mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2014-3-199-205mateltech-143Research ArticleЭпитаксиальные слои и многослойные композицииEPITAXIAL LAYERS AND MULTILAYERED COMPOSITIONSСИНТЕЗ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ТРИМЕТИЛ(ФЕНИЛ)СИЛАНА — ПРЕДШЕСТВЕННИКА ДЛЯ ГАЗОФАЗНЫХ ПРОЦЕССОВ ОСАЖДЕНИЯ ПЛЕНОК SiCx : HTrimethyl(phenyl)silane — a Precursor for Gas Phase Processes of SiCx : H Film Deposition: Synthesis and CharacterizationЕрмаковаЕ. Н.ErmakovaE. N.ermakova@niic.nsc.ruСысоевС. В.SysoevS. V.

кандидат хим. наук, старший научный сотрудник

Cand. Sci. (Chem.), Senior Researcher  

tv@niic.nsc.ruНикулинаЛ. Д.NikulinaL. D.

кандидат хим. наук, старший научный сотрудник 

Cand. Sci. (Chem.), Senior Researcher 

lnik@niic.nsc.ruЦырендоржиеваИ. П.TsyrendorzhievaI. P.

кандидат хим. наук, научный сотрудник 

Cand. Sci. (Chem.), Researcher

tsarina@irioch.irk.ruРахлинВ. И.RakhlinV. I.

доктор хим. наук, профессор, ведущий научный сотрудник 

Dr. Sci. (Chem.), Professor, Chief Researcher

vir@irioch.irk.ruКосиноваМ. Л.KosinovaM. L.

кандидат хим. наук, зав. лабораторией

Cand. Sci. (Chem.), Head of Laboratory

marina@niic.nsc.ruКузнецовФ. А.KuznetsovF. A.

 

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, пр. Академика Лаврентьева, д. 3, Новосибирск, 630090, РоссияРоссияNikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RAS, 3 Acad. Lavrentjev Ave., Novosibirsk 630090, RussiaRussian FederationИркутский институт химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, ул. Фаворского, д. 1, Иркутск, 664033, РоссияРоссияFavorskii Institute of Chemistry, SB RAS, 1 Favorskii Str., Irkutsk 664033, RussiaRussian Federation20142606201503199205Copyright © Ермакова Е.Н., Сысоев С.В., Никулина Л.Д., Цырендоржиева И.П., Рахлин В.И., Косинова М.Л., Кузнецов Ф.А., 20152015Ермакова Е.Н., Сысоев С.В., Никулина Л.Д., Цырендоржиева И.П., Рахлин В.И., Косинова М.Л., Кузнецов Ф.А.Ermakova E.N., Sysoev S.V., Nikulina L.D., Tsyrendorzhieva I.P., Rakhlin V.I., Kosinova M.L., Kuznetsov F.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/143

Разработана методика синтеза и очистки триметил(фенил)силана PhSiMe3, позволяющая получать целевой продукт с высоким выходом. Индивидуальность соединения подтверждена элементным анализом на C, H, Si. ИК−, УФ− и ЯМР−спектроскопическими исследованиями (1Н, 13C, 29Si) определены его спектральные характеристики. С помощью комплексного термического анализа определены термоаналитические и термогравиметрические эффекты поведения PhSiMe3 в инертной атмосфере. На основе данных тензометрических исследований показано, что это соединение обладает достаточной летучестью и термической устойчивостью для использования в качестве прекурсора в процессах химического осаждения из газовой фазы (CVD). Методом термодинамического моделирования определен состав и температурные границы возможных кристаллических фазовых комплексов в равновесии с газовой фазой различного состава. Рассчитанные CVD− диаграммы позволяют выбрать оптимальные условия процессов осаждения из газовой фазы пленок. Показана возможность использования PhSiMe3 в процессах CVD для получения диэлектрических пленок гидрогенизированного карбида кремния. 

