(57)【要約】  その中に高アスペクト比のトレンチを有する超小型電子デバイス基板および当該トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を含む完全充填型のトレンチ構造であって、当該二酸化ケイ素は、そのバルク塊全体にわたり、実質的にボイドが無いという特徴を有し、実質的に均一な密度を有する、完全充填型のトレンチ構造。半導体製品を製造する対応する方法を記載し、この方法では、超小型電子デバイス基板のトレンチを完全に充填する場合に使用するために、特異的なケイ素前駆体組成物を使用し、その場合、二酸化ケイ素前駆体組成物を処理して、実質的にボイドが無くかつ実質的に均一密度の二酸化ケイ素材料をトレンチ中に形成するための加水分解反応および縮合反応を実施する。充填処理によって、ケイ素およびゲルマニウムを含む充填用前駆体組成物を用いて実施して、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２トレンチ充填用材料を含む超小型電子デバイス構造を得ることができる。充填用前駆体組成物中で抑制剤成分、例えば、メタノールを利用して、硬化させたトレンチ充填用材料中でのシーム形成を排除または最小化することができる。
2011511881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中に高アスペクト比のトレンチを有する超小型電子デバイス基板および前記トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を含む完全充填型のトレンチ構造であって、
前記二酸化ケイ素は、そのバルク塊全体にわたり、実質的にボイドが無いという特徴を有し、実質的に均一な密度を有する、
完全充填型のトレンチ構造。
【請求項２】
前記トレンチが、少なくとも３：１の深さ：幅の比を有する、
請求項１に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項３】
前記トレンチが、少なくとも５：１の深さ：幅の比を有する、
請求項１に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項４】
前記トレンチが、３：１〜１０：１の範囲の深さ：幅の比を有する、
請求項１に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５】
前記二酸化ケイ素が、４００℃未満の温度で形成されている、
請求項１に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項６】
前記二酸化ケイ素が、３５０℃未満の温度で形成されている、
請求項１に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項７】
二酸化ケイ素前駆体組成物を用いた前記トレンチの完全充填と、前記トレンチ中に二酸化ケイ素が完全充填された塊を形成するために、前記前駆体組成物の加水分解および縮合の化学反応と、によって形成された、
請求項１に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項８】
前記前駆体組成物が、
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【化１５】
2011511881.tif 000021
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択される］、［これらの式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【化１６】
2011511881.tif 000022
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物
からなる群から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項９】
前記化学反応が、四塩化ケイ素、酸触媒前駆体、アンモニア、アミン、ジシラン、クロロアミノシラン、クロロ置換シラン、クロロ置換ジシラン、水、湿気およびプロトン性溶媒からなる群から選択された１つまたは複数の成分の存在を含む、
請求項８に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１０】
前記二酸化ケイ素が、前記加水分解および縮合の化学反応の後で、その緻密化のためにさらに処理されている、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１１】
前記緻密化が、前記二酸化ケイ素を、酸素暴露、紫外線照射および低温加熱のうちの少なくとも１つに曝すことによってもたらされる、
請求項１０に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１２】
前記前駆体ケイ素化合物が、Ｓｉ（ＯＨ）４を含むゾルに加水分解され、前記ゾルが、アンモニア、アミン、ジシラン、四塩化ケイ素および塩素置換化合物からなる群から選択された縮合剤の存在下での縮合反応によって縮合されている、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１３】
前記前駆体ケイ素化合物が、湿気、水およびプロトン性溶媒からなる群から選択された少なくとも１つの薬剤に曝されて加水分解されている、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１４】
前記前駆体ケイ素化合物が、式Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘのアミノシラン［式中、ｘは、１〜３の同一の整数値を有する］を含み、クロロアミノシランが前記アミノシランに触媒有効量で添加されて前記アミノシランの縮合反応を触媒する、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１５】
前記クロロアミノシランが、Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜３の範囲の値を有する整数である］を含む、
請求項１４に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１６】
前記クロロアミノシランが、前記クロロアミノシランと前記アミノシランとの全重量に基づいて、０．０５〜５％重量パーセントの量で添加される、
請求項１５に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１７】
前記前駆体ケイ素化合物が、アルコキシシランを含み、クロロ置換シランまたはクロロ置換ジシランが前記アルコキシシランに触媒有効量で添加されて前記アルコキシシランの縮合反応を触媒する、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１８】
前記クロロ置換シランまたはクロロ置換ジシランが、前記アルコキシシランと前記クロロ置換シランまたはクロロ置換ジシランとの全重量に基づいて、０．０５〜５％重量パーセントの量で添加されている、
請求項１７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１９】
前記前駆体ケイ素化合物が、ヘキサエチルアミノジシランを含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項２０】
前記前駆体ケイ素化合物が、（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項２１】
前記前駆体ケイ素化合物が、Ｓｉ（ＮＭｅ２）４を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項２２】
半導体製品を製造する方法であって、
その中にトレンチを有する超小型電子デバイス基板を提供する工程と、該トレンチを二酸化ケイ素前駆体組成物を用いて完全に充填する工程と、該二酸化ケイ素前駆体組成物を処理して該トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を形成する工程とを含み、
前記二酸化ケイ素前駆体組成物は、
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【化１７】
2011511881.tif 000023
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択され、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【化１８】
2011511881.tif 000024
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物
からなる群から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
方法。
【請求項２３】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物を処理して、前記トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を形成する前記工程が、前記ケイ素前駆体化合物の加水分解および縮合を含めた前記化合物の化学反応を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記化学反応が、四塩化ケイ素、酸触媒前駆体、アンモニア、アミン、ジシラン、クロロアミノシラン、クロロ置換シラン、クロロ置換ジシラン、水、湿気およびプロトン性溶媒からなる群から選択された１つまたは複数の成分の存在を含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記二酸化ケイ素が、前記加水分解および縮合の化学反応の後で、その緻密化のためにさらに処理されている、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記緻密化が、前記二酸化ケイ素を、酸素暴露、紫外線照射および低温加熱のうちの少なくとも１つに曝すことによってもたらされる、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記前駆体ケイ素化合物が、Ｓｉ（ＯＨ）４を含むゾルに加水分解され、前記ゾルが、アンモニア、アミン、ジシラン、四塩化ケイ素および塩素置換化合物からなる群から選択された縮合剤の存在下での縮合反応によって縮合されている、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記前駆体ケイ素化合物が、湿気、水およびプロトン性溶媒からなる群から選択された少なくとも１つの薬剤に曝されて加水分解されている、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記前駆体ケイ素化合物が、式Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘのアミノシラン［式中、ｘは、１〜３の同一の整数値を有する］を含み、クロロアミノシランが前記アミノシランに触媒有効量で添加されて前記アミノシランの縮合反応を触媒する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記クロロアミノシランが、Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜３の範囲の値を有する整数である］を含む、
