説明

成膜材料、それを用いた封止膜、及びその用途

【課題】特定の構造を有する有機ケイ素化合物を、化学気相成長法(CVD)により成膜し、炭素含有酸化ケイ素膜を得て、それを封止膜として使用する。
【解決手段】少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物、例えば下記一般式(1)を原料として用い、CVDにより形成した炭素含有酸化ケイ素からなる膜を封止膜としてガスバリア部材、FPDデバイス、半導体デバイス等に用いる。


(式中、R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R,Rは互いに結合し環状構造を形成してもよい。R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜材料、それを用いた封止膜及びその用途に関するものである。殊に特定の構造を有する炭化水素基置換ケイ素化合物を原料として、化学気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition)により成膜して得られた炭素含有酸化ケイ素膜からなる封止膜に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ(以下、FPD)では、その表示パネルの基材としてガラス基板が用いられるが、薄膜化、軽量化、耐衝撃性向上、フレキシブル化、更には、ロールツーロールプロセスへの適応の観点から、透明プラスチック基板への代替要求が高まっている。また、プラスチック基板に有機半導体を用いて有機トランジスタを形成したり、LSI、Si薄膜太陽電池、有機色素増感太陽電池、有機半導体太陽電池を形成する試みがなされている。
【0003】
通常市販されているプラスチック基板に上記素子を形成した場合、液晶素子、有機EL素子、TFT素子、半導体素子、太陽電池等、形成された素子、デバイスが水、酸素に弱い為、ディスプレイの表示にダークスポットやドット抜けが発生したり、半導体素子、太陽電池が機能しなくなり、実用に耐えない。従って、プラスチック基板に水蒸気、酸素ガスに対するガスバリア性能を付与したガスバリアプラスチック基板が必要となる。一方、ガスバリア性能を付与した透明プラスチックフィルムは、食料品、医薬品、電子材料、電子部品の包装材料用途として、今後、不透明なアルミ箔ラミネートフィルムに変わって益々使用が拡大する方向にある。
【0004】
透明プラスチック基板や透明プラスチックフィルムに透明ガスバリア性能を付与する方法としては、物理的成膜法とCVD法がある。特許文献1では、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンと酸素とヘリウム、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガスとを原料としてプラズマ励起化学気相成長法(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)によりガスバリア層を形成したバリア袋用フィルムを提案しているが、そのガスバリア性能がHO=0.2〜0.6g/m・day、O=0.4〜0.5cc/m・dayと低い。
【0005】
また、本発明者らは、特許文献2、特許文献3において、二級又は三級炭化水素基がケイ素原子に直結した構造を有するシラン及びシロキサン化合物を用い、PECVDにより低誘電率絶縁膜を形成する方法を提案している。しかしながら、これらの方法は、低密度な薄膜を形成する方法であり、形成された薄膜は、封止材、殊にガスバリア材に適する高密度薄膜ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第4139446号公報
【特許文献2】特開2004−6607号公報
【特許文献3】特開2005−51192号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の構造を有する炭化水素基置換ケイ素化合物を原料として、CVDにより得られる炭素含有酸化ケイ素膜から成る封止膜及びその膜を含んでなるガスバリア部材、FPDデバイス及び半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、特定の構造を有する炭化水素基置換基を有し、特定のケイ素、酸素比を有するケイ素化合物がCVD用成膜材料として好適であり、更にこの特定の構造及び組成比を有するケイ素化合物を原料としてCVDにより得られた膜が封止膜として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち本発明は、少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物を含有するCVD用成膜材料である。また本発明は、このような成膜材料を用い、CVDにより成膜した封止膜である。また本発明は、上述の封止膜をさらに熱処理、紫外線照射処理または電子線処理して得られることを特徴とする封止膜である。さらに本発明は、これらの封止膜をガスバリア層として用いることを特徴とするガスバリア部材である。また本発明はこれらの封止膜を含んでなることを特徴とするフラットパネルディスプレイデバイスまたは半導体デバイスである。以下、本発明の詳細について説明する。
【0010】
本発明において、少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物は特に限定されるものではないが、下記一般式(1)
【0011】
【化1】

【0012】
(式中、R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R,Rは互いに結合し環状構造を形成してもよい。R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。)
で示されるジシロキサン化合物、
下記一般式(2)
【0013】
【化2】

【0014】
(式中、R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R,Rは互いに結合し環状構造を形成してもよい。R,R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。mは1〜20の整数を表す。)
で示されるシラン化合物、
下記一般式(3)
【0015】
【化3】

【0016】
(式中、R10,R11は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R10,R11は互いに結合し環状構造を形成してもよい。R12は炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。nは4〜40の整数を表す。)
で示される環状シラン化合物であることが好ましい。
【0017】
上記一般式(1)のR,R、一般式(2)のR,R,一般式(3)のR10,R11は炭素数1〜20の飽和または不飽和炭化水素基であり、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれの構造を有してもよい。また、それらが互いに結合し、環状構造を形成したものも本発明の範囲に含まれる。炭素数が20を超える場合は、対応する有機ハライド等原料の調達が困難となったり、調達できたとしても純度が低い場合がある。CVD装置での安定的使用考慮した場合、有機ケイ素化合物の蒸気圧が低くなりすぎないとの点で、炭素数1〜10の炭化水素基が特に好ましい。
【0018】
上記一般式(1)のR,R、一般式(2)のR,R、一般式(3)のR10,R11の炭化水素基の例としては特に限定されるものではないが、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、ビニル基を初めとしたアルケニル基を挙げることができる。RとR、RとR、R10とR11は同一であっても異なっても良い。
【0019】
とR、RとR、R10とR11が互いに結合していない場合の例としては、RとR、RとR、R10とR11がメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、tert.−アミル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、ベンジル、トルイル等を挙げることができる。
【0020】
とR、RとR、R10とR11が互いに結合し、二級炭化水素基を介してSiに結合している基の例としては、二級炭化水素基がシクロブチル、シクロブテニル、シクロペンチル、シクロペンタジエニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル、シクロオクタジエニルが代表例として挙げられる。
【0021】
なかんずく、RとR、RとR、R10とR11の組合わせとしてRとR、RとR、R10とR11が共にメチルであるイソプロピル、RとR、RとR、R10とR11が、それぞれメチルとエチルであるsec−ブチル、RとR、RとR、R10とR11が互いに結合したシクロペンチル、シクロペンタジエニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル基が経済的に好ましく、ガスバリア性が著しく向上する場合がある。
【0022】
上記一般式(1)のRとR、一般式(2)のR,R,R,一般式(3)のR12は炭素数1〜20の炭化水素基又は水素原子を表わし、炭化水素基としては、飽和または不飽和炭化水素基であり、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれの構造を有してよい。炭素数が20を超えた場合、生成した有機ケイ素化合物の蒸気圧が低くなり、CVD装置での使用が困難となる場合があり、好ましくない場合がある。
【0023】
上記一般式(1)のRとR、一般式(2)のR,R,R,一般式(3)のR12の炭化水素基としては、上記の一般式(1)のR,R、一般式(2)のR,R、一般式(3)のR10,R11の炭化水素基の例と同様のものが使用できる。
【0024】
殊に上記一般式(1)のRとR、一般式(2)のR,R,R,一般式(3)のR12が水素原子、又は炭素数1乃至4の炭化水素基であるメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、もしくはtert.−ブチルがである場合、高蒸気圧で、原料調達上好ましい。殊に水素原子や二級または三級炭素置換基であるイソプロピル、sec−ブチル、またはtert.−ブチルである場合、ガスバリア性が著しく向上する場合がある。
【0025】
なかんずく、一般式(1)で示されるジシロキサン化合物の中でも下記一般式(4)
【0026】
【化4】