The technique of synthesis and purification of trimethyl(phenyl)silane PhSiMe3, allowing to obtain the product with high yield. Individuality of the product was confirmed by elemental analysis for C, H, Si. IR, UV and 1H NMR–spectroscopic studies, defined its spectral characteristics. Complex thermal analysis and thermogravimetric defined thermoanalytical behavior effects of PhSiMe3 in an inert atmosphere. Tensimetric studies have shown that the compound has sufficient volatility and thermal stability for use as a precursor in the process of chemical vapor deposition (CVD). The composition and temperature limits of the possible crystalline phase complexes in equilibrium with the gas phase of different composition has been determed by method of thermodynamic modeling. Calculated CVD diagrams allow us to select the optimum conditions of film deposition. The possibility of using trimethyl(phenyl)silane in CVD processes for producing dielectric films of hydrogenated silicon carbide has been demonstrated. 

триметил(фенил) силанPECVDдиэлектрические пленкигидрогенизированный карбонитрид кремния.trimethyl(phenyl)silanePECVDdielectric filmshydrogenated silicon carbonitride.ReferencesShoji, Y. Hydrogenated amorphous silicon carbide optical waveguide for telecommunication wavelength applications / Y. Shoji, K. Nakanishi, Y. Sakakibara, K. Kintaka, H. M. Kawashima, M. Mori, T. Kamei // Appl. Phys. Express. − 2010. − V. 3, N 12. − P. 122201.Shoji, Y. Hydrogenated amorphous silicon carbide optical waveguide for telecommunication wavelength applications / Y. Shoji, K. Nakanishi, Y. Sakakibara, K. Kintaka, H. M. Kawashima, M. Mori, T. Kamei // Appl. Phys. Express. − 2010. − V. 3, N 12. − P. 122201.Cech,V.Mechanicalpropertiesofindividuallayersina−SiC : H multilayer film / V. Cech, R. Trivedi, D. Skoda // Plasma Process. Polym. − 2011. − V. 8. − P. 1107—1115.Cech,V.Mechanicalpropertiesofindividuallayersina−SiC : H multilayer film / V. Cech, R. Trivedi, D. Skoda // Plasma Process. Polym. − 2011. − V. 8. − P. 1107—1115.Fanami, T. Electrical characterization of amorphous silicon carbide thin films deposited via polymeric source chemical vapor deposition / T. Fanami, N. Camire, C. Akcik, S. Gujrathi, M. Lessard, Y. Awad, E. Oulachgar, M. Scarlete // Thin Solid Films. − 2008. − V. 516. − P. 3755—3760.Fanami, T. Electrical characterization of amorphous silicon carbide thin films deposited via polymeric source chemical vapor deposition / T. Fanami, N. Camire, C. Akcik, S. Gujrathi, M. Lessard, Y. Awad, E. Oulachgar, M. Scarlete // Thin Solid Films. − 2008. − V. 516. − P. 3755—3760.Jeong,C.Preparationofborn−dopeda−SiC:Hthinfilmsby ICP−CVD method and to the application of large−area heterojunction solar cells / C. Jeong, Y. B. Kim, S. H. Lee, J. H. Kim // J. Nanosci. Nanotechnol. − 2010. − V. 10. − P. 3321—3325.Jeong,C.Preparationofborn−dopeda−SiC:Hthinfilmsby ICP−CVD method and to the application of large−area heterojunction solar cells / C. Jeong, Y. B. Kim, S. H. Lee, J. H. Kim // J. Nanosci. Nanotechnol. − 2010. − V. 10. − P. 