請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記クロロアミノシランが、前記クロロアミノシランと前記アミノシランとの全重量に基づいて、０．０５〜５％重量パーセントの量で添加される、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記前駆体ケイ素化合物が、アルコキシシランを含み、クロロ置換シランまたはクロロ置換ジシランが前記アルコキシシランに触媒有効量で添加されて前記アルコキシシランの縮合反応を触媒する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記クロロ置換シランまたはクロロ置換ジシランが、前記アルコキシシランと前記クロロ置換シランまたはクロロ置換ジシランとの全重量に基づいて、０．０５〜５％重量パーセントの量で添加されている、
請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記前駆体ケイ素化合物が、ヘキサエチルアミノジシランを含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
前記前駆体ケイ素化合物が、（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
前記前駆体ケイ素化合物が、Ｓｉ（ＮＭｅ２）４を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項３７】
二酸化ケイ素前駆体組成物を用いてトレンチを完全に充填する前記工程が、１０分未満の期間で完了する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項３８】
前記期間が５分以下である、
請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記期間が３〜５分である、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記トレンチが、少なくとも３：１の深さ：幅の比を有する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項４１】
前記トレンチが、少なくとも５：１の深さ：幅の比を有する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項４２】
前記トレンチが、３：１〜１０：１の範囲の深さ：幅の比を有する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項４３】
二酸化ケイ素前駆体組成物を処理して前記トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を形成する前記工程が、４００℃未満の温度で実施される、
請求項２２に記載の方法。
【請求項４４】
二酸化ケイ素前駆体組成物を処理して前記トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を形成する前記工程が、３５０℃未満の温度で実施される、
請求項２２に記載の方法。
【請求項４５】
前記前駆体組成物が、前記（ｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項４６】
前記前駆体組成物が、前記（ｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項４７】
前記前駆体組成物が、前記（ｉｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項４８】
前記前駆体組成物が、前記（ｉｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項４９】
前記前駆体組成物が、前記（ｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５０】
前記前駆体組成物が、前記（ｖｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５１】
前記前駆体組成物が、前記（ｖｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５２】
前記前駆体組成物が、前記（ｖｉｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５３】
前記前駆体組成物が、前記（ｉｘ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５４】
前記前駆体組成物が、前記（ｘ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５５】
前記前駆体組成物が、前記（ｘｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５６】
前記前駆体組成物が、前記（ｘｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５７】
前記前駆体組成物が、前記（ｘｉｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５８】
前記前駆体組成物が、前記（ｘｉｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項５９】
前記前駆体組成物が、前記（ｘｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項６０】
前記前駆体組成物が、前記（ｘｖｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
ｄ
【請求項６１】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６２】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６３】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｉｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６４】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｉｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６５】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６６】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｖｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６７】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｖｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６８】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｖｉｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項６９】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｉｘ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７０】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７１】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７２】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７３】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘｉｉｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７４】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘｉｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７５】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘｖ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７６】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、前記（ｘｖｉ）から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項７７】
二酸化ケイ素を基板上に堆積させる方法であって、
基板を、
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【化１９】
2011511881.tif 000025
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択される］、［これらの式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【化２０】
2011511881.tif 000026
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物
からなる群から選択された前駆体ケイ素化合物の蒸気と接触させる工程を含む、
方法。
【請求項７８】
前記接触させる工程が、化学蒸着を含む、
請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記接触させる工程が、原子層堆積を含む、
請求項７７に記載の方法。
【請求項８０】
前記基板上に二酸化ケイ素を形成するための前記前駆体ケイ素化合物の加水分解および縮合の化学反応を含む処理する工程をさらに含む、
請求項７７に記載の方法。
【請求項８１】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、
