JP7826486B2 - スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセス - Google Patents
スズ含有薄膜の堆積のためのスズ含有前駆体及びそれらの対応する堆積プロセスInfo
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Description
(R3Sn)2NR’
(式中、R及びR’は独立して、H、C1~C6直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC1~C4直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物に関する。
基板を、一般式:
(R3Sn)2NR’
(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C1~C6直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC1~C4直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物の蒸気又は液体に曝露させることと、
化学蒸着法を使用して、スズ含有前駆体の少なくとも一部を基板上に堆積させて、スズ含有膜を形成することと、を含む。開示される方法は、以下の特徴のうちの1つ以上を含み得る:
・化学蒸着法は、ALD、CVD、MLD、SOD、SOC、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングを含む;
・化学蒸着法は、ALDである;
・化学蒸着法は、CVDである;
・化学蒸着法は、MLDである;
・化学蒸着法は、SODである;
・化学蒸着法は、SOCである;
・化学蒸着法は、ミストコーティングである;
・化学蒸着法は、ディップコーティングである;
・化学蒸着法は、スリットコーティングである;
・化学蒸着法は、スプレーコーティングである;
・蒸着法は、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はそれらの組み合わせによって補助されてもよい;
・蒸着法は、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はそれらの組み合わせによって補助されなくてもよい;
・化学蒸着法のための堆積温度は、約100℃以下である;
・化学蒸着法のための堆積温度は、約80℃以下である;
・スズ含有前駆体は、周囲温度で液体である;
・スズ含有前駆体は、約100℃以下の温度で揮発性である;
・スズ含有前駆体は、約80℃以下の温度で揮発性である;
・スズ含有前駆体は、(Me3Sn)2NMeである;
・スズ含有前駆体は、(Me3Sn)2NEtである;
・スズ含有前駆体は、(Me3Sn)2N(nPr)である;
・スズ含有前駆体は、(Me3Sn)2N(nBu)である;
・スズ含有前駆体は、(Me3Sn)2N(CH2CF3)である;
・基板を共反応物に曝露させることを更に含む;
・共反応物は、O2、O3、H2O、H2O2、NO、N2O、NO2、Oラジカル、アルコール、シラノール、アミノアルコール、カルボン酸、パラ-ホルムアルデヒド、又はそれらの混合物から選択される酸化剤である;
・共反応物は、O3である;
・共反応物は、O2である;
・共反応物は、H2O2である;
・共反応物は、H2Oである;
・酸化剤は、O3である;
・酸化剤は、O2である;
・酸化剤は、H2O2である;
・酸化剤は、H2Oである;
・共反応物は、NH3、N2、H2、N2/H2、H2及びNH3、N2及びNH3、NH3及びN2H4、NO、N2O、アミン、ジアミン、シアニド、ジイミン、ヒドラジン、有機アミン、ピラゾリン、ピリジン、メチルアミン、エチルアミン、tertブチルアミンなどの一級アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-イソプロピルアミン、エチルメチルアミンなどの二級アミン、ピロリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリシリルアミンなどの三級アミン、又はそれらの混合物から選択される窒素含有還元剤である;
・窒素含有還元剤は、NH3である;
・スズ含有膜は、SnO2、InSnO(ITO)、ZnSnO(ZTO)、SnN、SnP、SnAs、SnSb又はSn2S3である;
・スズ含有膜は、SnO2である;
・スズ含有膜は、InSnO(ITO)である;
・スズ含有膜は、ZnSnO(ZTO)である;
・スズ含有膜は、SnNである;
・スズ含有膜は、SnPである;
・スズ含有膜は、SnAsである;
・スズ含有膜は、SnSbである;
・スズ含有膜は、Sn2S3である;
・スズ含有膜は、Zn、In、Ga、N、S、P、As、Sb、B、Ta、Hf、Nb、Mg、Al、Sr、Y、Ba、Ca、Bi、Pb、Co、1種以上のランタニド、又はそれらの混合物から選択される第2の元素を含有する;
・基板は、粉体である;並びに
・粉体は、NMC(酸化リチウムニッケルマンガンコバルト)、LCO(コバルト酸リチウム)、LFP(リン酸鉄リチウム)、及び他の電池正極活物質のうちの1つ以上を含む。
(R3Sn)2NR’