【0027】
(式中、R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R,Rは互いに結合し環状構造を形成してもよい。Rは炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。)
のケイ素原子に直結した水素原子を有するジシロキサン化合物が特に好ましく、ガスバリア性が極めて高い封止膜を高成膜速度に形成することができる場合がある。
【0028】
上記一般式(1)又は(4)で表される二級炭化水素基がケイ素原子に直結した構造を有するジシロキサン化合物の具体例としては、
1,3−ジイソプロピルジシロキサン、
1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジフェニルジシロキサン、
1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラビニルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトライソブチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、
1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、
1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,1,1,3,3,3−ヘキサイソプロピルジシロキサン、
1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、
1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジフェニルジシロキサン、
1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラビニルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトライソブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、
1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチルイソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,1,1,3,3,3−ヘキサsec−ブチルジシロキサン、
1,3−ジシクロペンチルジシロキサン、
1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジフェニルジシロキサン、
1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラビニルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトライソブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、
1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,1,1,3,3,3−ヘキサシクロペンチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニルジシロキサン、
1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジフェニルジシロキサン、
1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラビニルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトライソブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、
1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,1,1,3,3,3−ヘキサシクロペンタジエニルジシロキサン、
1,3−ジシクロヘキシルジシロキサン、
1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジフェニルジシロキサン、
1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラビニルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトライソブチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシロキサン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、
1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジエチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジn−プロピルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジn−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジイソブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,1,1,3,3,3−ヘキサシクロヘキシルジシロキサン、
等が例示できる。
【0029】
殊に1,3−ジイソプロピルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等が好ましい。
【0030】
上記一般式(1)又は(4)の二級炭化水素基がケイ素原子に直結した構造を有するジシロキサン化合物の製造法は、特に限定されるものではないが、加水分解可能な有機シラン化合物から製造することができる。
【0031】
例えば、下記一般式(5)
【0032】
【化5】

【0033】
(式中、R,Rは、上記一般式(1)又は(4)に記載したものと同じ。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を表わす。)
で示される有機化合物と、有機リチウム又は金属リチウム粒子とを反応させて製造した、二級炭化水素基及び/又はアルケニル基とリチウム原子とが直結した化合物を製造し、この化合物と下記一般式(6)
【0034】
【化6】

【0035】
(式中、Yは、弗素原子、塩素原子、臭素原子または沃素原子を表し、R,Rは、上記一般式(1)又は(4)に記載したものと同じ。R13は、炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。pは、0乃至2の整数を表す。)
で示されるハロゲン化アルコキシシラン類とを反応させることにより、下記一般式(7)
【0036】
【化7】

