專利名稱：：通過化學(xué)汽相淀積使氮化硅膜和/或氧氮化硅膜淀積的方法通過化學(xué)汽相淀積使氮化硅膜和/或氧氮化硅膜淀積的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通過化學(xué)汽相淀積(CVD)生產(chǎn)氮化硅膜和氧氮化硅膜的方法。
背景技術(shù)：
：已經(jīng)知道氮化硅膜具有優(yōu)異的阻隔性能和優(yōu)異的抗氧化性，并且例如在半導(dǎo)體儀器的生產(chǎn)中用作防蝕刻層、阻隔層、門電極絕緣層、門電極間隔物、高級(jí)門電才及電介質(zhì)、ONO堆等。目前用于形成氮化硅薄膜或氧氮化硅薄膜的主要技術(shù)是等離子促進(jìn)的CVD(PECVD)和低壓CVD(LPCVD)。在PECVD中，硅源(通常是硅烷)和氮源(例如氨和氮?dú)?被引入一對(duì)平行的板式電極之間，并在低溫(約300。C)和中等壓力(0.1-5托或l-630Pa)下在兩個(gè)電極之間施加射頻能量，從而從硅源和氮源產(chǎn)生等離子。在所產(chǎn)生的等離子中的活性硅物質(zhì)和活性氮物質(zhì)彼此反應(yīng)，得到氮化硅膜。通過PECVD生產(chǎn)的氮化硅膜一般不具有化學(xué)計(jì)量組成，而且是富含氫的。所以，這些氮化硅膜具有低的膜密度和高的蝕刻速率，質(zhì)量差。它們一般稱為SiNH，這是因?yàn)樗鼈兒凶疃?0%的原子氫。但是，對(duì)于前端應(yīng)用(FEOL)而言，PECVD不是優(yōu)選的，這是因?yàn)榈入x子可能在半導(dǎo)體表面產(chǎn)生損害。熱LPCVD不使用等離子，用于淀積高質(zhì)量的氮化硅膜。LPCVD目前使用低壓(0.1-2托)和高溫(750-900°C)實(shí)施，所得到的氮化硅膜或氧氮化硅膜的質(zhì)量?jī)?yōu)于通過PECVD生產(chǎn)的相應(yīng)膜。使用LPCVD技術(shù)制得的氮化硅膜一般是通過二氯硅烷(DCS)和氨氣體反應(yīng)獲得的。但是，現(xiàn)有的LPCVD技術(shù)要求相當(dāng)高的溫度以獲得可接受的氮化硅膜淀積(成膜)速率(>10埃/分鐘)。例如，750-800。C的溫度通常用于DCS與氨的反應(yīng)。5另外，DCS與氨的反應(yīng)產(chǎn)生了大量的氯化銨，其可以聚集在CVD反應(yīng)裝置的排料系統(tǒng)中并導(dǎo)致堵塞。為了獲得在低溫下的滿意的氮化硅膜淀積速率，已經(jīng)建議了許多氮化硅前體。六氯二硅烷(HCDS)是這些前體之一。HCDS通過反應(yīng)Si2Cl6—SiCl2+SiCl4在較低溫度得到了SiCl2，SiCl2能有效地與氨反應(yīng)。HCDS的使用能在600。C以約10埃/分鐘的成膜速率提供氮化硅淀積膜。氮化硅前體的另一個(gè)例子是二(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)，如美國(guó)專利5,874,368所述。BTBAS能在60(TC以約10埃/分鐘的成膜速率淀積氮化硅膜。雖然HCDS和BTBAS都能在600。C達(dá)到約10埃/分鐘的成膜速率，但是這種性能水平也意味著在低于550。C的溫度不能獲得工業(yè)可接受的成膜速率。此外，這些前體還具有以下缺點(diǎn)HCDS是完全氯化的二硅烷，具有高的氯含量，Si-Cl鍵也很強(qiáng)。