(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C1~C6直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC1~C4直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有するスズ含有前駆体を含む、蒸着プロセスのための膜形成組成物が開示される。開示される組成物は、以下の特徴のうちの1つ以上を含み得る:
・スズ含有前駆体は、(Me3Sn)2NMe、(Me3Sn)2NEt、(Me3Sn)2N(nPr)、(Me3Sn)2N(nBu)及び(Me3Sn)2N(CH2CF3)からなる群から選択される;
・スズ含有前駆体の純度は、99%超である;
・スズ含有前駆体は、周囲温度で液体である;並びに
・スズ含有前駆体は、約100℃以下の温度で揮発性である。
以下の詳細な説明及び特許請求の範囲では、当該技術分野において一般的によく知られている多くの略語、記号、及び用語が利用される。特定の略語、記号、及び用語は、以下の説明及び特許請求の範囲の全体を通して使用され、以下を含む。
(R3Sn)2NR’
(式中、R及びR’は、各々独立して、H、C1~C6直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、又はC1~C4直鎖、分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基である)を有する。以前に合成され、特性化されたいくつかのジスタンナザンの結果は、(Me3Sn)2NR’(式中、R’=Me又はEt)が優れた揮発性からなる周囲温度において液体である(例えば、(Me3Sn)2NMeについて64℃で4Torr、及び(Me3Sn)2NEtについて93℃で15Torr)ことを示した。本明細書に開示されるジスタンナザンは、限定されないが、CVD及びALDが挙げられる化学蒸着法によってSnO2、ITO、及びZTOなどのSn含有材料の薄膜を含むフィルムを得るために、TDMASnに対する代替物として、揮発性前駆体として使用することができる。
Hex3Sn)2N(シクロ-Bu)、(nHex3Sn)2N(1-Pen)、(nHex3Sn)2N(2-Pen)、(nHex3Sn)2N(3-Pen)、(nHex3Sn)2N(tPen)、(nHex3Sn)2N(ネオ-Pen)、(nHex3Sn)2N(シクロ-Pen)、(nHex3Sn)2N(1-Hex)、(nHex3Sn)2N(2-Hex)、(nHex3Sn)2N(3-Hex)、(nHex3Sn)2N(tHex)、(nHex3Sn)2N(ネオ-Hex)、(nHex3Sn)2N(シクロ-Hex)、(nHex3Sn)2N(アリル)、(nHex3Sn)2N(CH2CF3)、(nHex3Sn)2N(CH2CF3CF3)、(nHex3Sn)2N(CH(CF3)2)、(nHex3Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(nHex3Sn)3N、(nHex3Sn)2N(SiMe3)、(nHex3Sn)2N(SiHMe2)、(nHex3Sn)2N(SiEtMe2)、(nHex3Sn)2N(SiEt2Me)、(nHex3Sn)2N(SiEt3)、(nHex3Sn)2NH、(EtMe2Sn)2NMe、(EtMe2Sn)2NEt、(EtMe2Sn)2NMe、(EtMe2Sn)2NEt、(EtMe2Sn)2N(nPr)、(EtMe2Sn)2N(iPr)、(EtMe2)2N(シクロ-Pr)、(EtMe2)2N(nBu)、(EtMe2Sn)2N(sBu)、(EtMe2Sn)2N(tBu)、(EtMe2)2N(シクロ-Bu)、(EtMe2Sn)2N(1-Pen)、(EtMe2Sn)2N(2-Pen)、(EtMe2Sn)2N(3-Pen)、(EtMe2Sn)2N(tPen)、(EtMe2Sn)2N(ネオ-Pen)、(EtMe2Sn)2N(シクロ-Pen)、(EtMe2Sn)2N(1-Hex)、(EtMe2Sn)2N(2-Hex)、(EtMe2Sn)2N(3-Hex)、(EtMe2Sn)2N(tHex)、(EtMe2Sn)2N(ネオ-Hex)、(EtMe2Sn)2N(シクロ-Hex)、(EtMe2Sn)2N(アリル)、(EtMe2Sn)2N(CH2CF3)、(EtMe2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(EtMe2Sn)2N(CH(CF3)2)、(EtMe2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(EtMe2Sn)3N、(EtMe2Sn)2N(SiMe3)、(EtMe2Sn)2N(SiHMe2)、(EtMe2Sn)2N(SiEtMe2)、(EtMe2Sn)2N(SiEt2Me)、(EtMe2Sn)2N(SiEt3)、(EtMe2Sn)2NH、(nPrMe2Sn)2NMe、(nPrMe2Sn)2NEt、(nPrMe2Sn)2NMe、(nPrMe2Sn)2NEt、(nPrMe2Sn)2N(nPr)、(nPrMe2Sn)2N(iPr)、(nPrMe2)2N(シクロ-Pr)、(nPrMe2)2N(nBu)、(nPrMe2Sn)2N(sBu)、(nPrMe2Sn)2N(tBu)、(nPrMe2)2N(シクロ-Bu)、(nPrMe2Sn)2N(1-Pen)、(nPrMe2Sn)2N(2-Pen)、(nPrMe2Sn)2N(3-Pen)、(nPrMe2Sn)2N(tPen)、(nPrMe2Sn)2N(ネオ-Pen)、(nPrMe2Sn)2N(シクロ-Pen)、(nPrMe2Sn)2N(1-Hex)、(nPrMe2Sn)2N(2-Hex)、(nPrMe2Sn)2N(3-Hex)、(nPrMe