3321—3325.Wrobel, A. M. Thin a−SiC : H films formed by remote hydrogen microwave plasma CVD using dimethylsilane and trimethylsilane precursors / A. M. Wrobel, A. Walkiewicz−Pietrzykowska, P. Uznanski // Chem. Vap. Deposition. − 2014. − V. 20. − P. 112—117.Wrobel, A. M. Thin a−SiC : H films formed by remote hydrogen microwave plasma CVD using dimethylsilane and trimethylsilane precursors / A. M. Wrobel, A. Walkiewicz−Pietrzykowska, P. Uznanski // Chem. Vap. Deposition. − 2014. − V. 20. − P. 112—117.Wrobel, A. M. a−SiC : H films by remote hydrogen microwave plasma CVD from ethylsilane precursors / A. M. Wrobel, A. Walkiewicz−Pietrzykowska, P. Uznanski, B. Glebocki // Chem. Vap. Deposition. − 2013. − V. 19. − P. 242—250.Wrobel, A. M. a−SiC : H films by remote hydrogen microwave plasma CVD from ethylsilane precursors / A. M. Wrobel, A. Walkiewicz−Pietrzykowska, P. Uznanski, B. Glebocki // Chem. Vap. Deposition. − 2013. − V. 19. − P. 242—250.Wrobel, A. M. Hard a−SiC : H films formed by remote hydrogen microwave plasma chemical vapor deposition using a novel single−source precursor / A. M. Wrobel, A. Walkiewicz−Pietrzykowska, P. Uznanski, B. Glebocki // Thin Solid Films. − 2012. − V. 520. − P. 7100—7108.Wrobel, A. M. Hard a−SiC : H films formed by remote hydrogen microwave plasma chemical vapor deposition using a novel single−source precursor / A. M. Wrobel, A. Walkiewicz−Pietrzykowska, P. Uznanski, B. Glebocki // Thin Solid Films. − 2012. − V. 520. − P. 7100—7108.Jones, A. C. Chemical vapour deposition: precursors, processes and applications / A. C. Jones, M. L. Hitchman. − London : RSC Publishing, 2009. − 582 p.Jones, A. C. Chemical vapour deposition: precursors, processes and applications / A. C. Jones, M. L. Hitchman. − London : RSC Publishing, 2009. − 582 p.Рахлин, В. И. Характеризация некоторых триметил(органиламино)силанов — предшественников для получения пленок карбонитрида кремния / В. И. Рахлин, И. П. Цырендоржиева, М. Г. Воронков, Л. Д. Никулина, С. В. Сысоев, М. Л. Косинова // Физика и химия стекла. − 2010. − Т. 36, No 3. − С. 463—469.Рахлин, В. И. Характеризация некоторых триметил(органиламино)силанов — предшественников для получения пленок карбонитрида кремния / В. И. Рахлин, И. П. Цырендоржиева, М. Г. Воронков, Л. Д. Никулина, С. В. Сысоев, М. Л. Косинова // Физика и химия стекла. − 2010. − Т. 36, No 3. − С. 463—469.Bellamy, L. J. The infrared spectra of complex molecules. Vol. 2. Advances in infrared group frequencies / L. J. Bellamy − London : Chapman and Hall, 1980. − 299 c.Bellamy, L. J. The infrared spectra of complex molecules. Vol. 2. Advances in infrared group frequencies / L. J. Bellamy − London : Chapman and Hall, 1980. − 299 c.Smith, A. L. Applied infrared spectroscopy fundamentals, techniques and analytical problem−solving / A. L. Smith. − Chichester (UK) : John Wiley and Sons, 1979. − 322 p.Smith, A. L. Applied infrared spectroscopy fundamentals, techniques and analytical problem−solving / A. L. Smith. − Chichester (UK) : John Wiley and Sons, 1979. − 322 p.Socrates, G. Infrared and raman