【0037】
(式中、R,R,R,Rは、上記一般式(1)と(4)に記載したものと同じ。Y及びR13は、上記一般式(6)に記載したものと同じ。qは、0乃至1の整数を表す。)
で表される加水分解可能な有機シラン化合物を製造する。
【0038】
上記の加水分解可能な有機シラン化合物の製造方法において、有機リチウムまたは金属リチウム粒子の代わりに、金属マグネシウムを用いても、上記一般式(7)で表される加水分解可能な有機シラン化合物を製造することができる。
【0039】
一般式(5)で表される有機化合物のうち、Xが塩素原子、臭素原子または沃素原子の例としては、イソプロピルクロリド、イソプロピルブロミド、イソプロピルアイオダイド、sec−ブチルクロリド、sec−ブチルブロミド、sec−ブチルアイオダイド、シクロペンチルクロリド、シクロペンチルブロミド、シクロペンチルアイオダイド、シクロヘキシルクロリド、シクロヘキシルブロミド、シクロヘキシルアイオダイドを挙げることができる。
【0040】
また、一般式(5)で表される有機化合物のうち、Xが水素原子の例としては、シクロペンタジエン、ペンタメチルシクロペンタジエン、1,2,3,4−テトラメチル−1,3−シクロペンタジエン等が挙げられ、これらの化合物に対して、n−ブチルリチウム、tert.−ブチルリチウム等の有機リチウムを反応させることにより、二級炭化水素基及び/又は、アルケニル基とリチウム原子とが直結した化合物を製造することができる。
【0041】
一般式(6)で表されるハロゲン化アルコキシシラン類の例としては、例えば、
ジクロロシラン、ジブロモシラン、ジヨードシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、
メチルジクロロシラン、メチルジブロモシラン、メチルジヨードシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、
エチルジクロロシラン、エチルジブロモシラン、エチルジヨードシラン、エチルジメトキシシラン、エチルジエトキシシラン、
n−プロピルジクロロシラン、n−プロピルジブロモシラン、n−プロピルジヨードシラン、n−プロピルジメトキシシラン、n−プロピルジエトキシシラン、イソプロピルジクロロシラン、イソプロピルジブロモシラン、イソプロピルジヨードシラン、イソプロピルジメトキシシラン、イソプロピルジエトキシシラン、
n−ブチルジクロロシラン、n−ブチルジブロモシラン、n−ブチルジヨードシラン、n−ブチルジメトキシシラン、n−ブチルジエトキシシラン、イソブチルジクロロシラン、イソブチルジブロモシラン、イソブチルジヨードシラン、イソブチルジメトキシシラン、イソブチルジエトキシシラン、sec−ブチルジクロロシラン、sec−ブチルジブロモシラン、sec−ブチルジヨードシラン、sec−ブチルジメトキシシラン、sec−ブチルジエトキシシラン、tert.−ブチルジクロロシラン、tert.−ブチルジブロモシラン、tert.−ブチルジヨードシラン、tert.−ブチルジメトキシシラン、tert.−ブチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【0042】
また、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジブロモシラン、ジメチルジヨードシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、
ジエチルジクロロシラン、ジエチルジブロモシラン、ジエチルジヨードシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、
ジn−プロピルジクロロシラン、ジn−プロピルジブロモシラン、ジn−プロピルジヨードシラン、ジn−プロピルジメトキシシラン、ジn−プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジクロロシラン、ジイソプロピルジブロモシラン、ジイソプロピルジヨードシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、
ジn−ブチルジクロロシラン、ジn−ブチルジブロモシラン、ジn−ブチルジヨードシラン、ジn−ブチルジメトキシシラン、ジn−ブチルジエトキシシラン、ジイソブチルジクロロシラン、ジイソブチルジブロモシラン、ジイソブチルジヨードシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、ジsec−ブチルジクロロシラン、sec−ブチルジブロモシラン、ジsec−ブチルジヨードシラン、ジsec−ブチルジメトキシシラン、ジsec−ブチルジエトキシシラン、ジtert.−ブチルジクロロシラン、ジtert.−ブチルジブロモシラン、ジtert.−ブチルジヨードシラン、ジtert.−ブチルジメトキシシラン、ジtert.−ブチルジエトキシシラン、
ジビニルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ジフェニルジメトキシシラン等が挙げられる。
【0043】
本製造法を採用することにより、副生成物の生成を抑制し、高収率に高純度の一般式(7)で示される加水分解可能な有機シラン化合物が得られる。
【0044】
二級炭化水素基とリチウム原子とが直結した化合物の製造条件は、特に限定されるものではないが、以下にその一例を示す。
【0045】
使用する金属リチウムとしては、リチウムワイヤー、リチウムリボン、リチウムショット等を用いることができるが、反応の効率面から、500μm以下の粒径を有するリチウム微粒子を用いることが好ましい。
【0046】
また金属マグネシウムを使用する場合は、マグネシウムリボン、マグネシウム粒子、マグネシウムパウダー等を用いることができる。
【0047】
使用する有機リチウムは、n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液、tert.−ブチルリチウムのn−ペンタン溶液等を用いることができる。
【0048】
上記の反応に用いる溶媒としては、当該技術分野で使用されるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−デカン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン、デセン−1等の不飽和炭化水素類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、tert.−ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類を使用することができる。また、これらの混合溶媒も使用することができる。
【0049】
上記の反応における反応温度については、生成する二級炭素原子とリチウム原子とが結合した化合物、または二級炭化水素基とマグネシウム原子とが直結した化合物が分解しない様な温度範囲で行うことが好ましい。通常、工業的に使用されている温度である−100〜200℃の範囲、好ましくは、−85〜150℃の範囲で行うことが好ましい。反応の圧力条件は、加圧下、常圧下、減圧下いずれであっても可能である。
【0050】
合成した二級炭化水素基とリチウム原子とが直結した化合物または二級炭化水素基とマグネシウム原子とが直結した化合物については、製造の後、そのまま用いることができ、また、未反応の有機ハライド、金属リチウム、金属マグネシウム、反応副生成物であるリチウムハライド、マグネシウムハライドを除去した後、使用することもできる。
【0051】
このようにして得られた、二級炭化水素基とリチウム原子とが直結した化合物又は二級炭化水素基とマグネシウム原子とが直結した化合物と、上記一般式(7)のハロゲン化アルコキシシラン類との反応条件は、特に限定されるものではないが、以下にその一例を示す。
【0052】
使用できる反応溶媒は、上記の二級炭素原子とリチウム原子(またはマグネシウム原子)とが直結した化合物の反応の際に用いることができる溶媒と同様のものが使用できる。その反応温度については、二級炭化水素基とリチウム原子とが直結した化合物または二級炭化水素基とマグネシウム原子とが直結した化合物が分解しない様な温度範囲で行うことが好ましい。通常、工業的に使用されている温度である−100〜200℃の範囲、好ましくは、−85〜150℃の範囲で行うことが好ましい。反応の圧力条件は、加圧下、常圧下、減圧下いずれであっても可能である。
【0053】
上記一般式(1)又は(4)のジシロキサン化合物の製造法は、特に限定されるものではないが、上記一般式(7)の加水分解可能な有機シラン化合物を酸もしくは、塩基共存下、水と反応させることにより製造することができる。
【0054】
反応の際、共存させる酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、及びトルエンスルホン酸等の有機酸を用いることができる。
【0055】
上記一般式(1)又は(4)のジシロキサン化合物の製造の際、使用できる反応溶媒は、当該技術分野で使用されるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−デカン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン、デセン−1等の不飽和炭化水素類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、tert.−ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、tert.−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコールを使用することができる。また、これらの混合溶媒も使用することができる。また、溶媒を用いず、上記一般式(7)の加水分解可能な有機シラン化合物自身のみで製造することも可能である。
【0056】
上記一般式(1)又は(4)のジシロキサン化合物の製造の際の反応温度については、通常、工業的に使用されている温度である−100〜200℃の範囲、好ましくは、−85〜150℃の範囲で行うことが好ましい。反応の圧力条件は、加圧下、常圧下、減圧下いずれであっても可能である。
【0057】
合成した上記一般式(1)又は(4)のジシロキサン化合物の精製法については、成膜材料として使用するに有用な水分含有量とし、かつケイ素、炭素、酸素、水素以外の製造原料由来の不純物元素量を低減する為に、副生するリチウム塩、マグネシウム塩をガラスフィルター、焼結多孔体等を用いた濾過、常圧もしくは減圧蒸留又はシリカ、アルミナ、高分子ゲルを用いたカラム分離等の精製手段により除去すればよい。この際、必要に応じてこれらの手段を組合わせて使用してもよい。
【0058】
また、シラノール構造を含む副生成物が含まれる場合、シラノールの水酸基を水素化ナトリウムまたは水素化カリウム等で、ナトリウム塩またはカリウム塩として沈殿させた後、主生成物である炭化水素基置換アルコキシシランを蒸留により分離生成することができる。
【0059】
製造に際しては、当該有機金属化合物合成分野での方法に従う。すなわち、脱水及び脱酸素された窒素又はアルゴン雰囲気下で行い、使用する溶媒及び精製用のカラム充填剤等は、予め脱水操作を施しておくことが好ましい。また、金属残渣及びパーティクル等の不純物も除去しておくことが好ましい。
【0060】
上記一般式(2)で表されるシラン化合物の具体例としては、
イソプロピルシラン、イソプロピルメチルシラン、イソプロピルエチルシラン、イソプロピルn−プロピルシラン、イソプロピルn−ブチルシラン、イソプロピルイソブチルシラン、イソプロピルsec−ブチルシラン、イソプロピルsec−ブチルシラン、イソプロピルn−ヘキシルシラン、イソプロピルシクロヘキシルシラン、イソプロピルシクロペンチルシラン、イソプロピルシクロペンタジエニルシラン、イソプロピルフェニルシラン、
イソプロピルジメチルシラン、イソプロピルジエチルシラン、イソプロピルジエチルシラン、イソプロピルジn−プロピルシラン、イソプロピルジn−ブチルシラン、イソプロピルジイソブチルシラン、イソプロピルジsec−ブチルシラン、イソプロピルジn−ヘキシルシラン、イソプロピルジシクロヘキシルシラン、イソプロピルジシクロペンチルシラン、イソプロピルジシクロペンタジエニルシラン、イソプロピルジフェニルシラン、
ジイソプロピルシラン、ジイソプロピルメチルシラン、ジイソプロピルエチルシラン、ジイソプロピルn−プロピルシラン、ジイソプロピルn−ブチルシラン、ジイソプロピルsec−ブチルシラン、ジイソプロピルsec−ブチルシラン、ジイソプロピルn−ヘキシルシラン、ジイソプロピルシクロヘキシルシラン、ジイソプロピルシクロペンチルシラン、ジイソプロピルシクロペンタジエニルシラン、ジイソプロピルフェニルシラン、
トリイソプロピルシラン、トリイソプロピルメチルシラン、トリイソプロピルエチルシラン、トリイソプロピルn−プロピルシラン、トリイソプロピルn−ブチルシラン、トリイソプロピルイソブチルシラン、トリイソプロピルsec.−ブチルシラン、トリイソプロピルn−ヘキシルシラン、トリイソプロピルシクロヘキシルシラン、トリイソプロピルシクロペンチルシラン、トリイソプロピルシクロペンタジエニルシラン、トリイソプロピルフェニルシラン、テトライソプロピルシラン
sec.−ブチルシラン、sec.−ブチルメチルシラン、sec.−ブチルエチルシラン、sec.−ブチルn−プロピルシラン、sec.−ブチルn−ブチルシラン、sec.−ブチルイソブチルシラン、sec.−ブチルsec−ブチルシラン、sec.−ブチルsec−ブチルシラン、sec.−ブチルn−ヘキシルシラン、sec.−ブチルシクロヘキシルシラン、sec.−ブチルシクロペンチルシラン、sec.−ブチルシクロペンタジエニルシラン、sec.−ブチルフェニルシラン、
sec.−ブチルジメチルシラン、sec.−ブチルジエチルシラン、sec.−ブチルジエチルシラン、sec.−ブチルジn−プロピルシラン、sec.−ブチルジn−ブチルシラン、sec.−ブチルジイソブチルシラン、sec.−ブチルジsec−ブチルシラン、sec.−ブチルジn−ヘキシルシラン、sec.−ブチルジシクロヘキシルシラン、sec.−ブチルジシクロペンチルシラン、sec.−ブチルジシクロペンタジエニルシラン、sec.−ブチルジフェニルシラン、
ジsec.−ブチルシラン、ジsec.−ブチルメチルシラン、ジsec.−ブチルエチルシラン、ジsec.−ブチルn−プロピルシラン、ジsec.−ブチルn−ブチルシラン、ジsec.−ブチルジイソブチルシラン、ジsec.−ブチルsec−ブチルシラン、ジsec.−ブチルn−ヘキシルシラン、ジsec.−ブチルシクロヘキシルシラン、ジsec.−ブチルシクロペンチルシラン、ジsec.−ブチルシクロペンタジエニルシラン、ジsec.−ブチルフェニルシラン、
トリsec.−ブチルシラン、トリsec.−ブチルメチルシラン、トリsec.−ブチルエチルシラン、トリsec.−ブチルn−プロピルシラン、トリsec.−ブチルn−ブチルシラン、トリsec.−ブチルイソブチルシラン、トリsec.−ブチルn−ヘキシルシラン、トリsec.−ブチルシクロヘキシルシラン、トリsec.−ブチルシクロペンチルシラン、トリsec.−ブチルシクロペンタジエニルシラン、トリsec.−ブチルフェニルシラン、テトラsec.−ブチルシラン
シクロペンチルシラン、シクロペンチルメチルシラン、シクロペンチルエチルシラン、シクロペンチルn−プロピルシラン、シクロペンチルn−ブチルシラン、シクロペンチルイソブチルシラン、シクロペンチルsec−ブチルシラン、シクロペンチルsec−ブチルシラン、シクロペンチルn−ヘキシルシラン、シクロペンチルシクロヘキシルシラン、、シクロペンチルシクロペンタジエニルシラン、シクロペンチルフェニルシラン、