2Sn)2N(tHex)、(nPrMe2Sn)2N(ネオ-Hex)、(nPrMe2Sn)2N(シクロ-Hex)、(nPrMe2Sn)2N(アリル)、(nPrMe2Sn)2N(CH2CF3)、(nPrMe2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(nPrMe2Sn)2N(CH(CF3)2)、(nPrMe2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(nPrMe2Sn)3N、(nPrMe2Sn)2N(SiMe3)、(nPrMe2Sn)2N(SiHMe2)、(nPrMe2Sn)2N(SiEtMe2)、(nPrMe2Sn)2N(SiEt2Me)、(nPrMe2Sn)2N(SiEt3)、(nPrMe2Sn)2NH、(iPrMe2Sn)2NMe、(iPrMe2Sn)2NEt、(iPrMe2Sn)2N(nPr)、(iPrMe2Sn)2N(iPr)、(iPrMe2)2N(シクロ-Pr)、(iPrMe2)2N(nBu)、(iPrMe2Sn)2N(sBu)、(iPrMe2Sn)2N(tBu)、(iPrMe2)2N(シクロ-Bu)、(iPrMe2Sn)2N(1-Pen)、(iPrMe2Sn)2N(2-Pen)、(iPrMe2Sn)2N(3-Pen)、(iPrMe2Sn)2N(tPen)、(iPrMe2Sn)2N(ネオ-Pen)、(iPrMe2Sn)2N(シクロ-Pen)、(iPrMe2Sn)2N(1-Hex)、(iPrMe2Sn)2N(2-Hex)、(iPrMe2Sn)2N(3-Hex)、(iPrMe2Sn)2N(tHex)、(iPrMe2Sn)2N(ネオ-Hex)、(iPrMe2Sn)2N(シクロ-Hex)、(iPrMe2Sn)2N(アリル)、(iPrMe2Sn)2N(CH2CF3)、(iPrMe2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(iPrMe2Sn)2N(CH(CF3)2)、(iPrMe2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(iPrMe2Sn)2N(SiMe3)、(iPrMe2Sn)2N(SiHMe2)、(iPrMe2Sn)2N(SiEtMe2)、(iPrMe2Sn)2N(SiEt2Me)、(iPrMe2Sn)2N(SiEt3)、(iPrMe2Sn)2NH、(nBuMe2Sn)2NMe、(nBuMe2Sn)2NEt、(nBuMe2Sn)2NMe、(nBuMe2Sn)2NEt、(nBuMe2Sn)2N(nPr)、(nBuMe2Sn)2N(iPr)、(nBuMe2)2N(シクロ-Pr)、(nBuMe2)2N(nBu)、(nBuMe2Sn)2N(sBu)、(nBuMe2Sn)2N(tBu)、(nBuMe2)2N(シクロ-Bu)、(nBuMe2Sn)2N(1-Pen)、(nBuMe2Sn)2N(2-Pen)、(nBuMe2Sn)2N(3-Pen)、(nBuMe2Sn)2N(tPen)、(nBuMe2Sn)2N(ネオ-Pen)、(nBuMe2Sn)2N(シクロ-Pen)、(nBuMe2Sn)2N(1-Hex)、(nBuMe2Sn)2N(2-Hex)、(nBuMe2Sn)2N(3-Hex)、(nBuMe2Sn)2N(tHex)、(nBuMe2Sn)2N(ネオ-Hex)、(nBuMe2Sn)2N(シクロ-Hex)、(nBuMe2Sn)2N(アリル)、(nBuMe2Sn)2N(CH2CF3)、(nBuMe2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(nBuMe2Sn)2N(CH(CF3)2)、(nBuMe2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(nBuMe2Sn)3N、(nBuMe
2Sn)2N(SiMe3)、(nBuMe2Sn)2N(SiHMe2)、(nBuMe2Sn)2N(SiEtMe2)、(nBuMe2Sn)2N(SiEt2Me)、(nBuMe2Sn)2N(SiEt3)、(nBuMe2Sn)2NH、(sBuMe2Sn)2NMe、(sBuMe2Sn)2NEt、(sBuMe2Sn)2NMe、(sBuMe2Sn)2NEt、(sBuMe2Sn)2N(nPr)、(sBuMe2Sn)2N(iPr)、(sBuMe2)2N(シクロ-Pr)、(sBuMe2)2N(nBu)、(sBuMe2Sn)2N(sBu)、(sBuMe2Sn)2N(tBu)、(sBuMe2)2N(シクロ-Bu)、(sBuMe2Sn)2N(1-Pen)、(sBuMe2Sn)2N(2-Pen)、(sBuMe2Sn)2N(3-Pen)、(sBuMe2Sn)2N(tPen)、(sBuMe2Sn)2N(ネオ-Pen)、(sBuMe2Sn)2N(シクロ-Pen)、(sBuMe2Sn)2N(1-Hex)、(sBuMe2Sn)2N(2-Hex)、(sBuMe2Sn)2N(3-Hex)、(sBuMe2Sn)2N(tHex)、(sBuMe2Sn)2N(ネオ-Hex)、(sBuMe2Sn)2N(シクロ-Hex)、(sBuMe2Sn)2N(アリル)、(sBuMe2Sn)2N(CH2CF3)、(sBuMe2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(sBuMe2Sn)2N(CH(CF3)2)、(sBuMe2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(sBuMe2Sn)3N、(sBuMe2Sn)2N(SiMe3)、(sBuMe2Sn)2N(SiHMe2)、(sBuMe2Sn)2N(SiEtMe2)、(sBuMe2Sn)2N(SiEt2Me)、(sBuMe2Sn)2N(SiEt3)、(sBuMe2Sn)2NH、(tBuMe2Sn)2NMe、(tBuMe2Sn)2NEt、(tBuMe2Sn)2NMe、(tBuMe2Sn)2NEt、(tBuMe2Sn)2N(nPr)、(tBuMe2Sn)2N(iPr)、(tBuMe2)2N(シクロ-Pr)、(tBuMe2)2N(nBu)、(tBuMe2Sn)2N(sBu)、(tBuMe2Sn)2N(tBu)、(tBuMe2)2N(シクロ-Bu)、(tBuMe2Sn)2N(1-Pen)、(tBuMe2Sn)2N(2-Pen)、(tBuMe2Sn)2N(3-Pen)、(tBuMe2Sn)2N(tPen)、(tBuMe2Sn)2N(ネオ-Pen)、(tBuMe2Sn)2N(シクロ-Pen)、(tBuMe2Sn)2N(1-Hex)、(tBuMe2Sn)2N(2-Hex)、(tBuMe2Sn)2N(3-Hex)、(tBuMe2Sn)2N(tHex)、(tBuMe2Sn)2N(ネオ-Hex)、(tBuMe2Sn)2N(シクロ-Hex)、(tBuMe2Sn)2N(アリル)、(tBuMe2Sn)2N(CH2CF3)、(tBuMe2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(tBuMe2Sn)2N(CH(CF3)2)、(tBuMe2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(tBuMe2Sn)3N、(tBuMe2Sn)2N(SiMe3)、(tBuMe2Sn)2N(SiHMe2)、(tBuMe2Sn)2N(SiEtMe2)、(tBuMe2Sn)2N(SiEt2Me)、(tBuMe2Sn)2N(SiEt3)、(tBuMe2Sn)2NH、(Me2HSn)2NMe、(Me2HSn)2NEt、(Me2HSn)2N(nPr)、(Me2HSn)2N(iPr)、(Me2HSn)2N(シクロ-Pr)、(Me2HSn)2N(nBu)、(Me2HSn)2N(sBu)、(Me2HSn)2N(iBu)、(Me2HSn)2N(tBu)、(Me2HSn)2N(シクロ-Bu)、(Me2HSn)2N(1-Pen)、(Me2HSn)2N(2-Pen)、(Me2HSn)2N(3-Pen)、(Me2HSn)2N(tPen)、(Me2HSn)2N(ネオ-Pen)、(Me2HSn)2N(シクロ-Pen)、(Me2HSn)2N(1-Hex)、(Me2HSn)2N(2-Hex)、(Me2HSn)2N(3-Hex)、(Me2HSn)2N(tHex)、(Me2HSn)2N(ネオ-Hex)、(Me2HSn)2N(シクロ-Hex)、(Me2HSn)2N(アリル)、(Me2HSn)2N(CH2CF3)、(Me2HSn)2N(CH2CF2CF3)、(Me2HSn)2N(CH(CF3)2)、(Me2HSn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(Me2HSn)3N、(Me2HSn)2N(SiMe3)、(Me2HSn)2N(SiHMe2)、(Me2HSn)2N(SiEtMe2)、(Me2HSn)2N(SiEt2Me)、(Me2HSn)2N(SiEt3)、(Me2HSn)2NH、(Me2HSn)3N、(MeH2Sn)2NMe、(MeH2Sn)2NEt、(MeH2Sn)2N(nPr)、(MeH2Sn)2N(iPr)、(MeH2Sn)2N(シクロ-Pr)、(MeH2Sn)2N(nBu)、(MeH2Sn)2N(sBu)、(MeH2Sn)2N(tBu)、(MeH2Sn)2N(シクロ-Bu)、(MeH2Sn)2N(1-Pen)、(MeH2Sn)2N(2-Pen)、(MeH2Sn)2N(3-Pen)、(MeH2Sn)2N(tPen)、(MeH2Sn)2N(ネオ-Pen)、(MeH2Sn)2N(シクロ-Pen)、(MeH2Sn)2N(1-Hex)、(MeH2Sn)2N(2-Hex)、(MeH2Sn)2N(3-Hex)、(MeH2Sn)2N(tHex)、(MeH2Sn)2N(ネオ-Hex)、(MeH2Sn)2N(シクロ-Hex)、(MeH2Sn)2N(アリル)、(MeH2Sn)2N(CH2CF3)、(MeH2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(MeH2Sn)2N(CH(CF3)2)、(MeH2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(MeH2Sn)3N、(MeH2Sn)2N(SiMe3)、(MeH2Sn)2N(SiHMe2)、(MeH2Sn)2N(SiEtMe2)、(MeH2Sn)2N(SiEt2Me)、(MeH2Sn)2N(SiEt3)、(MeH2Sn)2NH、(H3Sn)2NMe、(H3Sn)2NEt、(H3Sn)2N(nPr)、(H3Sn)2N(iPr)、(H3Sn)2N(シクロ-Pr)、(H3Sn)2N(nBu)、(H3Sn)2N(sBu)、(H3Sn)2N(tBu)、(H3Sn)2N(シクロ-Bu)、(H3Sn)2N(1-Pen)、(H3Sn)2N(2-Pen)、(H3Sn)2N(3-Pen)、(H3Sn)2N(tPen)、(H3Sn)2N(ネオ-Pen)、(H3Sn)2N(シクロ-Pen)、(H3Sn)2N(1-Hex)、(H3Sn)2N(2-Hex)、(H3Sn)2N(3-Hex)、(H3Sn)2N(tHex)、(