所以，在所得氮化硅膜中的氯含量將隨著反應(yīng)溫度的降低而增加，還發(fā)現(xiàn)在600。C反應(yīng)溫度獲得的膜中的氯含量能高達(dá)約2%(基于原子計(jì))。另夕卜，HCDS的使用還導(dǎo)致產(chǎn)生大量的氯化銨，這與DCS的情況相同。BTBAS具有56千卡/摩爾的活化能，導(dǎo)致當(dāng)反應(yīng)溫度降低時(shí)，氮化硅成膜速率顯著降低。估計(jì)其成膜速率在550。C的反應(yīng)溫度降低到相當(dāng)?shù)偷?埃/分鐘。還已經(jīng)知道使用四(乙基氨基)硅烷(TEAS)作為硅前體，從而以與使用BTBAS時(shí)相似的生長(zhǎng)速率生產(chǎn)膜，但是膜性能不同。當(dāng)上述現(xiàn)有技術(shù)的前體用于生產(chǎn)氧氮化硅膜時(shí)也出現(xiàn)相同的問題，氧氮化硅膜具有與氮化硅膜相同的物理性質(zhì)和應(yīng)用。從PCTWO03/045959和PCTWO03/046253已經(jīng)知道六乙基氨基二硅烷提供更好的硅前體，能在比HCDS或BTAS顯著更低的溫度以10埃/分鐘或更大的生長(zhǎng)速率生產(chǎn)膜。所以，本發(fā)明所要解決的問題是提供一種通過CVD技術(shù)生產(chǎn)氮化硅膜和氧氮化硅膜的方法，所述方法提供在較低溫度下可接受的成膜速率，并且不會(huì)產(chǎn)生大量的氯化銨。發(fā)明概述本發(fā)明的第一方面是提供一種在反應(yīng)室中通過化學(xué)汽相淀積生產(chǎn)氮化硅膜的方法，包括以下步驟a)將基材引入反應(yīng)室中，所述基材具有能接受膜的表面；b)引入具有以下通式的含五(二曱基氨基)二硅烷的化合物Si2(NMe2)5Y(I)其中Y選自Cl、H和氨基；c)將選自氨、肼、烷基肼和氮化氫化合物中的含氮?dú)怏w引入反應(yīng)室中；和d)通過使含二硅烷的化合物與含氮?dú)怏w在反應(yīng)溫度下反應(yīng)，在基材的至少一部分表面上形成氮化硅膜，其中反應(yīng)溫度優(yōu)選至少等于基材的表面溫度。優(yōu)選，此方法還包括將基材加熱到在基材表面上至少300。C且優(yōu)選低于650。C的溫度的步驟。本發(fā)明的第二方面提供一種反應(yīng)室中通過化學(xué)汽相淀積生產(chǎn)氧氮化硅膜的方法，包括以下步驟a)將基材引入反應(yīng)室中，所述基材具有能接受淀積膜的表面；b)引入具有通式(I)的含五(二甲基氨基)二硅烷的化合物Si2(NMe2)5Y(I)其中Y選自Cl、H和氨基；c)將選自氨、肼、烷基肼化合物和氮化氫化合物中的含氮?dú)怏w引入反應(yīng)室中；d)將選自NO、N20、N02、02、03、H20和11202中的含氧氣體引入負(fù)載有至少一種基材的反應(yīng)室中；e)通過使所述二硅烷化合物、含氮?dú)怏w與含氧氣體在反應(yīng)溫度下反應(yīng)，在基材的至少一部分表面上形成氧氮化硅膜，其中反應(yīng)溫度優(yōu)選至少等于基材的表面溫度。對(duì)于本發(fā)明的上述兩種方法，含二硅烷的化合物都應(yīng)當(dāng)含有小于5體積％的Si2(NMe2)6。優(yōu)選，氨基應(yīng)當(dāng)是NH(CnH2n+!)，其中(Kn《5，Y應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是氯原子。