シクロペンチルジメチルシラン、シクロペンチルジエチルシラン、シクロペンチルジエチルシラン、シクロペンチルジn−プロピルシラン、シクロペンチルジn−ブチルシラン、シクロペンチルジイソブチルシラン、シクロペンチルジsec−ブチルシラン、シクロペンチルジn−ヘキシルシラン、シクロペンチルジシクロヘキシルシラン、シクロペンチルジシクロペンチルシラン、シクロペンチルジシクロペンタジエニルシラン、シクロペンチルジフェニルシラン、
ジシクロペンチルシラン、ジシクロペンチルメチルシラン、ジシクロペンチルエチルシラン、ジシクロペンチルn−プロピルシラン、ジシクロペンチルn−ブチルシラン、ジシクロペンチルジイソブチルシラン、ジシクロペンチルsec−ブチルシラン、ジシクロペンチルsec−ブチルシラン、ジシクロペンチルn−ヘキシルシラン、ジシクロペンチルシクロヘキシルシラン、ジシクロペンチルシクロペンタジエニルシラン、ジシクロペンチルフェニルシラン、
トリシクロペンチルシラン、トリシクロペンチルメチルシラン、トリシクロペンチルエチルシラン、トリシクロペンチルn−プロピルシラン、トリシクロペンチルn−ブチルシラン、トリシクロペンチルイソブチルシラン、トリシクロペンチルsec.−ブチルシラン、トリシクロペンチルn−ヘキシルシラン、トリシクロペンチルシクロヘキシルシラン、トリシクロペンチルシクロペンタジエニルシラン、トリシクロペンチルフェニルシラン、テトラシクロペンチルシラン
シクロペンタジエニルシラン、シクロペンタジエニルメチルシラン、シクロペンタジエニルエチルシラン、シクロペンタジエニルn−プロピルシラン、シクロペンタジエニルn−ブチルシラン、シクロペンタジエニルイソブチルシラン、シクロペンタジエニルsec−ブチルシラン、シクロペンタジエニルsec−ブチルシラン、シクロペンタジエニルn−ヘキシルシラン、シクロペンタジエニルシクロヘキシルシラン、シクロペンタジエニルシクロペンチルシラン、シクロペンタジエニルフェニルシラン、
シクロペンタジエニルジメチルシラン、シクロペンタジエニルジエチルシラン、シクロペンタジエニルジエチルシラン、シクロペンタジエニルジn−プロピルシラン、シクロペンタジエニルジn−ブチルシラン、シクロペンタジエニルジイソブチルシラン、シクロペンタジエニルジsec−ブチルシラン、シクロペンタジエニルジn−ヘキシルシラン、シクロペンタジエニルジシクロヘキシルシラン、シクロペンタジエニルジシクロペンチルシラン、シクロペンタジエニルジフェニルシラン、
ジシクロペンタジエニルシラン、ジシクロペンタジエニルメチルシラン、ジシクロペンタジエニルエチルシラン、ジシクロペンタジエニルn−プロピルシラン、ジシクロペンタジエニルn−ブチルシラン、ジシクロペンタジエニルジイソブチルシラン、ジシクロペンタジエニルsec−ブチルシラン、ジシクロペンタジエニルsec−ブチルシラン、ジシクロペンタジエニルn−ヘキシルシラン、ジシクロペンタジエニルシクロヘキシルシラン、ジシクロペンタジエニルシクロペンチルシラン、ジシクロペンタジエニルフェニルシラン、
トシクロペンタジエニルシラン、トリシクロペンタジエニルメチルシラン、トリシクロペンタジエニルエチルシラン、トリシクロペンタジエニルn−プロピルシラン、トリシクロペンタジエニルn−ブチルシラン、トリシクロペンタジエニルイソブチルシラン、トリシクロペンタジエニルsec.−ブチルシラン、トリシクロペンタジエニルn−ヘキシルシラン、トリシクロペンタジエニルシクロヘキシルシラン、トリシクロペンタジエニルシクロペンチルシラン、トリシクロペンタジエニルフェニルシラン、
テトラシクロペンタジエニルシラン
シクロヘキシルシラン、シクロヘキシルメチルシラン、シクロヘキシルエチルシラン、シクロヘキシルn−プロピルシラン、シクロヘキシルn−ブチルシラン、シクロヘキシルイソブチルシラン、シクロヘキシルsec−ブチルシラン、シクロヘキシルsec−ブチルシラン、シクロヘキシルn−ヘキシルシラン、シクロヘキシルシクロヘキシルシラン、シクロヘキシルシクロペンチルシラン、シクロヘキシルシクロペンタジエニルシラン、
シクロヘキシルフェニルシラン、
シクロヘキシルジメチルシラン、シクロヘキシルジエチルシラン、シクロヘキシルジエチルシラン、シクロヘキシルジn−プロピルシラン、シクロヘキシルジn−ブチルシラン、シクロヘキシルジイソブチルシラン、シクロヘキシルジsec−ブチルシラン、シクロヘキシルジn−ヘキシルシラン、シクロヘキシルジシクロペンチルシラン、シクロヘキシルジシクロペンタジエニルシラン、シクロヘキシルジフェニルシラン、
ジシクロヘキシルシラン、ジシクロヘキシルメチルシラン、ジシクロヘキシルエチルシラン、ジシクロヘキシルn−プロピルシラン、ジシクロヘキシルn−ブチルシラン、ジシクロヘキシルジイソブチルシラン、ジシクロヘキシルsec−ブチルシラン、ジシクロヘキシルn−ヘキシルシラン、ジシクロヘキシルシクロペンチルシラン、ジシクヘキシルシクロペンタジエニルシラン、ジシクロヘキシルフェニルシラン、
トリシクロヘキシルシラン、トリシクロヘキシルメチルシラン、トリシクロヘキシルエチルシラン、トリシクロヘキシルn−プロピルシラン、トリシクロヘキシルn−ブチルシラン、トリシクロヘキシルイソブチルシラン、トリシクロヘキシルsec.−ブチルシラン、トリシクロヘキシルn−ヘキシルシラン、トリシクロヘキシルシクロペンチルシラン、トリシクロヘキシルシクロペンタジエニルシラン、トリシクロヘキシルフェニルシラン、
テトラシクロヘキシルシラン
等のモノシラン類、
1,3−ジイソプロピルジシラン、
1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジエチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジビニルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジsec.−ブチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジフェニルジシラン、
1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラメチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラエチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラビニルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトライソブチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシラン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラン、
1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジメチルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジエチルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジビニルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジsec−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトライソプロピル−1,3−ジフェニルジシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサイソプロピルジシラン、
1,3−ジsec−ブチルジシラン、
1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジメチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジエチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジビニルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジsec.−ブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジフェニルジシラン、
1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラエチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラビニルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトライソブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシラン、1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラン、
1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジメチルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジエチルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジビニルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチルイソプロピル−1,3−ジn−プロピルジラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジsec−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラsec−ブチル−1,3−ジフェニルジシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサsec−ブチルジシラン、
1,3−ジシクロペンチルジシラン、
1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジメチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジエチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジビニルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジsec.−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,3−ジフェニルジシラン、
1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラメチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラエチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラビニルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトライソブチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラン、
1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジメチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジエチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジビニルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジsec−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンチル−1,3−ジフェニルジシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサシクロペンチルジシラン、
1,3−ジシクロペンタジエニルジシラン、
1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジメチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジエチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジビニルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジsec.−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,3−ジフェニルジシラン、
1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラエチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラビニルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトライソブチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシラン、1,3−ジシクロペンタジエニル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラン、
1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジメチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジエチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジビニルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジsec−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロペンタジエニル−1,3−ジフェニルジシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサシクロペンタジエニルジシラン、
1,3−ジシクロヘキシルジシラン、
1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジメチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジエチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジビニルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジsec.−ブチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,3−ジフェニルジシラン、