H3Sn)2N(ネオ-Hex)、(H3Sn)2N(シクロ-Hex)、(H3Sn)2N(アリル)、(H3Sn)2N(CH2CF3)、(H3Sn)2N(CH2CF3CF3)、(H3Sn)2N(CH(CF3)2)、(H3Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(H3Sn)3N、(H3Sn)2N(SiMe3)、(H3Sn)2N(SiHMe2)、(H32Sn)2N(SiEtMe2)、(H3Sn)2N(SiEt2Me)、(H3Sn)2N(SiEt3)、(Et2HSn)2NMe、(Et2HSn)2NEt、(Et2HSn)2N(nPr)、(Et2HSn)2N(シクロ-Pr)、(Et2HSn)2N(nBu)、(Et2HSn)2N(sBu)、(Et2HSn)2N(tBu)、(Et2HSn)2N(シクロ-Bu)、(Et2HSn)2N(1-Pen)、(Et2HSn)2N(2-Pen)、(Et2HSn)2N(3-Pen)、(Et2HSn)2N(tPen)、(Et2HSn)2N(ネオ-Pen)、(Et2HSn)2N(シクロ-Pen)、(Et2HSn)2N(1-Hex)、(Et2HSn)2N(2-Hex)、(Et2HSn)2N(3-Hex)、(Et2HSn)2N(tHex)、(Et2HSn)2N(ネオ-Hex)、(Et2HSn)2N(シクロ-Hex)、(Et2HSn)2N(アリル)、(Et2HSn)2N(CH(CF3)2)、(Et2HSn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(Et2HSn)3N、(Et2HSn)2N(SiMe3)、(Et2HSn)2N(SiHMe2)、(Et2HSn)2N(SiEtMe2)、(Et2HSn)2N(SiEt2Me)、(Et2HSn)2N(SiEt3)、(Et2HSn)2NH、(EtH2Sn)2NMe、(EtH2Sn)2NEt、(EtH2Sn)2N(nPr)、(EtH2Sn)2N(iPr)、(EtH2Sn)2N(シクロ-Pr)、(EtH2Sn)2N(nBu)、(EtH2Sn)2N(sBu)、(EtH2Sn)2N(tBu)、(EtH2Sn)2N(シクロ-Bu)、(EtH2Sn)2N(1-Pen)、(EtH2Sn)2N(2-Pen)、(EtH2Sn)2N(3-Pen)、(EtH2Sn)2N(tPen)、(EtH2Sn)2N(ネオ-Pen)、(EtH2Sn)2N(シクロ-Pen)、(EtH2Sn)2N(1-Hex)、(EtH2Sn)2N(2-Hex)、(EtH2Sn)2N(3-Hex)、(EtH2Sn)2N(tHex)、(EtH2Sn)2N(ネオ-Hex)、(EtH2Sn)2N(シクロ-Hex)、(EtH2Sn)2N(アリル)、(EtH2Sn)2N(CH2CF3)、(EtH2Sn)2N(CH2CF3CF3)、(EtH2Sn)2N(CH(CF3)2)、(EtH2Sn)2N(CH2(CF2)2CF3)、(EtH2Sn)3N、(EtH2Sn)2N(SiMe3)、(EtH2Sn)2N(SiHMe2)、(EtH2Sn)2N(SiEtMe2)、(EtH2Sn)2N(SiEt2Me)、(EtH2Sn)2N(SiEt3)及び(EtH2Sn)2NHが挙げられるが、これらに限定されない。
還流冷却器及び200mLの添加用漏斗を備えた三つ口の1L丸底フラスコにおいて、EtNH2の2.0MのTHF溶液(100mL、200mmol)及び300mLのヘキサンを添加し、混合物を-78℃に冷却した。添加用漏斗にヘキサン中1.59MのnBuLi(126mL、200mmol)を充填し、次いでそれを45分間にわたってEtNH2溶液中に滴加したところ、その間に白色沈殿物が形成した。30分間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を室温で更に1時間撹拌した。真空下で、すべての揮発性物質を除去し、フラスコに300mLのヘキサンを満たし、対応する懸濁液を-78℃に冷却した。別の500mLの三つ口丸底フラスコ中において、300mLのEt2O中に溶解されたMe3SnClの溶液(39.46g、198mmol)をグローブボックス内で調製した。このMe3SnCl/Et2O溶液を、EtNHLi懸濁液に45分間かけてカニューレを介して移し、得られた混合物を-78℃で15分間撹拌した。冷却浴を取り外した後、混合物を周囲温度まで温め、更に15分間撹拌した。その後、白色懸濁液を70℃で2時間還流させた。反応混合物を周囲温度まで冷却して、セライト上、N2雰囲気下ですべての固形物を濾別し、淡黄色溶液を得た。5kPaでの真空中で大部分の揮発性物質を除去し、残渣を100mLの二口フラスコに移し、次いで分別蒸留装置を備え付けた。2kPaで25~75℃にて不純物を除去し、(Me3Sn)2NEt(21.88g、59mmol)を0.1kPaで90~110℃にて59%の収率で無色油状物として単離した。1H NMR(C6D6,400MHz):δ 3.29(q;2H,2JH-Sn=33.8Hz,3JH-H=6.9Hz,N-CH2),1.05(t;3H,3JH-H=6.9Hz,N-CH2-CH3),0.18(s;18H,117Snについて2JH-Sn=51.8Hz,119Snについて2JH-Sn=54.3Hz).13C{1H}NMR(C6D6,100MHz):δ 47.4(N-CH2),25.9(N-CH2-CH3),-4.4(Sn-CH3,117Snについて1JC-Sn=354.0Hz,119Snについて1JC-Sn=370.5Hz).119Sn NMR(C6D6,149MHz):δ 74.4.