characteristic group frequencies: tables and charts / G. Socrates. − Chichester ; New York ; Weinheim ; Brisbane ; Singapore ; Toronto : John Wiley and Sons, 2004. − 366 p.Socrates, G. Infrared and raman characteristic group frequencies: tables and charts / G. Socrates. − Chichester ; New York ; Weinheim ; Brisbane ; Singapore ; Toronto : John Wiley and Sons, 2004. − 366 p.Larkin, P. J. Infrared and raman spectroscopy; principles and spectral interpretation / P. J. Larkin. − San−Diego (CA, USA) : Elsevier, 2011. − 230 p.Larkin, P. J. Infrared and raman spectroscopy; principles and spectral interpretation / P. J. Larkin. − San−Diego (CA, USA) : Elsevier, 2011. − 230 p.Кузнецов, Ф. А. Фундаментальные основы процессов химического осаждения пленок и структур для наноэлектроники / Ф. А. Кузнецов, М. Г. Воронков, В. О. Борисов, И. К. Игуменов, В. В. Каичев, В. Г. Кеслер, В. В. Кириенко, В. Н. Кичай, М. Л. Косинова, В. В. Кривенцев, М. С. Лебедев, А. В. Лис, Н. Б. Морозова, Л. Д. Никулина, В. И. Рахлин, Ю. М. Румянцев, Т. П. Смирнова, В. С. Суляева, С. В. Сысоев, А. А. Титов, Н. И. Файнер, И. П. Цырендоржиева, Л. И. Чернявский, Л. В. Яковкина. − Новосибирск : Изд−во СО РАН, 2013. − 175 с.Кузнецов, Ф. А. Фундаментальные основы процессов химического осаждения пленок и структур для наноэлектроники / Ф. А. Кузнецов, М. Г. Воронков, В. О. Борисов, И. К. Игуменов, В. В. Каичев, В. Г. Кеслер, В. В. Кириенко, В. Н. Кичай, М. Л. Косинова, В. В. Кривенцев, М. С. Лебедев, А. В. Лис, Н. Б. Морозова, Л. Д. Никулина, В. И. Рахлин, Ю. М. Румянцев, Т. П. Смирнова, В. С. Суляева, С. В. Сысоев, А. А. Титов, Н. И. Файнер, И. П. Цырендоржиева, Л. И. Чернявский, Л. В. Яковкина. − Новосибирск : Изд−во СО РАН, 2013. − 175 с.Kuznetsov,F.A.Databankofpropertiesofmicroelectronic materials / F. A. Kuznetsov, V. A. Titov, A. A. Titov, L. I. Chernyavskii // Proc. Inter. Symp. on Adv. Mater. − Jap., 1995. − P. 16—32.Kuznetsov,F.A.Databankofpropertiesofmicroelectronic materials / F. A. Kuznetsov, V. A. Titov, A. A. Titov, L. I. Chernyavskii // Proc. Inter. Symp. on Adv. Mater. − Jap., 1995. − P. 16—32.Термодинамическиесвойстваиндивидуальныхвеществ. − М. : Наука, 1982. − Т. IV, кн. I. − 622 с.Термодинамическиесвойстваиндивидуальныхвеществ. − М. : Наука, 1982. − Т. IV, кн. I. − 622 с.Baklanov, M. Advanced Interconnects for ULSI Technology / M. Baklanov, P. S. Ho, E. Zschech (Eds.) − New York : John Wiley andSons,2012.−579p.Baklanov, M. Advanced Interconnects for ULSI Technology / M. Baklanov, P. S. Ho, E. Zschech (Eds.) − New York : John Wiley andSons,2012.−579p.Wang, T. C. Comparison of characteristics and integration of copper diffusion−barrier dielectrics / T. C. Wang, Y. L. Cheng, Y. L. Wang, T. E. Hsieh, G.J. Hwang, C. F. Chen // Thin Solid Films. − 2006. − V. 498. − P. 36—42.Wang, T. C. Comparison of characteristics and integration of copper diffusion−barrier dielectrics / T. C. Wang, Y. L. Cheng, Y. L. Wang, T. E. Hsieh, G.J. Hwang, C. F. Chen // Thin Solid Films. − 2006. − V. 498. − P. 36—42.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.