1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラメチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラエチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラビニルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラn−プロピルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラn−ブチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトライソブチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラsec.−ブチルジシラン、1,3−ジシクロヘキシル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラン、
1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジメチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジエチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジビニルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジn−プロピルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジn−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジsec−ブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジイソブチルジシラン、1,1,3,3−テトラシクロヘキシル−1,3−ジフェニルジシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサシクロヘキシルジシラン、
等のジシラン類をあげることができる。
【0061】
また1,2,3−トリイソプロピルトリシラン、1,1,2,2,3,3−ヘキサイソプロピルトリシラン、1,2,3−ヘキサイソプロピル−1,2,3−トリメチルトリシラン、1,2,3−ヘキサイソプロピル−1,1,2,3,3−ペンタメチルトリシラン、1,2,3,4−テトライソプロピルテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタイソプロピルテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピルペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デガイソプロピルペンタシラン、
1,2,3−トリsec−ブチルトリシラン、1,1,2,2,3,3−ヘキサsec−ブチルトリシラン、1,2,3,4−テトラsec−ブチルテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタsec−ブチルテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタsec−ブチルペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカsec−ブチルペンタシラン等の鎖状ポリシラン類
を挙げることができる。
【0062】
殊にイソプロピルシラン、イソプロピルメチルシラン、イソプロピルジメチルシラン、ジイソプロピルシラン、ジイソプロピルメチルシラン、トリイソプロピルシラン、sec−ブチルシラン、sec−ブチルメチルシラン、sec−ブチルジメチルシラン、ジsec−ブチルシラン、ジsec−ブチルメチルシラン、又はトリsec−ブチルシラン等が好ましい。
【0063】
上記一般式(3)で表される環状シラン化合物の具体例としては、
1,2,3,4−テトライソプロピルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサイソプロピルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタイソプロピルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカイソプロピルシクロペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカイソプロピルシクロヘキサシラン、1,2,3,4−テトライソプロピル−1,2,3,4−テトラメチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトライソプロピル−1,2,3,4−テトラエチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトライソプロピル−1,2,3,4−テトラフェニルルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピル−1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピル−1,2,3,4,5−ペンタエチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピル−1,2,3,4,5−ペンタフェニルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサイソプロピル−1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサイソプロピル−1,2,3,4,5,6−ヘキサエチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサイソプロピル−1,2,3,4,5,6−ヘキサフェニルシクロヘキサシラン、
1,2,3,4−テトラsec.−ブチルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタsec.−ブチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサsec.−ブチルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタsec.−ブチルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカsec.−ブチルシクロペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカsec.−ブチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4−テトラsec.−ブチル−1,2,3,4−テトラメチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラsec.−ブチル−1,2,3,4−テトラエチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラsec.−ブチル−1,2,3,4−テトラフェニルルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタsec.−ブチル−1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタsec.−ブチル−1,2,3,4,5−ペンタエチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタsec.−ブチル−1,2,3,4,5−ペンタフェニルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサsec.−ブチル−1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサsec.−ブチル−1,2,3,4,5,6−ヘキサエチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサsec.−ブチル−1,2,3,4,5,6−ヘキサフェニルシクロヘキサシラン、
1,2,3,4−テトラシクロペンチルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンチルシクロペンチルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタシクロペンチルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカシクロペンチルシクロペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカシクロペンチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4−テトラシクロペンチル−1,2,3,4−テトラメチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラシクロペンチル−1,2,3,4−テトラエチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラシクロペンチル−1,2,3,4−テトラフェニルルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンチル−1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンチル−1,2,3,4,5−ペンタエチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンチル−1,2,3,4,5−ペンタフェニルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンチル−1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンチル−1,2,3,4,5,6−ヘキサエチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンチル−1,2,3,4,5,6−ヘキサフェニルシクロヘキサシラン、
1,2,3,4−テトラシクロペンタジエニルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンタジエニルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンチルシクロペンタジエニルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタシクロペンタジエニルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカシクロペンタジエニルシクロペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカシクロペンタジエニルシクロヘキサシラン、1,2,3,4−テトラシクロペンタジエニル−1,2,3,4−テトラメチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラシクロペンタジエニル−1,2,3,4−テトラエチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラシクロペンタジエニル−1,2,3,4−テトラフェニルルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンタジエニル−1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンタジエニル−1,2,3,4,5−ペンタエチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロペンタジエニル−1,2,3,4,5−ペンタフェニルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンタジエニル−1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンタジエニル−1,2,3,4,5,6−ヘキサエチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロペンタジエニル−1,2,3,4,5,6−ヘキサフェニルシクロヘキサシラン、
1,2,3,4−テトラシクロヘキシルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ヘキシシクロペンチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロヘキシルシクロペンチルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタシクロヘキシルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカシクロヘキシルシクロペンタシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカシクロヘキシルシクロヘキサシラン、1,2,3,4−テトラシクロヘキシル−1,2,3,4−テトラメチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラシクロヘキシル−1,2,3,4−テトラエチルシクロテトラシラン、1,2,3,4−テトラシクロヘキシル−1,2,3,4−テトラフェニルルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロヘキシル−1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロヘキシル−1,2,3,4,5−ペンタエチルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5−ペンタシクロヘキシル−1,2,3,4,5−ペンタフェニルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロヘキシル−1,2,3,4,5,6−ヘキサメチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロヘキシル−1,2,3,4,5,6−ヘキサエチルシクロヘキサシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサシクロヘキシル−1,2,3,4,5,6−ヘキサフェニルシクロヘキサシラン、
等の環状ポリシラン類
を挙げることができる。
【0064】
殊に1,2,3,4−テトライソプロピルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサイソプロピルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタイソプロピルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカイソプロピルシクロペンタシラン、又は1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカイソプロピルシクロヘキサシラン等が好ましい。
【0065】
上記一般式(2)及び(3)のシラン化合物及び環状シラン化合物の製造方法は、特に限定されるものではないが、それぞれ
下記一般式(8)
【0066】
【化8】