還流冷却器及び200mLの添加用漏斗を備えた1Lの三つ口丸底フラスコにおいて、nPrNH2(19.74g、約27.5mL、334mmol)及び300mLのヘキサンを添加し、混合物を-78℃に冷却した。添加用漏斗にヘキサン中1.59MのnBuLi(200mL、318mmol)を充填し、次いでそれを30分間にわたってnPrNH2溶液中に滴加したところ、その間に白色沈殿物が形成した。30分間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度で更に30分間撹拌した。真空下で、すべての揮発性物質を除去し、フラスコに400mLのヘキサンを満たし、nPrNHLi懸濁液を-78℃に冷却した。別の500mLの三つ口丸底フラスコ中において、400mLのEt2O中に溶解されたMe3SnClの溶液(63.37g、318mmol)をグローブボックス内で調製した。このMe3SnCl/Et2O溶液を、nPrNHLi懸濁液にカニューレを使用して30分間かけてゆっくりと添加した。-78℃で1時間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度まで温めた。その後、白色懸濁液を75℃で2時間還流させた。周囲温度まで冷却後、すべての固形物をセライト上、N2雰囲気下で濾別し、淡黄色溶液を得た。大部分の揮発物質を合計5kPaにて真空中で除去し、残渣を200mLの二口フラスコに移し、次いでそれに蒸留装置を備え付けた。不純物を0.1kPaで50℃にて除去し(Me3Sn)2N(nPr)(49.80g、129mmol)、0.1kPaで100~130℃にて82%の収率で無色油状物として単離した。1H NMR(C6D6,400MHz):δ 3.23(dt;2H,117Snについて3JH-Sn=32.7Hz,119Snについて3JH-Sn=34.1Hz,3JH-H=3.1Hz,4JH-H=1.5Hz,N-CH2),1.39(偽tq;2H,3JH-H=3.1Hz,N-CH2-CH2),0.88(t;3H,3JH-H=7.3Hz,CH2-CH3),0.19(s;18H,117Snについて2JH-Sn=52.1Hz,119Snについて2JH-Sn=54.3Hz).13C{1H}NMR(C6D6,100MHz):δ 55.4(N-CH2),32.9(N-CH2-CH2),11.7(CH2-CH3),-4.4(Sn-CH3,117Snについて1JC-Sn=354.4Hz,119Snについて1JC-Sn=371.1Hz).119Sn NMR(C6D6,149MHz):δ 75.5.
還流冷却器及び100mLの添加用漏斗を備えた100mLの三つ口丸底フラスコにおいて、nBuNH2(7.24g、約9.9mL、100mmol)及び200mLのヘキサンを添加し、混合物を-78℃に冷却した。添加用漏斗にヘキサン中1.57MのnBuLi(63.9mL、100mmol)を充填し、次いでそれを30分間にわたってnBuNH2溶液中に滴加したところ、その間に白色沈殿物が形成した。30分間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度で更に30分間撹拌した。真空下で、すべての揮発性物質を除去し、フラスコに200mLのヘキサンを満たし、nBuNHLi懸濁液を再度-78℃まで冷却した。別の200mLの二口丸底フラスコ中において、100mLのEt2O中に溶解されたMe3SnClの溶液(19.98g、100mmol)をグローブボックス内で調製した。このMe3SnCl/Et2O溶液を、nBuNHLi懸濁液にカニューレを使用して20分間かけてゆっくりと添加した。-78℃で1時間撹拌後、冷却浴を取り外し、混合物を周囲温度まで温めた。その後、白色懸濁液を75℃で2時間還流させた。周囲温度まで冷却後、すべての固形物をセライト上、N2雰囲気下で濾別し、淡黄色溶液を得た。大部分の揮発物質を合計5kPaにて真空中で除去し、残渣を100mLの二口フラスコに移し、次いでそれに蒸留装置を備え付けた。不純物を0.1kPaで50℃にて除去し(Me3Sn)2N(nBu)(15.76g、39.5mmol)を0.1kPade100~130℃にて79%の収率で無色油状物として単離した。1H NMR(C6D6,400MHz):δ 3.28(t;2H,117Snについて3JH-Sn=33.3Hz,119Snについて3JH-Sn=34.1Hz,3JH-H=7.2Hz),1.40(m;2H,N-CH2-CH2),1.33(m;2H,N-CH2-CH2-CH2),0.93(t;3H,3JH-H=7.2Hz,CH2-CH3),0.21(s;18H,117Snについて2JH-Sn=53.2Hz,119Snについて2JH-Sn=54.3Hz).13C{1H}NMR(C6D6,100MHz):δ 52.9(N-CH2),42.4(N-CH2-CH2),20.8(N-CH2-CH2-CH2),15.2(CH2-CH3),-4.3(Sn-CH3,117Snについて1JC-Sn=354.1Hz,119Snについて1JC-Sn=370.8Hz).119Sn NMR(C6D6,149MHz):δ 75.4.
グローブボックス内において、100mLのJ.Youngチューブに室温でMe3SnNEt2(25.06g、106.2mmol)及びCF3CH2NH2(5.25g、53.0mmol)を入れた。2時間撹拌後、NMR分光法によって反応の進行を監視した。Me3SnNEt2がまだ残っている場合、適切な量のCF3CH2NH2を反応混合物に更に添加した。得られた無色反応混合物を、次いで一晩撹拌した。反応セットアップをグローブボックスから取り外し、その後分別蒸留装置を備え付けた。50~75℃で2kPaにて揮発性副産物を除去した後、純粋な(Me3Sn)2N(CH2CF3)(15.38g、36.2mmol)を収率68%で無色油状物として、90~110℃で0.1kPaにて採取した。1H NMR(C6D6,400MHz):δ 3.53(q;2H,3JH-F=9.5Hz,117Snについて3JH-Sn=31.7Hz,119Snについて3JH-Sn=33.0Hz,N-CH2),0.15(s;18H,2JH-Sn=54.7Hz,Sn-CH3).13C{1H}NMR(C6D6,100MHz):N-CH2シグナルは、参照シグナルと結合した、53.6(q;2JC-F=30.5Hz,2JC-Sn=10.1Hz,N-CH2),-4.4(Sn-CH3,117Snについて1JC-Sn=362.7Hz,119Snについて1JC-Sn=380.0Hz).13C{1H}NMR(ppm,CDCl3):127.1(q;1JC-F=281.3Hz,CH2-CF3),52.8(q;2JC-F=30.7Hz,2JC-Sn=11.0Hz,N-CH2),-4.8(Sn-CH3,117Snについて1JC-Sn=362.7Hz,119Snについて1JC-Sn=380.0Hz).19F NMR(C6D6,376MHz):-74.9(t;3JF-H=9.5Hz).119Sn NMR(C6D6,149MHz):94.6.