（ａ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＨｘ［式中、ｘは、０〜３の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｂ）式Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜４の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｃ）式Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＨＲ）ｘ［式中、ｘは、１〜４の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｄ）式（ＲＯ）３−ｘＨｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＨｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｅ）式（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＨｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＨｘ［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数である］の前駆体組成物
からなる群から選択された組成物を含み、
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に、水素ならびに分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキルのうちから選択される、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項８２】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、イソシアナート、メチルエチルケトオキシム、トリフルオロ酢酸、トリフレート（Ｆ３ＳＯ３Ｈ）、アルキルアミン、水素化物、アルコキシド、ジシランおよびホルマートのうちの少なくとも１つを含む配位子がケイ素原子に配位するケイ素前駆体からなる群から選択された組成物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項８３】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、ヘキサエチルアミノジシランを含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項８４】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２およびＳｉ（ＮＭｅ２）４を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項８５】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、
【化２１】
2011511881.tif 000027
［式（２）中のＯＡｃは、アセトキシ（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）Ｏ−）であり、式（３）および（４）中のＭｅは、メチルであり、式（１）、（６）、（７）および（１１）中のＥｔは、エチルであり、式（２）および（５）中のｔＢｕは、三級ブチルであり、式（８）のＯＲ基中のＲは、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキルである］
からなる群から選択された組成物を含む、
請求項７に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項８６】
前記前駆体ケイ素化合物が、
（ａ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＨｘ［式中、ｘは、０〜３の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｂ）式Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜４の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｃ）式Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＨＲ）ｘ［式中、ｘは、１〜４の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｄ）式（ＲＯ）３−ｘＨｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＨｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数である］の前駆体組成物；
（ｅ）式（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＨｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＨｘ［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数である］の前駆体組成物
からなる群から選択された組成物を含み、
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に、水素ならびに分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキルのうちから選択される、
請求項２２に記載の方法。
【請求項８７】
前記前駆体ケイ素化合物が、イソシアナート、メチルエチルケトオキシム、トリフルオロ酢酸、トリフレート（Ｆ３ＳＯ３Ｈ）、アルキルアミン、水素化物、アルコキシド、ジシランおよびホルマートのうちの少なくとも１つを含む配位子がケイ素原子に配位するケイ素前駆体からなる群から選択された組成物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項８８】
前記前駆体ケイ素化合物が、ヘキサエチルアミノジシランを含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項８９】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２およびＳｉ（ＮＭｅ２）４を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項９０】
前記二酸化ケイ素前駆体組成物が、
【化２２】
2011511881.tif 000028
［式（２）中のＯＡｃは、アセトキシ（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）Ｏ−）であり、式（３）および（４）中のＭｅは、メチルであり、式（１）、（６）、（７）および（１１）中のＥｔは、エチルであり、式（２）および（５）中のｔＢｕは、三級ブチルであり、式（８）のＯＲ基中のＲは、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキルである］
からなる群から選択された組成物を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項９１】
前記処理する工程が、
（ａ）アンモニアの、前記前駆体の水溶液中への流入；
（ｂ）酸触媒種を生成させるための、四塩化ケイ素のアルコキシシランへの添加；および
（ｃ）シランまたはジシランの添加
のうちから選択された工程を含む処理によるＳｉ（ＯＨ）４ゾルの縮合を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項９２】
前記処理する工程が、（ｃ）ヘキサエチルアミノジシランの添加を含む、
請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記処理する工程が、クロロアミノシランを対応するアミノシランと混合することを含む処理によるＳｉ（ＯＨ）４ゾルの縮合を含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項９４】
前記クロロアミノシランが、Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜３の範囲の値を有する整数である］を含み、前記対応するアミノシランが、Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜３の範囲の値を有する整数である］を含む、
請求項９３に記載の方法。
【請求項９５】
前記処理する工程が、クロロ置換シランおよびクロロ置換ジシランのうちから選択されたクロロシランを、アルコキシシラン前駆体に混合して、前記縮合のための触媒として有効な種を生成することを含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項９６】
酸化物材料を充填するための基板のトレンチ構造中に酸化物材料を形成する方法であって、
前記トレンチ構造を充填するために、酸化物前駆体材料を前記基板上に堆積させる工程を含み、
前記酸化物前駆体材料は、ゲルマニウムおよびケイ素を含む、
方法。
【請求項９７】
前記酸化物前駆体材料が、ＴＥＯＳを含む、
請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記堆積させた酸化物前駆体材料が、オゾン雰囲気下で硬化される、
請求項９６に記載の方法。
【請求項９９】
前記酸化物材料前駆体が、ゲルマニウムアルコキシドを含む、
請求項９６に記載の方法。
【請求項１００】
その中に形成されたトレンチ構造を有する基板を含む超小型電子デバイス構造であって、
前記トレンチ構造は、Ｇｅ／Ｓｉ酸化物の組成物を用いて充填されている、
超小型電子デバイス構造。
【請求項１０１】
前記Ｇｅ／Ｓｉ酸化物の組成物が、ＳｉｘＧｅ１−ｘＯ２［式中、ｘは、０．７５〜０．９９５である］を含む、
請求項１００に記載の超小型電子デバイス構造。
【請求項１０２】
トレンチ中に酸化物充填用材料を形成する方法であって、
シーム形成を抑制するための抑制剤を含む前駆体組成物から酸化物充填用材料を堆積させる工程を含む、
方法。
【請求項１０３】
前記抑制剤が、ヒドロキシル官能基を含む、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
前記抑制剤が、アルコール、ポリオールおよびグリコールからなる群から選択された少なくとも１つのヒドロキシル官能基を有する抑制剤を含む、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０５】
前記前駆体組成物が、ＴＥＯＳを含む、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０６】
前記前駆体組成物を、オゾンを含有するガス環境下で硬化させる、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０７】