【0067】
(式中、R,R,Rは、上記一般式(2)に記載のものと同じ。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を表わす。)、又は一般式(9)
【0068】
【化9】

【0069】
(式中、R10,R11,R12は、上記一般式(3)に記載したものと同じ。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を表わす。)
で示される有機化合物と、金属リチウム粒子とを反応させて製造することができる。
【0070】
未反応のハロゲン置換基が残存する場合、上記一般式(5)から得られるリチウム化合物またはマグネシウム化合物を反応させてアルキル化したり、リチウムアルミニウムハイドライドやナトリウムボレートを反応させ水素化することができる。
【0071】
上記一般式(2)及び(3)のシラン化合物及び環状シラン化合物の製造条件は、特に限定されるものではないが、上記一般式(1)のジシロキサン化合物の製造条件を用いることができる。
【0072】
本発明の上記一般式(1)〜(3)のように、少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物は、CVDにより成膜され、炭素含有酸化ケイ素膜を形成することができ、それは封止膜として使用することができる。CVDとしては、例えばPECVDまたは触媒化学気相成長法があげられる。PECVDの種類及び用いる装置は特に限定されるものではないが、このPECVDは半導体製造分野、液晶ディスプレイ製造分野、ロールツーロール方式高分子フィルムの表面処理分野等の当該技術分野で一般的に用いられるものが使用される。
【0073】
PECVD装置において、本発明の有機ケイ素化合物を気化器により気化させて成膜チャンバー内に導入し、高周波電源により成膜チャンバー内の電極に印加しプラズマを発生させ、成膜チャンバー内のシリコン基板等にプラズマCVD薄膜を形成させることができる。この際、プラズマを発生させる目的でヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオン、キセノン等の不活性ガスを有機ケイ素化合物と共に導入することも本発明の範囲に入る。
【0074】
PECVD装置のプラズマ発生方法については特に限定されず、当該技術で使用されている誘導結合型プラズマ、容量結合型プラズマ、ECRプラズマ等を用いることができる。またプラズマを発生源としては平行平板型、アンテナ型等の種々のものが使用でき、大気圧PECVD、減圧PECVD、加圧PECVD等いずれの圧力条件下のPECVDでも用いることができる。
【0075】
この際のPECVD条件としては特に限定はないが、1.0W〜10000Wが好ましく、1.0W〜2000Wの範囲で行うことが更に好ましい。
【0076】
また上述の炭素含有酸化ケイ素膜からなる封止膜を、熱処理、紫外線照射処理、電子線処理することすることにより、緻密化もしくは機械的強度が向上した膜を得ることができる場合があり、本処理で得られた膜はガスバリア膜として好適なものとなる場合がある。
【0077】
本発明の封止膜は、FPDデバイスや半導体デバイス等に用いることができる。
【0078】
具体的にPECVD装置として、図1の1に平行平板容量結合型PECVD装置を示す。図1に示す平行平板容量結合型PECVD装置は、PECVD装置チャンバー内にシャワーヘッド上部電極と基板の温度制御が可能な下部電極、原料化合物をチャンバーに気化供給する気化器装置と高周波電源とマッチング回路から成るプラズマ発生装置、真空ポンプから成る排気系から成る。
【0079】
PECVD装置1は、PECVDチャンバー2、原料化合物をチャンバー内に均一に供給する為のシャワーヘッドを有する上部電極3、Si基板等の薄膜形成用基板5を設置する為の温度制御装置8を有する下部電極4、原料化合物を気化させるための気化装置9〜15、プラズマ発生源であるマッチング回路6とRF電源7、チャンバー内の未反応物及び副生物を排気する為の排気装置16から成る。17,18は、アースである。
【0080】
プラズマ発生源であるマッチング回路6とRF電源7は上部電極3に接続され、放電によりプラズマを発生させる。RF電源7の規格については特に限定されないが、当該技術分野で使用される電力が1W〜2000W、好ましくは10W〜1000W、周波数が50kHz〜2.5GHz、好ましくは100kHz〜100MHz、特に好ましくは200kHz〜50MHzのRF電源を用いることができる。
【0081】
基板温度の制御は特に限定されるものでは無いが、−90〜1000℃、好ましくは0℃〜500℃の範囲である。
【0082】
気化装置は、常温常圧で液体である原料化合物13を充填し、ディップ配管と上記不活性ガスにより加圧する配管15を備えている容器12、液体である原料化合物13の流量を制御する液体流量制御装置10、液体である原料化合物13を気化させる気化器9、上記不活性ガスを気化器経由でPECVD装置チャンバー内に供給する為の配管14とその流量を制御する気体流量制御装置11からなる。本気化装置は、気化器9からシャワーヘッドを備えた上部電極3に配管接続されている。
【0083】
原料化合物のチャンバー内への気化供給量は特に限定されないが、0.1sccm〜10000sccm、好ましくは10sccmから5000sccmである。また上記不活性ガスの供給量は特に限定されないが、0.1sccm〜10000sccm、好ましくは10sccmから5000sccmである。
【0084】
具体的にPECVD装置として、図2の19に誘導結合型リモートPECVD装置を示す。図2に示す誘導結合型リモートPECVD装置は、PECVD装置チャンバー上部の石英の周りにコイル状に巻かれたプラズマ発生部、温度制御が可能な基板設置部、原料化合物をチャンバーに気化供給する気化器装置と高周波電源とマッチング回路から成るプラズマ発生装置、真空ポンプから成る排気系から成る。
【0085】
PECVD装置19は、PECVDチャンバー20、プラズマ発生部であるコイル21と石英管22、Si基板等の薄膜形成用基板24を設置する為のヒーター部23と温度制御装置27、原料化合物を気化させるための気化装置28〜35、プラズマ発生源であるマッチング回路25とRF電源26、チャンバー内の未反応物及び副生物を排気する為の排気装置36から成る。37はアースである。
【0086】
プラズマ発生部である石英周りのコイルはマッチング回路25に接続され、石英管中にRF電流によるアンテナ電流磁界で放電させ、プラズマを発生させる。RF電源26の規格については特に限定されないが、当該技術分野で使用される電力が1W〜2000W、好ましくは10W〜1000W、周波数が50kHz〜2.5GHz、好ましくは100kHz〜100MHz、特に好ましくは200kHz〜50MHzのRF電源を用いることができる。
【0087】
基板温度の制御は特に限定されるものでは無いが、−90〜1000℃、好ましくは0℃〜500℃の範囲である。
【0088】
気化装置は、常温常圧で液体である原料化合物33を充填し、ディップ配管と上記不活性ガスにより加圧する配管35を備えている容器32、液体である原料化合物33の流量を制御する液体流量制御装置29、液体である原料化合物33を気化させる気化器28、上記不活性ガスを気化器経由でPECVD装置チャンバー内に供給する為の配管34とその流量を制御する気体流量制御装置30と不活性ガスとガス化した原料化合物33をチャンバー内に均一に供給する為のシャワーヘッド31から成る。
【0089】
原料化合物のチャンバー内への気化供給量は特に限定されないが、0.1sccm〜10000sccm、好ましくは10sccmから5000sccmである。また、上記不活性ガスの供給量は特に限定されないが、0.1sccm〜10000sccm、好ましくは10sccmから5000sccmである。
【0090】
原料化合物は、上記で例示したPECVD装置を用いて、不活性ガスとガス化した原料化合物、またはガス化した原料化合物をチャンバー内に供給し、RF電源による放電によりプラズマを発生させ、温度制御された基板上に成膜される。この際のチャンバー内の圧力は特に限定されるものではないが、0.1Pa〜10000Pa、好ましくは1Pa〜5000Paである。
【0091】
具体的にPECVD装置として、図3の38にマイクロ波PECVD装置を示す。石英製チャンバー39、Si基板等の薄膜形成用基板40を設置する為のヒーター部41と温度制御装置42、原料化合物を気化させるための気化装置43〜50、マイクロ波発生源であるマッチング回路51とマイクロ波発信器52、及びマイクロ波反射板53、チャンバー内の未反応物及び副生物を排気する為の排気装置54から成る。
【0092】
マイクロ波発生源であるマッチング回路51とマイクロ波発信器52は、石英チャンバーに接続され、マイクロ波を石英チャンバー内に照射することでプラズマを発生させる。マイクロ波の周波数については特に限定されないが、当該技術分野で使用される周波数1MHz〜50GHz、好ましくは0.5GHz〜10GHz、特に好ましくは1GHz〜5GHzのマイクロ波を用いることができる。また、そのマイクロ波出力については、0.1W〜20000W、好ましくは1W〜10000Wを用いることができる。
【0093】
基板温度の制御は特に限定されるものでは無いが、−90〜1000℃、好ましくは0℃〜500℃の範囲である。
【0094】
気化装置は、常温常圧で液体である原料化合物48を充填し、ディップ配管と上記不活性ガスにより加圧する配管50を備えている容器47、液体である原料化合物48の流量を制御する液体流量制御装置44、液体である原料化合物48を気化させる気化器43、上記不活性ガスを気化器経由でPECVD装置チャンバー内に供給する為の配管49とその流量を制御する気体流量制御装置45と不活性ガスとガス化した原料化合物48をチャンバー内に均一に供給する為のシャワーヘッド46から成る。
【0095】
原料化合物のチャンバー内への気化供給量は特に限定されないが、0.1sccm〜10000sccm、好ましくは10sccmから5000sccmである。また上記不活性ガスの供給量は特に限定されないが、0.1sccm〜10000sccm、好ましくは10sccmから5000sccmである。
【0096】
原料化合物は、上記で例示したPECVD装置を用いて、不活性ガスとガス化した原料化合物、またはガス化した原料化合物をチャンバー内に供給し、マイクロ波の照射によりプラズマを発生させ、温度制御された基板上に成膜される。この際のチャンバー内の圧力は特に限定されるものではないが、0.1Pa〜10000Pa、好ましくは1Pa〜5000Paである。
【発明の効果】
【0097】
本発明によれば、少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物を含有する成膜材料は、CVDにより成膜され、炭素含有酸化ケイ素膜を形成することができ、それは封止膜として使用することができる。殊に本封止膜は、ガスバリアフィルム、ガスバリア基板用のガスバリア層として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】平行平板容量結合型PECVD装置を示した図である。
【図2】誘導結合型リモートPECVD装置を示した図である。
【図3】マイクロ波PECVD装置を示した図である。
【実施例】
【0099】
以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0100】