以下に示した実験条件下で、(Me3Sn)2N(nPr)及びO3を、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnOx膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:50℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN2の流速:350sccm
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のN2バブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
O3流速:100sccm(濃度>200g/m3)
堆積持続時間:30分
厚さ:28nm
成長速度:0.94nm/分
屈折率:1.92
以下に示した実験条件下で、(Me3Sn)2N(nPr)及びO3を、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnOx膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:100℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN2の流速:350sccm
前駆体キャニスター温度:RT
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のN2バブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
O3流速:100sccm(濃度>200g/m3)
堆積持続時間:30分
厚さ:14nm
成長速度:0.46nm/分
屈折率:1.92
以下に示した実験条件下で、(Me3Sn)2N(nPr)及びO3を、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnOx膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:200℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN2:350sccm
前駆体キャニスター温度:室温
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のN2バブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
O3流速:100sccm(濃度>200g/m3)
堆積持続時間:30分
厚さ:12nm
成長速度:0.41nm/分
屈折率:1.92
以下に示した実験条件下で、(Me3Sn)2N(nPr)及びO3を、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnOx膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:300℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN2:350sccm
前駆体キャニスター温度:室温
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のN2バブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
O3流速:100sccm(濃度>200g/m3)
持続時間:30分
厚さ:28nm
成長速度:0.94nm/分
屈折率:1.92
以下に示した実験条件下で、(Me3Sn)2N(nPr)及びO3を、それぞれスズ源及び酸素源として使用するCVDによってSnOx膜の堆積を行った:
反応チャンバー温度:400℃
反応チャンバー圧:1torr
キャリアガスN2:350sccm
前駆体キャニスター温度:室温
前駆体キャニスター圧:40torr
前駆体のN2バブリング:40sccm
前駆体流速:約0.26sccm
O3流速:100sccm(濃度>200g/m3)
堆積持続時間:30分
厚さ:28nm
成長速度:0.94nm/分
屈折率:1.92
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO3の交互のパルスによって、SnOx膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:300℃
反応チャンバー圧:1torr
キャニスター温度:26℃
キャニスター圧:40torr
N2バブル流速:40sccm
N2キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr)(1sccm):5秒
N2フロー(パージ):5秒
O3(100sccm):5秒
N2フロー(パージ):5秒
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:3.0nm
1サイクル当たりの成長量:0.10Å/サイクル
屈折率:1.82
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO3の交互のパルスによって、SnOx膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:400℃
反応チャンバー圧:1torr
キャニスター温度:26℃
キャニスター圧:40torr
N2バブル流速:40sccm
N2キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr)(1sccm):5秒
N2フロー(パージ):5秒
O3(100sccm):5秒
N2フロー(パージ):5秒
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:5.4nm
1サイクル当たりの成長量:0.18Å/サイクル
屈折率:1.91
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO3の交互のパルスによって、SnOx膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:500℃
反応チャンバー圧:1torr
キャニスター温度:26℃
キャニスター圧:40torr
N2バブル流速:40sccm
N2キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr)(1sccm):5秒
N2フロー(パージ):5秒
O3(100sccm):5秒
N2フロー(パージ):5秒
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:6.9nm
1サイクル当たりの成長量:0.23Å/サイクル
屈折率:1.92
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO3の交互のパルスによって、SnOx膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:80℃
反応チャンバー圧:100torr
キャニスター温度:52℃
キャニスター圧:130torr
N2バブル流速:130sccm
N2キャリア流速:350sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr)(4sccm):10秒
N2フロー(パージ):60秒
O3(100sccm):30秒
N2フロー(パージ):60秒
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:13.9nm
1サイクル当たりの成長量:0.49Å/サイクル
屈折率:1.87
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO3の交互のパルスによって、SnOx膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:80℃