前記抑制剤が、メタノールを含む、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０８】
前記抑制剤が、カルボニル基およびヒドロキシル基からなる群から選択された少なくとも１つの官能基を含有する炭化水素系化合物を含む、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０９】
前記抑制剤が、オゾンによって酸化可能であり、ＴＥＯＳと反応性である、
請求項１０２に記載の方法。
【請求項１１０】
二酸化ケイ素を形成するために酸化可能なケイ素材料を用いた基板のトレンチ構造の充填において、有害なシーム効果を抑制する方法であって、
ゲルマニウム前駆体を前記ケイ素材料中に組み込む工程を含む、
方法。
【請求項１１１】
前記ケイ素材料が酸化されて、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物を形成する、
請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１２】
ＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物を用いて少なくとも部分的に充填されたトレンチを含む、
超小型電子デバイス構造。
【請求項１１３】
基板中のトレンチ構造を充填するためのＴＥＯＳ／Ｏ３処理を実施する方法であって、
ヒドロキシル官能基を有する化合物を前記ＴＥＯＳに添加する工程を含む、
方法。
【請求項１１４】
前記ヒドロキシル官能基を有する化合物が、アルコールである、
請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１５】
前記アルコールが、エタノールである、
請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
前記アルコールが、メタノールである、
請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１７】
前記アルコールが、メタノール、ギ酸、酢酸およびプロピオン酸からなる群から選択される、
請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１８】
前記ヒドロキシル官能基を有する化合物が、ジオールである、
請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１９】
前記ジオールが、エチレングリコールである、
請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２０】
前記ヒドロキシル官能基を有する化合物が、ハロゲン化アルコールである、
請求項１１３に記載の方法。
【請求項１２１】
前記ハロゲン化アルコールが、２，２，２−トリクロロエタノールを含む、
請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
前記ハロゲン化アルコールが、トリフルオロエタノールを含む、
請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２３】
基板中のトレンチを充填する方法であって、
アルデヒドをＴＥＯＳに添加して、前記トレンチ中にケイ素酸化物材料を形成するためのＴＥＯＳ／オゾン処理を実施する工程を含む、
方法。
【請求項１２４】
基板中のトレンチを充填する方法であって、
前記トレンチ中にケイ素酸化物材料を形成するためのＴＥＯＳ／オゾン処理を実施する工程を含み、
エチレングリコールおよびイソプロピルアルコールを含む組成物として前記ＴＥＯＳを基板中に堆積させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本発明は、２００７年６月２８日出願の米国仮特許出願第６０／９４６，９６８号および２００８年５月２３日出願の米国仮特許出願第６１／０５５，８０９号についての米国特許法第１１９条による優先権の利益を請求する。前記米国仮特許出願の開示は、それらの内容全体が、全ての目的で、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
[0002]  本発明は、超小型電子デバイスのトレンチ構造およびそれらを製作するための方法に関し、二酸化ケイ素完全充填型の高アスペクト比トレンチ構造を形成するための実用性を有する前駆体にも関し、この場合、二酸化ケイ素前駆体を、トレンチ中に流入充填し、低温で迅速に硬化させて、バルク容積全体にわたり、実質的に均一な密度を有する、実質的にボイドの無い状態の二酸化ケイ素を形成する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  集積回路の寸法が減少し続けるにつれ、それに対応して、アスペクト比が増加した、より狭いトレンチが必要になる。二酸化ケイ素をトレンチ中に堆積させるための現在の処理は、化学蒸着を利用する。しかし、技術ノードが６５ｎｍ未満まで減少し、狭いトレンチ中に、堆積させる材料中にボイドを導入することなく、二酸化ケイ素を堆積させることがいっそうより困難になっている。
【０００４】
[0004]  そのような困難に直面し、湿度制御環境下におけるまたは酸化剤の共反応物質を用いた低温流入充填法が、硬化のために望まれる。これは、高い温度における加水分解反応および縮合反応は、生成した二酸化ケイ素材料中にボイドおよび亀裂を形成させる傾向があるからである。そうなると、ボイド、亀裂およびその他の欠陥により、誘電材料中に不均一性が生じ、これは、デバイスの性能に悪影響を与える。したがって、亀裂を阻止するためには、低い収縮性を熱硬化の間に示す縮合マトリックス材料が必要となる。
【０００５】
[0005]  また、従来から利用可能な二酸化ケイ素前駆体を用いた場合には、狭いトレンチ中の均一な材料の緻密化も、硬化の間に生じる拡散律速酸化により問題となる。
【０００６】
[0006]  通常は、高温（６００〜１２００℃）の熱アニールの段階を使用して、ＳｉＯ２を形成する。集積回路またはメモリデバイス中のその他の構造、材料および処理は高温に適さず、そのため、高温アニーリングを利用した場合、性能の乏しい劣化したデバイスを生じることから、低温処理が好まれる。さらに、高温アニーリングは、処理の全体的な熱量を増加させ、そのような理由から不都合である。
【０００７】
[0007]  半導体中の酸化物層を形成するために当技術分野で使用される従来の前駆体は、上記の問題によって特徴づけられ、それら前駆体には、過酸化水素を用いて硬化させるシランまたはメチルシラン；オゾンまたは有酸素プラズマを用いて硬化させるポリシラザン；水を用いて硬化させるオルトケイ酸テトラエチル；ならびにピリジンおよび水を用いて硬化させるヘキサクロロジシラン（HCDS）がある。
【０００８】
[0008]  トリエトキシシラン等の特定のアルコキシシランが、二酸化ケイ素前駆体として活用されているが、そのような前駆体は、湿った空気中で緩慢に加水分解し、シリカの中性ｐＨにおける縮合速度は比較的緩慢である。加水分解可能な基または不安定な基を有する前駆体は、架橋結合を引き起こし、それによって、改善された密度、向上した機械的強度ならびに増強されたＣＭＰ（化学機械研磨）およびＨＦエッチングに対する抵抗性を有する緻密なＳｉＯ２マトリックスを生成することができる。隔離材料を堆積させる前にトランジスタを形成するいくつかの集積化の場合には、水蒸気アニーリングが酸化物の被膜を緻密化するために有効であるにもかかわらず、水によるアニーリングには、性能を低下させる、トランジスタの周囲の酸化を引き起こすという顕著な欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
[0009]  メモリデバイスのトレンチの充填材のための１つの可能な組成物が、オゾンを用いて熱硬化させるオルトケイ酸テトラエチル（TEOS）であり、これには、極めて共形な被膜を達成する可能性がある。しかし、そのようなＴＥＯＳ／オゾン処理には、トレンチを完全に充填するように、生成組成物を作製することができる一方で、これには、トレンチの側壁からの成長が相互に接触する場所にシームを残すという固有の大きな欠点がある。このシームは通常弱い領域であり、その後のデバイスの処理において清浄用化学薬品に曝された場合に、脱離する速度が増強される。
【００１０】
[0010]  表面薄層を形成する前に、流入充填し、低温で迅速に加水分解させ、次いで、急速に縮合させて、トレンチ中に緻密なＳｉＯ２を形成することができる前駆体は、当技術分野において相当な進歩を達成するであろう。
【００１１】
[0011]  そのようなトレンチの充填に関する別の問題は、水蒸気アニーリングが、であるにもかかわらず、
【課題を解決するための手段】
【００１２】
[0012]  本発明は、超小型電子デバイスのトレンチ構造およびそれらについての製作方法に関し、二酸化ケイ素完全充填型の高アスペクト比トレンチ構造を形成するために適した二酸化ケイ素前駆体にも関し、後者の場合、当該前駆体を、トレンチ中に流入充填し、低温で迅速に硬化させて、バルク容積全体にわたり、実質的に均一な密度を有する、実質的にボイドの無い状態の二酸化ケイ素を形成する。
【００１３】
[0013]  １つの態様では、本発明は、その中に高アスペクト比のトレンチを有する超小型電子デバイス基板および前記トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を含む完全充填型のトレンチ構造に関し、前記二酸化ケイ素は、そのバルク塊全体にわたり、実質的にボイドが無いという特徴を有し、実質的に均一な密度を有する。
【００１４】
[0014]  別の態様では、本発明は、半導体製品を製造する方法に関し、この方法は、その中にトレンチを有する超小型電子デバイス基板を提供する工程と、該トレンチを二酸化ケイ素前駆体組成物を用いて完全に充填する工程と、該二酸化ケイ素前駆体組成物を処理して該トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を形成する工程とを含み、当該二酸化ケイ素前駆体組成物は、
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］;
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【００１５】
【化１】
2011511881.tif 000003
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択される］、［これらの式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【００１６】
【化２】
2011511881.tif 000004
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物
からなる群から選択された前駆体ケイ素化合物を含む。
【００１７】
[0015]  さらに別の態様では、本発明は、二酸化ケイ素を基板上に堆積させる方法に関し、この方法は、基板を、
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【００１８】