膜厚測定は、株式会社アルバック製の触針式表面形状測定器デックタック(Dektak)6Mを用いた。また、生成膜の組成をPerkin Elmer製ESCA5400MCを用いて測定した。酸素透過性は、JIS K 7126−1法により、水透過性は、JIS K 7129 付属書C準拠により測定した。全光線透過率は、JIS K 7361−1法により測定した。線膨張係数は、オーブン中で無荷重状態のフィルムサンプルをで室温から240℃まで5deg./min.で昇温し、この間のフィルム長さの変化をCCDカメラにより測定することで算出した。表面粗さは、Veecoo社製走査型プローブ顕微鏡 NanoScopeIIIaを用い、タッピングモードAFMにて測定した。
【0101】
実施例1(容量結合型PECVD装置による1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン(酸素/ケイ素=0.5の一般式(1)ので示される化合物)を用いたガスバリア層の成膜)
図1に示した平行平板容量結合型PECVD装置を用いて、ポリエチレンナフタレートフィルム基板上に成膜した。成膜条件は、気化させた1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサンの流量50sccm、ヘリウムガスの流量50sccm、酸素ガスの流量50sccm、チャンバー内圧10Pa、基板温度室温、RF電源電力500W、RF電源周波数13.56MHzの条件で10分間成膜した。
【0102】
結果は、膜厚2570nmであった。炭素含有酸化ケイ素封止膜の組成は、Si=24atom%、C=20atom%、O=56atom%であった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性0.01cc/m・day未満(検出限界以下)、水透過性4.0×10−3g/m・dayであった。また全光線透過率は91.7%、線膨張係数は12ppm/deg.、表面粗さは0.25nmであった。
【0103】
実施例2(容量結合型PECVD装置による1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン(酸素/ケイ素=0.5の一般式(1)ので示される化合物)を用いたガスバリア層の成膜)
実施例1においてヘリウムガスの流量50sccm、酸素100sccmとしたこと
以外は、実施例1と同様にして封止膜を成膜した。
【0104】
結果は、膜厚1421nmであった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性0.01cc/m・day未満(検出限界以下)、水透過性2.5×10−3g/m・dayであった。また全光線透過率は91.6%、線膨張係数は11ppm/deg.、表面粗さは0.27nmであった。
【0105】
実施例3(容量結合型PECVD装置による1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン(酸素/ケイ素=0.5の一般式(1)ので示される化合物)を用いたガスバリア層の成膜)
実施例1においてヘリウムガスの流量50sccm、酸素500sccmとしたこと以外は、実施例1と同様にして封止膜を成膜した。
【0106】
結果は、膜厚1050nmであった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性0.01cc/m・day未満(検出限界以下)、水透過性1.1×10−3g/m・dayであった。また全光線透過率は91.7%、線膨張係数は12ppm/deg.、表面粗さは0.25nmであった。
【0107】
実施例4(容量結合型PECVD装置によるジイソプロピルメチルシラン(酸素/ケイ素=0の一般式(2)ので示される化合物)を用いたガスバリア層の成膜)
図1に示した平行平板容量結合型PECVD装置を用いて、ポリエチレンナフタレートフィルム基板上に成膜した。成膜条件は、気化させたジイソプロピルメチルシランの流量50sccm、ヘリウムガスの流量50sccm、酸素ガスの流量50sccm、チャンバー内圧10Pa、基板温度室温、RF電源電力500W、RF電源周波数13.56MHzの条件で10分間成膜した。
【0108】
結果は、膜厚2180nmであった。炭素含有酸化ケイ素封止膜の組成は、Si=25atom%、C=16atom%、O=59atom%であった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性0.01cc/m・day未満(検出限界以下)、水透過性3.5×10−3g/m・dayであった。また全光線透過率は91.7%、線膨張係数は11ppm/deg.、表面粗さは0.26nmであった。
【0109】
実施例5(容量結合型PECVD装置による1,1,2,2,3,3,4,4−オクタイソプロピルシクロテトラシラン(酸素/ケイ素=0の一般式(3)ので示される化合物)を用いたガスバリア層の成膜)
図1に示した平行平板容量結合型PECVD装置を用いて、ポリエチレンナフタレートフィルム基板上に成膜した。成膜条件は、気化させた1,1,2,2,3,3,4,4−オクタイソプロピルシクロテトラシランの流量50sccm、ヘリウムガスの流量50sccm、酸素ガスの流量100sccm、チャンバー内圧10Pa、基板温度室温、RF電源電力500W、RF電源周波数13.56MHzの条件で10分間成膜した。
【0110】
結果は、膜厚2830nmであった。炭素含有酸化ケイ素封止膜の組成は、Si=27atom%、C=17atom%、O=56atom%であった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性0.01cc/m・day未満(検出限界以下)、水透過性2.4×10−3g/m・dayであった。また全光線透過率は91.6%、線膨張係数は11ppm/deg.、表面粗さは0.28nmであった。
【0111】
比較例1(容量結合型PECVD装置によるビニルトリメトシキシラン(酸素/ケイ素=3.0を用いた炭素含有酸化ケイ素封止膜の成膜)
図1に示した平行平板容量結合型PECVD装置を用いて、ポリエチレンナフタレートフィルム基板上に成膜した。成膜条件は、気化させたビニルトリメトシキシランの流量50sccm、ヘリウムガスの流量50sccm、チャンバー内圧133Pa、基板温度室温、RF電源電力200W、RF電源周波数13.56MHzの条件で10分間成膜した。結果は、膜厚470nmであった。炭素含有酸化ケイ素封止膜の組成は、Si=31atom%、C=20atom%、O=49atom%であった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性1.44cc/m・day、水透過性1.67g/m・dayであった。また全光線透過率は86.5%、線膨張係数は30ppm/deg.、表面粗さは10nmであった。
【0112】
ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物を用いなかったことから、得られた薄膜はガスバリア層には適さないものであった。
【0113】
比較例2(容量結合型PECVD装置によるテトラメトシキシラン(酸素/ケイ素=4.0を用いた炭素含有酸化ケイ素封止膜の成膜)
図1に示した平行平板容量結合型PECVD装置を用いて、ポリエチレンナフタレートフィルム基板上に成膜した。成膜条件は、気化させたテトラメトシキシランの流量50sccm、ヘリウムガスの流量50sccm、チャンバー内圧133Pa、基板温度室温、RF電源電力200W、RF電源周波数13.56MHzの条件で10分間成膜した。
【0114】
結果は、膜厚136nmであった。炭素含有酸化ケイ素封止膜の組成は、Si=35atom%、C=13atom%、O=52atom%であった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性1.75cc/m・day、水透過性1.67g/m・dayであった。また全光線透過率は86.4%、線膨張係数は32ppm/deg.、表面粗さは26nmであった。
【0115】
ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物を用いなかったことから、得られた薄膜はガスバリア層には適さないものであった。
【0116】
比較例3
使用したポリエチレンナフタレートフィルム基板のガス透過性、全光線透過率、線膨張係数及び表面粗さを測定したところ、酸素透過性21.0cc/m・day、水透過性6.70g/m・dayであった。また全光線透過率は86.9%、線膨張係数は35ppm/deg.、表面粗さは1.4nmであった。
【0117】
実施例6(容量結合型PECVD装置によるジイソプロピルメチルシラン(酸素/ケイ素=0の一般式(2)ので示される化合物)を用いたガスバリア層の成膜)
図1に示した平行平板容量結合型PECVD装置を用いて、ポリエチレンナフタレートフィルム基板上に成膜した。成膜条件は、気化させたジイソプロピルメチルシランの流量50sccm、ヘリウムガスの流量50sccm、酸素ガスの流量500sccm、チャンバー内圧100Pa、基板温度室温、RF電源電力1000W、RF電源周波数13.56MHzの条件で10分間成膜した。
【0118】
結果は、膜厚858nmであった。炭素含有酸化ケイ素封止膜の組成は、Si=31atom%、C=9atom%、O=60atom%であった。ガス透過性を測定したところ、酸素透過性0.01cc/m・day未満(検出限界以下)、水透過性2.1×10−4g/m・dayであった。また全光線透過率は91.8%、線膨張係数は11ppm/deg.、表面粗さは0.21nmであった。
【符号の説明】
【0119】
1 平行平板容量結合型PECVD装置
2 PECVDチャンバー
3 シャワーヘッドを有する上部電極
4 下部電極
5 薄膜形成用基板
6 マッチング回路
7 RF電源
8 温度制御装置
9 気化器
10 液体流量制御装置
11 気体流量制御装置
12 容器
13 原料化合物
14 不活性ガスを気化器経由でPECVD装置チャンバー内に供給する為の配管
15 不活性ガスにより加圧する配管
16 排気装置
17 アース
18 アース
19 誘導結合型リモートPECVD装置
20 PECVDチャンバー
21 コイル
22 石英管
23 ヒーター部
24 薄膜形成用基板
25 マッチング回路
26 RF電源
27 温度制御装置
28 気化器
29 液体流量制御装置
30 気体流量制御装置
31 シャワーヘッド
32 容器
33 原料化合物
34 不活性ガスを気化器経由でPECVD装置チャンバー内に供給する為の配管
35 不活性ガスにより加圧する配管
36 排気装置
37 アース
38 マイクロ波PECVD装置
39 石英製チャンバー
40 薄膜形成用基板
41 ヒーター部
42 温度制御装置
43 気化器
44 液体流量制御装置
45 気体流量制御装置
46 シャワーヘッド
47 容器
48 原料化合物
49 不活性ガスを気化器経由でPECVD装置チャンバー内に供給する為の配管
50 不活性ガスにより加圧する配管
51 マッチング回路
52 マイクロ波発信器
53 マイクロ波反射板
54 排気装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物を含有することを特徴とする化学気相成長法用の成膜材料。
【請求項2】
少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物が、下記一般式(1)
【化1】

