鏈或分支鏈C 1至C 10烷基、一直鏈或分支鏈C 3至 C 10烯基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10炔基、一C 6至C 10芳基、一C 3至C 10環烷基、一分支鏈C 4至C 10環烷基、一C 3至C 10環烯基、一分支鏈C 4至C 10環烯基、一C 3至C 6環炔基、一分支鏈C 3至C 6環炔基、一C 1至C 6二烷基胺基、一C 1至C 6烷基胺基所組成之群組；R 2-5每一個係獨立選自由氫、一直鏈或分支鏈C 1至C 10烷基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10烯基、一直鏈或分支鏈C 3至C 10炔基、一C 1至C 6二烷基胺基、一C 6至C 10芳基、一C 3至C 10環烷基、一分支鏈C 4至C 10環烷基、一C 3至C 10環烯基、一分支鏈C 4至C 10環烯基、一C 3至C 6環炔基、一分支鏈C 3至C 6環炔基、及一C 4至C 10芳基所組成之群組；R係選自氫及甲基所組成的群組並且規定R及R 3-5不能皆為氫；及n=2或3。
  12. 如請求項11的組合物，其中該至少一矽前驅物係選自二甲基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-甲基乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-仲丁基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-哌啶基-仲丁基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-哌啶基-仲丁基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-吡咯啶-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-(2,5-二甲基吡咯啶)-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基甲基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基乙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基-異丙基胺-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二甲基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二甲基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-甲基乙基胺 -1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-異丙基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二-仲丁基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-哌啶基-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-2,5-二甲基哌啶基-仲丁基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-吡咯啶-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-(2,5-二甲基吡咯啶)-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基甲基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基乙基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-環己基-異丙基胺-1-甲基-4,4-二甲基-1,4-二矽戊烷、1-二甲基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二乙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-甲基乙基胺-4,4-二甲基-4,4-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-異丙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-仲丁基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-哌啶基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,6-二甲基哌啶基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-吡咯啶-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,5-二甲基吡咯啶-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基甲基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基乙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基-異丙基胺-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二甲基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二乙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-甲基乙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-異丙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-二-仲丁基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-哌啶基-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,6-二甲基哌啶基-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-吡咯啶-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-2,5-二甲基吡咯啶-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基甲基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二 矽己烷、1-環己基乙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、1-環己基-異丙基胺-1-甲基-5,5-二甲基-1,5-二矽己烷、及其混合所組成的群組。
  13. 一種藉由如請求項1的方法所得到的膜。
  14. 如請求項13的膜，其包含下列特徵的至少一種：至少約2.0克/立方公分的一密度；在HF比水為1：100的稀氫氟酸(0.5wt% dHF)之一溶液中量測的一濕蝕刻率小於約2.5Å/s；高至6MV/cm的漏電低於約1 e-8A/cm 2；及以SIMS量測之氫不純物低於約4 e21原子/立方公分。
  15. 如請求項11的組合物，其中該至少一矽前驅物係實質上不含選自以下群組的一或多種雜質，該群組由鹵化物、金屬離子、金屬及其混合所組成。
  16. 如請求項15的組合物，其中該組合物係實質上不含選自以下群組的一或多種雜質，該群組由鹵化物化合物、金屬離子、金屬及其混合所組成。
  17. 如請求項16的組合物，其中該鹵化物化合物包含含氯化物物種。
  18. 如請求項16的組合物，其中該氯化物的濃度以ICP-MS測量係低於50ppm。
  19. 如請求項16的組合物，其中該氯化物的濃度以ICP-MS測量係低於10ppm。
  20. 如請求項16的組合物，其中該氯化物的濃度以ICP-MS測量係低於5ppm。
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