【化３】
2011511881.tif 000005
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択される］、［これらの式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【００１９】
【化４】
2011511881.tif 000006
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物
からなる群から選択された前駆体ケイ素化合物の蒸気と接触させる工程を含む。
【００２０】
[0016]  本発明の別の態様は、基板のトレンチ構造中に、それを充填するための酸化物材料を形成する方法に関し、前記方法は、前記トレンチ構造を充填するために、酸化物前駆体材料を前記基板上に堆積させる工程を含み、前記酸化物前駆体材料は、ゲルマニウムおよびケイ素を含む。
【００２１】
[0017]  本発明のさらなる態様は、その中に形成されたトレンチ構造を有する基板を含む超小型電子デバイス構造に関し、前記トレンチ構造は、Ｇｅ／Ｓｉ酸化物の組成物を用いて充填される。
【００２２】
[0018]  別の態様では、本発明は、トレンチ中に酸化物充填用材料を形成する方法に関し、この方法は、シーム形成を抑制するための抑制剤を含む前駆体組成物から酸化物充填用材料を堆積させる工程を含む。
【００２３】
[0019]  本発明のさらに別の態様は、二酸化ケイ素を形成するために酸化可能なケイ素材料を用いた基板のトレンチ構造を充填において、有害なシーム効果を抑制する方法に関し、前記方法は、ゲルマニウム前駆体を前記ケイ素材料中に組み込む工程を含む。
【００２４】
[0020]  別の態様では、本発明は、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物を用いて少なくとも部分的に充填されたトレンチを含む、超小型電子デバイス構造に関する。
【００２５】
[0021]  本発明の別の態様は、基板中のトレンチ構造を充填するためのＴＥＯＳ／Ｏ３処理を実施する方法に関し、この方法は、ヒドロキシル官能基を有する化合物を前記ＴＥＯＳに添加する工程を含む。
【００２６】
[0022]  本発明のさらに別の態様は、基板中のトレンチを充填する方法に関し、この方法は、アルデヒドをＴＥＯＳに添加して、前記トレンチ中にケイ素酸化物材料を形成するためのＴＥＯＳ／オゾン処理を実施する工程を含む。
【００２７】
[0023]  本発明のさらなる態様は、基板中のトレンチを充填する方法に関し、この方法は、前記トレンチ中にケイ素酸化物材料を形成するためのＴＥＯＳ／オゾン処理を実施する工程を含み、エチレングリコールおよびイソプロピルアルコールを含む組成物として前記ＴＥＯＳを基板中に堆積させる。
【００２８】
[0024]  本発明のその他の態様、フィーチャおよび実施形態が、後に続く開示および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】[0025]高アスペクト比トレンチ構造の略図であり、トレンチが、本発明の前駆体から形成された二酸化ケイ素を含有し、この前駆体は、トレンチ中で、低温条件下で硬化して、バルク容積全体にわたり、実質的に均一な密度を有する、実質的にボイドの無い状態の二酸化ケイ素をもたらす。
【図２】[0026]超小型電子デバイス構造を示す略図であり、トレンチ充填用材料の堆積を、抑制剤を堆積させる充填用材料中に加えて実施する。
【図３】トレンチ中における、抑制剤の、酸化物材料の成長に対する効果を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[0027]  本発明は、トレンチ構造、ならびにそのようなトレンチ構造を形成するために有用な前駆体および処理に多岐にわたり関する。
【００３１】
[0028]  本明細書で使用する場合、「低温」は、４００℃未満の温度を意味する。
【００３２】
[0029]  本発明の前駆体材料に関する場合、用語「流入充填材」は、高アスペクト比のトレンチへ導入された場合に、トレンチの内部で自ら水平になって、トレンチの壁および床の表面と接触した状態の材料のバルク容積を形成する材料を指す。
【００３３】
[0030]  超小型電子デバイス基板中のトレンチに関する場合、用語「高アスペクト比」は、少なくとも３：１の比のトレンチの深さ：幅を意味する。１つの好ましい実施形態では、トレンチは、３：１〜１０：１の範囲の深さ：幅の比を有する。別の好ましい実施形態では、トレンチは、少なくとも５：１の深さ：幅の比を有する。
【００３４】
[0031]  本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形である「ａ」、「ａｎｄ」および「ｔｈｅ」は、文脈からそうでないことが明らかに分かる場合以外は、複数の指示対象を含む。
【００３５】
[0032]  本明細書で使用する場合、炭素数の範囲、例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルキルまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルにおける識別は、構成成分である炭素数部分のそれぞれを、そのような範囲内に含み、したがって、そうした記述範囲内の介在する炭素数のそれぞれおよび任意のその他の記述されたまたは介在する炭素数の値が包含されることを意図し、本発明の範囲内で、特定された炭素数の範囲内の下部範囲の炭素数をより小さな炭素数の範囲内に独立に含むことができ、１つまたは複数の炭素数を特異的に除外する炭素数の範囲が本発明に含まれ、また、特定された範囲の炭素数の限界の一方または両方を除外する下部範囲も本発明に含まれることもさらに理解される。したがって、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルおよびドデシルを含み、そのような型の直鎖および分枝の基を含むことを意図する。したがって、炭素数の範囲、例えば、Ｃ１〜Ｃ１２の識別は、置換基部分に広く適用される場合、本発明の特異的な実施形態では、炭素数の範囲を、置換基部分のより広く特定した範囲内の炭素数の範囲を有するサブグループの部分としてさらに制限することが可能であることを理解されたい。例として、炭素数の範囲、例えば、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルは、本発明の特定の実施形態では、より制限して特定して、下部範囲、すなわち、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルキル、Ｃ３〜Ｃ５アルキル、または広い炭素数の範囲内の任意のその他の下部範囲等を包含することができる。したがって、特定された範囲内の炭素数のうちのいずれかを、特定された置換基中の炭素原子数のそれぞれの下限または上限の値として選択することができ、したがって、下部範囲の全ての可能な置き換えは、本明細書においては、あらゆる点で等しく記載されているとみなすべきであることを理解されたい。
【００３６】
[0033]  同様に、特異的なフィーチャ、態様、実施例および実施形態を、考案の主題の特定の取合せで記載するが、そのようなフィーチャ、態様、実施例および／または実施形態は、本発明の企図および範囲の内で、それらの置き換え、組合せおよび下部の組合せにおいて、選択的に相互に統合することができ、本明細書においては、あらゆる点で等しく記載されているとみなすべきであることを企図する。
【００３７】
[0034]  本発明の実行にあたって、二酸化ケイ素完全充填型の高アスペクト比トレンチ構造を形成するために適した二酸化ケイ素前駆体は、高アスペクトのトレンチ構造中へ流入充填可能であり、低温で迅速に硬化し、硬化した二酸化ケイ素のバルク容積全体にわたり、実質的に均一な密度を有する、実質的にボイドも亀裂も無い状態の二酸化ケイ素を形成する。
【００３８】
[0035]  本発明の広い実行において一般的に有用である前駆体として、非限定的に、以下のうちから選択された前駆体ケイ素化合物が挙げられる：
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【００３９】
【化５】
2011511881.tif 000007
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択される］、［これらの式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【００４０】
【化６】
2011511881.tif 000008
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物。
【００４１】
[0036]  上記の前駆体化合物は、本発明の前駆体組成物中および適用例において使用するために、当分野の技術範囲内で容易に合成される。
【００４２】
[0037]  １つの特異的な態様では、本発明の前駆体組成物は、アミノシランを含み、これは、湿気、水およびプロトン性溶媒に曝されると迅速に加水分解する。前駆体組成物を硬化させる場合に、アンモニア、アミンおよびジシランを利用して、縮合反応を触媒することができる。また、シリルラジカルを形成する前駆体または熱分解を容易に受けるシリル配位子（例えば、ＣＯ２の脱炭酸を介するギ酸エステル）も含まれる。
【００４３】
[0038]  本発明の別の特異的な態様では、式（ＲＯ）４−ｘＳｉＨｘ［式中、ｘは、０〜３の値を有する整数である］、Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜４の値を有する整数である］、Ｈ４−ｘＳｉ（ＮＨＲ）ｘ［式中、ｘは、１〜４の値を有する整数である］、（ＲＯ）３−ｘＨｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＨｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数である］、（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＨｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＨｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数である］の前駆体組成物を含む前駆体組成物が利用され、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に、水素ならびに分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキルのうちから選択される。
【００４４】