(式中、R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R,Rは互いに結合し環状構造を形成してもよい。R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。)
で示されるジシロキサン化合物であることを特徴とする請求項1に記載の成膜材料。
【請求項3】
少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物が、下記一般式(2)
【化2】

(式中、R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R,Rは互いに結合し環状構造を形成してもよい。R,R,Rは炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。mは1〜20の整数を表す。)
で示されるシラン化合物であることを特徴とする請求項1に記載の成膜材料。
【請求項4】
少なくとも一つのケイ素原子に直結した二級炭素水素基を有し、ケイ素原子1に対し、酸素原子が0.5以下の原子比を有する有機ケイ素化合物が、下記一般式(3)
【化3】

(式中、R10,R11は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R10,R11は互いに結合し環状構造を形成してもよい。R12は炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子を表す。nは4〜40の整数を表す。)
で示される環状シラン化合物であることを特徴とする請求項1に記載の成膜材料。
【請求項5】
一般式(1)、一般式(2)又は一般式(3)のRとR、RとR、又はR10とR11が、共にメチルであるか、又はそれぞれメチルとエチルである請求項2乃至4いずれかに記載の成膜材料。
【請求項6】
有機ケイ素化合物が、1,3−ジイソプロピルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,3−ジメチルジシロキサン、1,3−ジイソプロピル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチルジシロキサン、1,3−ジsec−ブチル−1,3−ジメチルジシロキサン、または1,3−ジsec−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンである請求項2又は5に記載の成膜材料。
【請求項7】
有機ケイ素化合物が、イソプロピルシラン、イソプロピルメチルシラン、イソプロピルジメチルシラン、ジイソプロピルシラン、ジイソプロピルメチルシラン、トリイソプロピルシラン、sec−ブチルシラン、sec−ブチルメチルシラン、sec−ブチルジメチルシラン、ジsec−ブチルシラン、ジsec−ブチルメチルシラン、又はトリsec−ブチルシランである請求項3又は5に記載の成膜材料。
【請求項8】
有機ケイ素化合物が、1,2,3,4−テトライソプロピルシクロテトラシラン、1,2,3,4,5−ペンタイソプロピルシクロペンタシラン、1,2,3,4,5,6−ヘキサイソプロピルシクロヘキサシラン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタイソプロピルシクロテトラシラン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカイソプロピルシクロペンタシラン、又は1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ウンデカイソプロピルシクロヘキサシランである請求項4又は5に記載の成膜材料。
【請求項9】
化学気相成長法が、プラズマ励起化学気相成長法である、請求項1乃至8のいずれかに記載の成膜材料。
【請求項10】
化学気相成長法が、触媒化学気相成長法である、請求項1乃至8のいずれかに記載の成膜材料。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれかに記載の成膜材料を用いて化学気相成長法により成膜した封止膜。
【請求項12】
請求項11記載の封止膜を、さらに熱処理、紫外線照射処理または電子線処理して得られることを特徴とする封止膜。
【請求項13】
請求項11又は12に記載の封止膜をガスバリア層として用いることを特徴とするガスバリア部材。
【請求項14】
請求項11又は12に記載の封止膜を含んでなることを特徴とするフラットパネルディスプレイデバイス。
【請求項15】
請求項11又は12に記載の封止膜を含んでなることを特徴とする半導体デバイス。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−67607(P2013−67607A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−176433(P2012−176433)
【出願日】平成24年8月8日(2012.8.8)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】