反応チャンバー圧:200torr
キャニスター温度:52℃
キャニスター圧:230torr
N2バブル流速:230sccm
N2キャリア流速:700sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr)(4sccm):10秒
N2フロー(パージ):60秒
O3(100sccm):30秒
N2フロー(パージ):60秒
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:15.1nm
1サイクル当たりの成長量:0.50Å/サイクル
屈折率:1.87
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO3の交互のパルスによって、SnOx膜の堆積を管状反応チャンバーで行った:
反応チャンバー温度:80℃
反応チャンバー圧:350torr
キャニスター温度:52℃
キャニスター圧:400torr
N2バブル流速:400sccm
N2キャリア流速:1225sccm
サイクル数:300
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr)(4sccm):10秒
N2フロー(パージ):60秒
O3(100sccm):30秒
N2フロー(パージ):60秒
基板:Si(HFで前処理)
厚さ平均:8.7nm
1サイクル当たりの成長量:0.29Å/サイクル
屈折率:1.78
以下の実験条件において、2つのパルス間のパージ時間によって分離された(Me3Sn)2N(nPr)及びO2ダイレクトプラズマの交互のパルスによって、SnOx膜の堆積をBeneqツールで行った:
反応チャンバー温度:80℃
キャニスター温度:52℃
反応チャンバー圧:1.0mbar
(Me3Sn)2N(nPr)パルス圧:10.0mbar
N2キャリア流速:300sccm
サイクル数:200
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr):1秒
N2フロー(パージ):4秒
O2プラズマ:4秒
N2フロー(パージ):4秒
プラズマ設定:
タイプ:ダイレクトプラズマ
O2流速:100sccm
Ar流速:100sccm
RF電力:200W
厚さ_平均:22.6nm
成長速度:1.13Å/サイクル
Std.不均一性(N.U):1.2%
屈折率:1.99
反応チャンバー温度:80℃
キャニスター温度:52℃
反応チャンバー圧:1.0mbar
(Me3Sn)2N(nPr)パルス圧:10.0mbar
H2Oパルス圧:11.0mbar
O2パルス圧:20.0mbar
O2流速:540sccm
N2キャリア流速:300sccm
サイクル数:200
パルスシーケンス:
(Me3Sn)2N(nPr):1秒
N2フロー(パージ):4秒
H2O:2秒
N2フロー(パージ):2秒
O2:2秒
N2フロー(パージ):2秒
Claims (17)
- 基板上にスズ含有膜を形成するための方法であって、前記方法が、
前記基板を、一般式:
(R3Sn)2NR’
(式中、R及びR’が、各々独立して、H、C1~C6直鎖アルキル基、C 3 ~C 6 分岐若しくは環状アルキル基、C 1~C4直鎖飽和ヒドロフルオロカーボン基、又はC 3 ~C 4 分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基であり、ただしR’≠Me、Et、nPr、iBu、tBu又はC 6 H 13 )を有するスズ含有前駆体を含む膜形成組成物の蒸気又は液体に曝露させることと、
化学蒸着法を使用して、前記スズ含有前駆体の少なくとも一部を前記基板上に堆積させて、前記スズ含有膜を形成することと、を含む、方法。 - 前記化学蒸着法が、加熱、光、直接若しくは遠隔プラズマ、又はこれらの組み合わせによって支援されても、又は支援されなくてもよい、ALD、CVD、MLD、SOD、SOC、ミストコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティングを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記化学蒸着法のための堆積温度が、約100℃以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記化学蒸着法のための堆積温度が、約80℃以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記スズ含有前駆体が、周囲温度で液体である、請求項1に記載の方法。
- 前記スズ含有前駆体が、約100℃以下の温度で揮発性である、請求項1に記載の方法。
- 前記スズ含有前駆体が、(Me3Sn)2N(nBu)である、請求項1に記載の方
法。 - 前記スズ含有前駆体が、(Me3Sn)2N(CH2CF3)である、請求項1に記載の方法。
- 前記基板を、O2、O3、H2O、H2O2、NO、N2O、NO2、Oラジカル、アルコール、シラノール、アミノアルコール、カルボン酸、パラホルムアルデヒド、若しくはそれらの混合物から選択される酸化剤、又はNH3、N2、H2、N2/H2、H2とNH3、N2とNH3、NH3とN2H4、NO、N2O、アミン、ジアミン、シアニド、ジイミン、ヒドラジン、有機アミン、ピラゾリン、ピリジン;メチルアミン、エチルアミン、tertブチルアミンから選択される一級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルメチルアミン、ピロリジンから選択される二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリシリルアミンから選択される三級アミン、若しくはそれらの混合物から選択される窒素含有還元剤を含む共反応物に曝露させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記共反応物が、O3、O2、H2O2又はH2Oである、請求項9に記載の方法。
- 前記スズ含有膜が、SnO2、InSnO(ITO)、ZnSnO(ZTO)、SnN、SnP、SnAs、SnSb又はSn2S3である、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スズ含有膜が、Zn、In、Ga、N、S、P、As、Sb、B、Ta、Hf、Nb、Mg、Al、Sr、Y、Ba、Ca、Bi、Pb、Co、1つ以上のランタニド、又はそれらの混合物から選択される第2の元素を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板が、NMC(酸化リチウムニッケルマンガンコバルト)、LCO(コバルト酸リチウム)、LFP(リン酸鉄リチウム)、及び他の電池正極活物質のうちの1つ以上を含む粉体である、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 蒸着プロセスのための膜形成組成物であって、一般式:
(R3Sn)2NR’
(式中、R及びR’が、各々独立して、H、C1~C6直鎖アルキル基、C 3 ~C 6 分岐若しくは環状アルキル基、C 1~C4直鎖飽和ヒドロフルオロカーボン基、又はC 3 ~C 4 分岐若しくは環状飽和ヒドロフルオロカーボン基であり、ただしR’≠Me、Et、nPr、iBu、tBu又はC 6 H 13 )を有するスズ含有前駆体を含む、膜形成組成物。 - 前記スズ含有前駆体が、(Me3Sn)2N(nBu)及び(Me3Sn)2N(CH2CF3)からなる群から選択される、請求項14に記載の膜形成組成物。
- 前記スズ含有前駆体の純度が、99%超である、請求項14又は15に記載の膜形成組成物。
- 前記スズ含有前駆体が周囲温度で液体であり、約100℃以下の温度で揮発性である、請求項14又は15に記載の膜形成組成物。
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