[0039]  本発明の別の態様では、ケイ素原子に、イソシアナート、メチルエチルケトキシム、トリフルオロ酢酸、トリフレート（Ｆ３ＳＯ３Ｈ）、アルキルアミン、水素化物、アルコキシド、ジシランおよびホルマートのうちの少なくとも１つを含む配位子が配位するケイ素前駆体を含む前駆体組成物が利用される。得られたＳｉ（ＯＨ）４ゾルを、種々の技法によって縮合させることができ、それらとして、例えば、アンモニアを前駆体の水溶液中に流入させる技法；四塩化ケイ素、例えば、０．０５〜５％ＳｉＣｌ４等の共反応物質をアルコキシシラン（例えば、オルトケイ酸テトラエチル（TEOS）、ジブトキシジアセトキシシラン（DBDAS）、（ＥｔＯ）３ＳｉＨ等）に添加して、少量の酸触媒種を生成させる技法；またはヘキサエチルアミノジシラン（HEADS）等のシラン（Ｓｉ−Ｈ）またはジシラン（Ｓｉ−Ｓｉ）の前駆体を添加する技法が挙げられる。
【００４５】
[0040]  本発明のさらなる態様では、縮合を触媒するための別のアプローチに、少量のクロロアミノシラン、例えば、０．０５〜５％Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜３の範囲の値を有する整数である］と、対応するアミノシランＨ４−ｘＳｉ（ＮＲ２）ｘ［式中、ｘは、１〜３の同一の整数値を有する］とを混合することが関与する。
【００４６】
[0041]  同様に、クロロ置換シランとクロロ置換ジシランとの混合物を、アルコキシシラン前駆体に、二酸化ケイ素前駆体およびクロロ化合物の重量に基づいて、例えば、０．０５〜５重量％の量で添加することができる。この量は、縮合反応のための触媒として有効な種を生成するのに十分な量である。
【００４７】
[0042]  本発明の１つの好ましいアミノシラン前駆体は、ヘキサエチルアミノジシラン（HEADS）であり、これは、水または湿気の存在下でＳｉＯ２に迅速に縮合する。その他の好ましいアルキルアミノシラン前駆体には、（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２およびＳｉ（ＮＭｅ２）４がある。
【００４８】
[0043]  本発明の１つの好ましい群の二酸化ケイ素前駆体として、以下に記載する（１）〜（１２）の前駆体が挙げられる。
【００４９】
【化７】
2011511881.tif 000009
［式（２）中のＯＡｃは、アセトキシ（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）Ｏ−）であり、式（３）および（４）中のＭｅは、メチルであり、式（１）、（６）、（７）および（１１）中のＥｔは、エチルであり、式（２）および（５）中のｔＢｕは、三級ブチルであり、式（８）のＯＲ基中のＲは、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキルである］。
【００５０】
[0044]  効率的な処理のためには、流入充填技法によるトレンチのギャップ充填は、１０分未満、好ましくは、５分以下の期間、例えば、３〜５分の期間で完了させなければならない。
【００５１】
[0045]  二酸化ケイ素前駆体を、トレンチの空洞内に、低温度（＜４００℃）、好ましくは３５０℃未満で実施する完全充填技法、すなわち、化学蒸着、原子層堆積または基板と前駆体とのその他の蒸気相接触等によって堆積させて、二酸化ケイ素前駆体をトレンチ中に浸入および充填する。トレンチ中に完全に充填された前駆体組成物を、水または湿気に曝し加水分解させ、それに続いて縮合反応させて、二酸化ケイ素生成物材料を形成する。
【００５２】
[0046]  次に、本発明の前駆体に由来する二酸化ケイ素材料に、好都合には、硬化後処理を行って、二酸化ケイ素の緻密化をもたらす。トレンチ中の二酸化ケイ素材料の塊が、トレンチの壁表面および床表面と接触した状態のバルク塊を構成し、トレンチ中に、均一でありかつ実質的にボイドが存在しないという特徴を示す連続的な塊を形成する。
【００５３】
[0047]  トレンチ中に形成された二酸化ケイ素材料に対して、任意の適切な硬化後処理を利用して、前駆体から加水分解反応および縮合反応によって形成されている二酸化ケイ素材料を緻密化することができる。本発明の特異的な実施形態において好都合に利用することができる特異的な硬化後処理の技法として、非限定的に、流入充填された材料を酸素に曝す技法、紫外線照射法および／または低温加熱法が挙げられる。
【００５４】
[0048]  図１は、本発明の前駆体の使用によって形成した、二酸化ケイ素が完全に充填されたトレンチを含む高アスペクト比のトレンチ構造の略図である。
【００５５】
[0049]  図１に示すように、高アスペクト比トレンチ構造１０は、上部表面１４および底部表面１６を有する超小型電子デバイス基板１２を含む。基板は、側壁表面２０および床表面２２によって囲まれるトレンチ１８を含む。この構造中のトレンチの空洞は、壁および床の表面１８、２０、２２と接触しており、バルク容積全体にわたり実質的にボイドが無くかつ実質的に均一密度である、二酸化ケイ素２４の塊を用いて充填される。
【００５６】
[0050]  好ましい実行では、トレンチ中に形成された、実質的にボイドが存在しないという特徴を示す二酸化ケイ素は、ポロシメトリー、透過性の判定基準、ＳＥＭ横断面測定またはボイドの存在を決定するための形態学的特徴付けに関するその他の従来技法によって容易に確認される。
【００５７】
[0051]  本発明の前述の前駆体および方法論によって、バルク容積全体にわたり、実質的に均一な密度を有する、実質的にボイドの無い状態の二酸化ケイ素を得るための、低温条件下で硬化可能である二酸化ケイ素を用いた完全充填型トレンチ構造の有効な形成が可能となる。
【００５８】
[0052]  本発明の別の態様は、メモリデバイスのトレンチの充填材等の適用例におけるギャップ充填のためのＧｅ／Ｓｉ酸化物の組成物に関する。ＧｅＯ２は、ＳｉＯ２よりもはるかに低い粘度を有する。この態様における本発明は、トレンチ中の側壁の成長の合体によって生じたシームを修復し、それによって、ギャップ充填材の内部の任意の不均一な歪みを除去するために、十分な原子の再配列の発生を可能にするＳｉｘＧｅ１−ｘＯ２の使用を企図する。したがって、これによって、それに続くデバイス構造の処理において清浄用化学薬品に曝された場合、均一な除去速度の達成が可能となる。
【００５９】
[0053]  ギャップ充填のためにＳｉｘＧｅ１−ｘＯ２を使用する場合、許容できる誘電特性を達成するためにゲルマニウム含有量を適切に最小化するためには、被膜中のゲルマニウムのケイ素に対する比は好都合には、０．００５〜０．２５の範囲である（式ＳｉｘＧｅ１−ｘＯ２中、ｘは、０．７５〜０．９９５の値を有する）。
【００６０】
[0054]  そのようなＧｅ／Ｓｉ酸化物の組成物を使用する場合、シームを充填し、歪みの不均一性を除去するのに十分なだけの流入が必要となるに過ぎず、こうした組成物は、硬化操作における高い温度に耐えることができる。これらの特徴によって、添加されるゲルマニウムの量を最小化することが可能となり、したがって、その他の被膜特性を最適化することができる。そのような目的での好ましいゲルマニウム前駆体は、ゲルマニウムアルコキシド：Ｒ４−ｘＧｅ（ＯＲ１）ｘ、Ｒ４−ｘＧｅ（ＮＲ１Ｒ２）ｘおよびＲ４−ｘＧｅＨｘ［式中、ｘ＝０〜４であり、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立に、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］。
のうちから選択される。
【００６１】
[0055]  好ましい実施形態は、テトラ−アルコキシゲルマンであるＧｅ（ＯＭｅ）４（TMOG）またはＧｅ（ＯＥｔ）４（TEOG）を使用する。
【００６２】
[0056]  オルトケイ酸テトラエチル（TEOS）／オゾン（Ｏ３）処理におけるゲルマニウムアルコキシドの使用には、被膜の平滑さを実質的に改善することができるという利点がある。側壁成長要素が相互に接触して合体が発生する場合、シームの幅が成長表面の粗さに依存する可能性が高いことから、この要因は、ギャップ充填の場合には特に重要である。
【００６３】
[0057]  別の態様における本発明は、下から上へのギャップ充填のための抑制剤の使用に関する。本発明のこの態様は、トレンチの底部の、トレンチの上部領域よりも速い成長速度によって特徴付けられる堆積処理の結果、シームの長さの短縮が得られ、シームの排除の可能性さえもたらすという事実を生かす。したがって、本発明は、「抑制剤」化学種を使用する、トレンチの底部と比較したトレンチの外側における堆積の抑制を企図する。そのような抑制剤の濃度は、トレンチのフィーチャ内への輸送が、ウエハー表面への輸送と比較してより緩慢であることに起因して、トレンチの内部において低下し得る。トレンチの内部において低い濃度を生じさせるために、例えば、ガス相中または表面上における分解または反応、すなわち、オゾン媒介酸化によってもたらすことができるもの等による何らかの抑制剤種の消費が必要である。
【００６４】
[0058]  オルトケイ酸テトラエチル（TEOS）／オゾン処理において、メタノールの添加を利用して、堆積形状（deposition profile）を平坦化することができる。より低い堆積速度が、非常に高いアスペクト比の構造においては、ＴＥＯＳ／Ｏ３反応生成物の蓄積によって生じ得、続いて、これが成長を抑制するように作用する。ＴＥＯＳ／Ｏ３反応生成物は、アセトアルデヒドおよび／または場合によりオキシランを含む場合があり、活性な種は、アルコールのオゾンとの酸化生成物としてのカルボニル官能性を有する炭化水素を含む場合がある。
【００６５】
[0059]  より一般的には、多種多様な炭化水素種を抑制剤として利用して、トレンチ内部に堆積させる被膜の形状を改変することができる。これらには、１つもしくは複数のカルボニル基および／または１つもしくは複数のヒドロキシ基を有する炭化水素がある。
【００６６】
[0060]  本明細書で使用する場合、「抑制剤」は、基板上に前駆体と共に導入した場合、成長速度を低下させる種である。
【００６７】
[0061]  図２は、その中で側壁５４および床５６によって囲まれるトレンチ５８が形成されている基板５２を含む、超小型電子デバイス構造５０の略図である。
【００６８】
[0062]  図２は、前駆体を含む堆積させた材料５６中にある抑制剤を示し、図３中、デバイス構造５０の主要表面上およびトレンチ５８中における酸化物６０の形成を示す。抑制剤の消費と組み合わさった抑制剤のトレンチ内へのより低い輸送速度によって、トレンチの底部においては抑制剤濃度の低下が生じ、それに対応して、酸化物の成長が増加する。この効果は、トレンチが閉鎖するにつれてより強くなる。
【００６９】
[0063]  理想的な抑制剤は、低いガス拡散速度および高い分子量を有し、被膜の成長を強く抑制するように機能する。堆積系中の塊の輸送の程度に依存する範囲で、抑制剤は消費されて、抑制剤の枯渇をもたらす。理想的には、抑制剤は、オゾンによって酸化され分解し、オルトケイ酸テトラエチルと反応する。ＴＥＯＳ／Ｏ３処理における酸化物の成長速度の制御は、表面反応の制御によってもたらすことができる。特異的な適用例における好ましい抑制剤である化学薬品には、アルコールおよびアルコール酸化生成物がある。
【００７０】
[0064]  トレンチのギャップ充填のためにＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物を使用する場合、特に、アニーリング条件下では、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２の実質的により低い粘度が生バルクれる。最低ＧｅＯ２／ＳｉＯ２含有量を有するＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物の場合、相当な歪みの軽減が、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２の実質的により低い粘度の結果として達成され、中等度のＧｅＯ２／ＳｉＯ２含有量では、トレンチ充填用材料中の狭いシーム構造を修復するのに十分な流入の特徴が存在する。ゲルマニウムアルコキシドを使用して、トレンチ充填のための良好なＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物を達成することができる。そのようなＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物中のゲルマニウムの利点には、ＳｉＯ２単独と比べた場合の高温における流入の増加、湿度の減少、被膜粗さの減少、および非常に均一な化学反応性がある。ゲルマニウムの存在を適切に制限して、フッ化水素等のエッチャントに曝された場合の過度のエッチング速度を回避し、硬化させた充填用材料中の漏出および破壊強度の問題点を回避する。さらに、ＧｅＯ２／ＳｉＯ２のＧｅＯへの還元を回避するために、アニーリング操作において、水素環境を制限することまたは回避することさえ望ましい場合もある。
【００７１】
[0065]  酸化物充填用材料を形成するためのゾル−ゲル溶液化学が関与する反応を以下に記載し、これには、ＴＥＯＳの加水分解が関与する反応：
【００７２】
【化８】
2011511881.tif 000010
およびシラノールの（ポリ）縮合：
【００７３】
【化９】
2011511881.tif 000011
を含む。
【００７４】
[0066]  この反応スキーム中、形成されたシラノール架橋のそれぞれについて、１つの水分子が消費される。ゲル構造は、ＴＥＯＳおよび水の反応物質の濃度、ならびに堆積させた充填用材料のｐＨに依存する。酸性溶液中では、加水分解反応は、完了まで進む傾向があり、架橋結合のより少ない鎖が形成され、再エステル化（逆加水分解）が時に観察される。塩基性溶液では、架橋結合のより多い構造が形成され、より高い水の濃度では、加水分解が促進され、縮合が妨げられ、その結果、酸化物材料中により高い架橋密度が生じる。
【００７５】
[0067]  酸および塩基により触媒される加水分解に関しては、酸触媒加水分解は、以下のＨ３Ｏ＋が関与する求電子的機構によって進行し、
【００７６】
【化１０】
2011511881.tif 000012
塩基触媒加水分解は、以下の反応に従う求核的反応機構によって進行する。
【００７７】
【化１１】
2011511881.tif 000013
【００７８】
[0068]  アルコキシ基に関する、シラノール形成の結果としてのケイ素原子上のより低い電子密度によって、塩基触媒系の場合には、より多くのシラノール基を有するケイ素中心の好ましい攻撃が生じ、酸触媒系の場合には、より多くのアルコキシ基を有するケイ素中心の好ましい攻撃が生じる。したがって、酸性溶液中では鎖伸長が優先し、塩基性溶液中では架橋結合が優先する。
【００７９】
[0069]  酸化物被膜材料の堆積のためのＴＥＯＳ／オゾン系の場合の、ＴＥＯＳ／オゾン反応生成物またはアルコキシリガンドの酸化生成物を、以下の表１に記載する。
【００８０】
【表１】
2011511881.tif 000014
【００８１】
[0070]  ＴＥＯＳ／オゾン処理においては、アルコールの添加によって、特に、メタノールを活用した場合には、流入特性の増強が得られる。アルコール酸化反応の場合、一級アルコールの二重酸化後に、１当量の水および１当量のカルボン酸が形成される。
【００８２】
【化１２】
2011511881.tif 000015
【００８３】
[0071]  ＴＥＯＳ／オゾン処理におけるアルコールの添加は、任意の適切なアルコール種を活用することができ、特異的なアルコールの有効性は、本明細書の開示に基づいて当分野の技術の範囲内で実験的に決定可能である。メタノール等のアルコール、ギ酸、酢酸およびプロピオン酸を、本発明の特異的な実施形態において使用することができる。より一般的には、ヒドロキシ官能基を有する化合物を、ＴＥＯＳ／Ｏ３処理中で使用して、トレンチ充填操作の特徴を増強することができる。
【００８４】
[0072]  特異的な遂行では、ヒドロキシ官能基を有する種は、ジオール、例えば、エチレングリコール、および２，２，２−トリクロロエタノール等のハロゲン化アルコールを含む。
【００８５】
[0073]  ジカルボン酸を、以下の反応等の反応によってジオールから形成することができる。
【００８６】
【化１３】
2011511881.tif 000016
【００８７】
[0074]  ポリオール種のそのような使用によって、一級アルコールから形成された酸生成物よりも強い酸が生成する。さらにより強いカルボン酸を、ハロゲン化アルコール、例えば、以下の反応によって示すアルコールの酸化によって形成することができる。トリクロロ酢酸のｐＫａは、０．７７である。
【００８８】
【化１４】
2011511881.tif 000017
【００８９】
[0075]  したがって、本発明は、ゲルマニウムとケイ素酸化物との混合物の使用、ならびに充填処理におけるシーム形成の問題点を回避または最小化するためのアルコールまたはその他の抑制剤種の使用によって、トレンチ構造のギャップ充填の改善を達成する。
【００９０】
[0076]  したがって、本発明は、ＴＥＯＳ／オゾン処理に伴う、トレンチ構造、特に高アスペクト比を有するトレンチ構造中のシーム形成に関する問題を克服する。
【００９１】
[0077]  より一般的には、水溶液中におけるアルコキシドケイ素前駆体からの二酸化ケイ素合成の化学は、かなり十分に理解されている。ゾル−ゲル処理では、ＴＥＯＳの加水分解を塩基または酸のいずれかによって触媒して、シラノール基および２当量のエタノールを形成することができる。それに続く反応工程では、２つのシラノールが縮合して、シロキサンの架橋を形成し、１当量の水を遊離させる。縮合後、一般的には、何らかの残留シラノールおよび場合により未反応のアルコキシ基、ならびに反応生成物がある。結果として、ゲルと呼ばれる半固体の混合物が生じる。ＳｉＯ２が望まれる場合には、次いで、ゲルを加熱して副産物を除去し、さらに縮合させる（焼成）。結合角および欠陥に関する最終的な構造は、溶液のｐＨ、水およびＴＥＯＳの濃度、ならびに焼成条件によって決定される。
【００９２】
[0078]  ＴＥＯＳおよび溶液の加水分解および縮合は、酸触媒溶液中では求電子的反応機構によって進行し、それに反して、塩基触媒溶液中では、求核的反応によって進行する。このことの１つの結果が、加水分解程度がより低いケイ素上のアルコキシ基は、加水分解程度がより高いケイ素中心上のアルコキシ基よりも、縮合に関する安定性が低いという結果である。これは、鎖構造の形成に有利に働く。逆に、塩基触媒縮合は、加水分解されているケイ素中心でより容易に生じる。このことによって、縮合の前に、より完全に加水分解された種、したがって、より多くの架橋結合の形成が生じる。
【００９３】
[0079]  水が加水分解の間に消費され、縮合の間に遊離する。したがって、より高い水の濃度は加水分解を促進し、縮合を妨げる。その結果が、より高い架橋結合の密度である。
【００９４】
[0080]  ＴＥＯＳ／オゾン処理においては、また、シラノールが形成され、それに続いてシラノール基が縮合して、シロキサン架橋が形成されることによって、被膜の形成も生じる。またアルコキシ基の酸化も存在する（アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、ＣＯ、ＣＯ２およびシラノール基が生成する）。ＴＥＯＳ／オゾン処理中の水および酸の存在は、ＳｉＯ２被膜を形成するための加水分解反応の利用の可能性をもたらす。
【００９５】
[0081]  ＴＥＯＳ／オゾン処理に添加したアルコールの酸化の結果、カルボン酸が存在するようになる。より小型の一級アルコールから形成された酸は、より低いｐＫａを有し、加水分解を触媒する場合により有効であり得る。
【００９６】
[0082]  したがって、オゾンの存在下で酸化する種を使用して、ＴＥＯＳ／オゾン処理の間の化学反応を制御することができる。例えば、アルコールの二重酸化によって、水およびカルボン酸（エタノールの場合には酢酸）の両方が生成する。中間体（アセトアルデヒド）の添加によって、水を形成することなく酸を生成することができ、したがって、これを利用して、酸／Ｈ２Ｏの比を制御することができる。
【００９７】
[0083]  これには、水および酸の直接的な添加を上回るいくつかの利点がある。アルコキシドおよびアルコール／アルデヒドまたはその他の有機種の安定な混合物を形成することができ、一方、酸および／または水とアルコキシドとの混合物は時間と共に反応する。液体の混合物は、反応物質の比のより正確な制御を可能にする場合もあれば、また、効率的な送達のために十分には安定であり得ない種をｉｎ−ｓｉｔｕにおいて生成させる場合もある。アルデヒドを使用する場合には、水を添加せず、したがって、さらなる加水分解の発生を可能にするための縮合反応からの水が必要となる。別の見込みがある利点は、安全性および安定性がより低いアルコキシドを回避する際の柔軟性である。例えば、ＴＥＯＳが、テトラメトキシシラン（TMOS）より好ましい。これは、ＴＭＯＳは、より毒性が高くかつ大気の汚染に対する反応性がより高いことによる。しかし、ＴＭＯＳは、より良好な流入性を有する。重要な差がＴＭＯＳの分解生成物としてのギ酸の存在であるならば、その場合には、類似の結果を、ＴＥＯＳおよびメタノールを用いて達成することができるであろう。
【００９８】
[0084]  より強い酸であれば、加水分解をより容易に触媒できるであろう。これらの強い酸を、エチレングリコールまたはトリクロロエタノールもしくはトリフルオロエタノール等のハロゲン化アルコールから形成することができる。エチレングリコールの酸化の結果、シュウ酸（ｐＫａ＝１．２３）を生じ、トリクロロエタノールおよびトリフルオロエタノールの酸化の結果それぞれ、トリクロロ酢酸およびトリフルオロ酢酸を生じる（それぞれ、ｐＫａ＝０．７７および０．３０）。
【００９９】
[0085]  単一溶液アプローチの場合、ＴＥＯＳ／オゾン処理において利用する添加剤は、アルコキシド中で可溶でなければならない。場合によっては、溶液を形成するために共溶媒が必要になる場合がある。例えば、ＴＥＯＳおよびエチレングリコールは、非常に限られた相互溶解性を有するが、イソプロピルアルコールの添加によって、溶液の形成が可能となる。
【０１００】
[0086]  したがって、ＴＥＯＳ／オゾン処理の有効性を、本明細書に開示する添加剤の添加によって実質的に増加させることができるとみなされる。
【０１０１】
[0087]  本発明のフィーチャおよび利点が、以下のギャップ充填処理の非限定的な実施例によってより完全に示される。
【実施例】
【０１０２】
[0088]  ギャップ充填処理の実施例
[0089]  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｐ５０００リアクター中で、堆積を、ＴＥＯＳ／オゾン処理を用いて実施した。ボイド率は、切断および２００：１のＨ２Ｏ：ＨＦ中で染色後のＳＥＭ横断面中のボイド面積を測定することによって得た。同一試験において堆積させたブランケット被膜証明用断片からＳｉＯ２を５ｎｍ除去するような染色時間を選んだ。結果を、実施例１、２および３についての以下の表に示す。
【０１０３】
【表２】
2011511881.tif 000018
【０１０４】
【表３】
2011511881.tif 000019
【０１０５】
【表４】
2011511881.tif 000020
【０１０６】
[0090]  本発明の特異的な態様、フィーチャおよび例示的な実施形態を参照して本発明を本明細書に記載してきたが、本発明の実用性は、これらによって制限されることはなく、それら自体が本明細書の開示に基づいて本発明の分野の業者に対して示唆するように、むしろ多数のその他の変形形態、改変形態および代替の実施形態にまで及びかつそれらを包含することを理解されたい。したがって、全てのそのような変形形態、改変形態および代替の実施形態が、本発明の精神および範囲に属するものであるとして、下文に請求する本発明を広く解釈しかつ読み取ることを意図する。
【図１】
2011511881.tif 000029
【図２】
2011511881.tif 000030
【図３】
2011511881.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲルマニウム前駆体；
ケイ素前駆体；
アルコール；および
酸化剤
を含む前駆体組成物。
【請求項２】
前記組成物が、気相中にある、
請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ゲルマニウム前駆体が、ＴＭＯＧを含む、
請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記ケイ素前駆体が、オルトケイ酸テトラエチルを含む、
請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記アルコールが、イソプロピルアルコール、エタノールおよびそれらの混合物からなる群から選択される、
請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記酸化剤が、オゾンを含む、
請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
その中にトレンチまたはギャップ構造を含む基板を処理する方法であって、
前記トレンチまたはギャップ構造中にゲルマニウムおよびケイ素を含有する酸化物の堆積をもたらす条件下で、基板を請求項１に記載の組成物と接触させる工程を含む、
方法。
【請求項８】
その中に高アスペクト比のトレンチを有する超小型電子デバイス基板および前記トレンチ中に完全に充填された二酸化ケイ素の塊を含む完全充填型のトレンチ構造であって、
前記二酸化ケイ素は、そのバルク塊全体にわたり、実質的にボイドが無いという特徴を有し、実質的に均一な密度を有し、二酸化ケイ素前駆体組成物を用いた前記トレンチの完全充填と、前記トレンチ中に二酸化ケイ素が完全充填された塊を形成するために、前記前駆体組成物の加水分解および縮合の化学反応と、によって形成された、
完全充填型のトレンチ構造。
【請求項９】
前記前駆体組成物が、
（ｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）４−ｘＳｉＲｘのアミノシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉ）式（ＲＯ）４−ｘＳｉＲ１ｘのアルコキシシラン［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝または非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルおよびＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシロキサン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉ）式（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＲｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＲｘのアミノジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、Ｒ、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｖｉｉｉ）式（ＲＯ）３−ｘＲ１ｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＯＲ）３−ｘＲ１ｘのアルコキシジシラザン［式中、ｘは、０〜２の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｉｘ）以下の式のクロロアミノシラン：Ｃｌ４−ｘＳｉ（ＮＲ１Ｒ２）ｘ［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、および（Ｒ１Ｒ２Ｎ）３−ｘＣｌｘＳｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＲ１Ｒ２）３−ｘＣｌｘ［式中、ｘは、１または２の値を有する整数である］、［これらの式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘ）以下の式のシクロシロキサンおよびシクロシラザン：
【化１】
2011511881.tif 000032
［式中、ｎは、０〜４の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６ジアルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉ）直鎖のポリシロキサンおよびポリシラザン；
（ｘｉｉ）以下の一般式のケイ素化合物：Ｒ４−ｘＳｉＬｘ［式中、ｘは、１〜３の値を有する整数である］、およびＬ３−ｘＲｘＳｉ−ＳｉＬ３−ｘＲｘ［式中、ｘは、０〜２の値を有する整数であり、Ｌは、イソシアナート（ＮＣＯ）、メチルエチルケトオキシム（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝Ｎ−Ｏ−）、トリフルオロ酢酸（ＣＦ３ＯＣＯ）、トリフレート（ＣＦ３ＳＯ３）、アシルオキシ（ＲＯＣＯ）、β−ジケトナート（Ｒ１ＣＯＣＨＣＯＲ２）、β−ジケチミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＯＲ３）、β−ジイミナート（Ｒ１ＣＮＲ２ＣＨＣＮＲ２Ｒ３）、アミジナート（ＲＣ（ＮＲ１）２）、グアニジナート｛（Ｒ１Ｒ２Ｎ）Ｃ（ＮＲ３）２｝、アルキルアミノ（ＮＲ１Ｒ２）、水素化物、アルコキシド（ＲＯ）およびホルマート（ＨＣＯＯ）から選択される］、［これらの式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｉｉｉ）以下の式のオキシラニルシラン：
【化２】
2011511881.tif 000033
［式中、ｘは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、ｎは、０〜３の範囲の値を有する整数であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１３アリール、Ｃ１〜Ｃ６アルキルアミノならびにＣ１〜Ｃ６アルコキシドのうちから選択される］；
（ｘｉｖ）式（ＲＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ１）４−ｘの酢酸エチル基を含有するケイ素前駆体［式中、ｘは、１〜４の範囲の値を有する整数であり、ＲおよびＲ１はそれぞれ独立に、水素、分枝および非分枝のＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキルならびにＣ６〜Ｃ１３アリールのうちから選択される］；
（ｘｖ）（ｔＢｕＨＮ）２（Ｈ２Ｎ）Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＨ２）（ＮＨｔＢｕ）２［式中、ｔＢｕは三級ブチルである］；ならびに
（ｘｖｉ）前述の化合物（ｉ）〜（ｘｖ）のプレポリマー部分加水分解生成物
からなる群から選択された前駆体ケイ素化合物を含む、
請求項８に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１０】
前記二酸化ケイ素が、前記加水分解および縮合の化学反応の後で、その緻密化のためにさらに処理されている、
請求項８に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１１】
前記緻密化が、前記二酸化ケイ素を、酸素暴露、紫外線照射および低温加熱のうちの少なくとも１つに曝すことによってもたらされる、
請求項１０に記載の完全充填型のトレンチ構造。
【請求項１２】
基板のトレンチ構造中に酸化物材料を充填するためにそれを形成する方法であって、
（ｉ）前記トレンチ構造を充填するための酸化物前駆体材料を前記基板上に堆積する工程であって、前記酸化物前駆体材料は、ゲルマニウムおよびケイ素を含む工程；および
（ｉｉ）シーム形成を抑制するための抑制剤を含む前駆体組成物から前記酸化物材料を堆積させる工程
の少なくとも１つを含む、
方法。
【請求項１３】
堆積させた前記酸化物前駆体材料が、オゾン雰囲気下で硬化される、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸化物材料前駆体が、ゲルマニウムアルコキシドを含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記トレンチ構造中で前記酸化物前駆体材料が硬化して、ＧｅＳｉ酸化物組成物を形成する、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
シーム形成を抑制するための抑制剤を含む前駆体組成物から前記酸化物充填用材料を堆積させる工程を含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記抑制剤が、ヒドロキシル官能基を含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記抑制剤が、アルコール、ポリオールおよびグリコールからなる群から選択された少なくとも１つのヒドロキシル官能基を有する抑制剤を含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記抑制剤が、メタノールを含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ＧｅＯ２／ＳｉＯ２混合物を用いて少なくとも部分的に充填されたトレンチを含む、
超小型電子デバイス構造。
【国際調査報告】
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