本發(fā)明的詳細(xì)描述五(二甲基氨基)氯二珪烷Si2(NMe2)5Cl可以通過六氯二硅烷(Cl3Si-SiCl3)在有機(jī)溶劑中與至少5倍摩爾量的二甲胺(CH3)2NH反應(yīng)來(lái)合成。但是，優(yōu)選相對(duì)于六氯二硅烷而言使用過量的二甲胺(超過五倍)。更特別的是，六氯二硅烷二甲胺的摩爾比優(yōu)選是l:10至1:20。使用至少10摩爾二甲胺/1摩爾六氯二硅烷也能捕捉在反應(yīng)中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的氯化氫(6摩爾)，從而得到二甲基氯化銨(固體)。二曱基氯化銨可以容易地通過過濾從反應(yīng)混合物中除去。有機(jī)溶劑可以在六氯二硅烷和二曱胺的反應(yīng)中用作反應(yīng)溶劑。這種有機(jī)溶劑可以是四氫呋喃，直鏈、支化或環(huán)狀的烴，例如戊烷、己烷和辛烷。但是，正己烷是優(yōu)選的溶劑。在六氯二珪烷和二甲胺之間的反應(yīng)優(yōu)選在-30。C至+50。C的溫度進(jìn)行。一般而言，此反應(yīng)將如下進(jìn)行先使反應(yīng)溶劑達(dá)到優(yōu)選-3(TC至+5(TC的溫度，在反應(yīng)溶劑中加入/溶解二甲胺，然后逐步加入六氯二硅烷，例如通過滴加進(jìn)行。六氯二硅烷可以以純形式滴加，或者作為溶解在與反應(yīng)溶劑相同的溶劑中滴加。反應(yīng)然后進(jìn)行2-24小時(shí)，同時(shí)攪拌反應(yīng)溶劑并且保持上述溫度。在此攪拌過程后，將反應(yīng)溶劑加熱到室溫(約20-50。C)，并優(yōu)選再攪拌至少10小時(shí)。然后通過過濾除去作為固體副產(chǎn)物的二甲基氯化銨，并真空蒸餾出溶劑和殘余的胺。所得的五(二甲基氨基)氯二硅烷可以通過分餾進(jìn)行額外的提純。所得的五(二甲基氨基)氯二硅烷可以本身用作原料，用于其它用于碳氮化硅前體的其它有用材料。其中之一是五(二曱基氨基)二硅烷Si2(NMe2)5H。其可以通過用氫化鋁鋰或硼氫化鈉還原五(二甲基氨基)氯二;圭烷而形成。五(二甲基氨基)單乙基胺二硅烷Si2(NMe2)s(NHEt)是另一種有用的分子。其可以通過用單乙胺對(duì)五(二曱基氨基)氯二硅烷進(jìn)行氨解而形成。可以制得相似的五(二甲基氨基)胺二硅烷Si2(NMe2)5(NHR)，其中R代表氫或d-C4鏈，可以是直鏈、支化或環(huán)狀的。本發(fā)明的五(二甲基氨基)氯二硅烷及其衍生物含有五個(gè)二甲基氨基配體，并且是高度活性的，支持在低溫(一般350-500°C)通過CVD達(dá)到優(yōu)異的氮化硅膜和氧氮化硅膜的淀積速率。上述二硅烷化合物可以在半導(dǎo)體工業(yè)中作為前體用于通過CVD生產(chǎn)氮化硅和碳氮化硅的介電膜，例如用于側(cè)壁間隔物或抗蝕刻膜。它們也可以用于進(jìn)行通過在反應(yīng)室中引入含氧氣體來(lái)生產(chǎn)氧氮化硅膜和碳氧氮化硅膜。還優(yōu)選的是，將要淀積膜的基材預(yù)熱到在基材上的膜淀積溫度范圍，例如至少300°C。為了使用本發(fā)明二硅烷化合物(I)形成氮化硅，將至少一種所述二硅烷化合物(I)和至少一種含氮?dú)怏w引入負(fù)載有至少一種基材(通常是半導(dǎo)體基材，例如硅基材)的反應(yīng)室中，并且通過使所述二硅烷化合物與含氮?dú)怏w在反應(yīng)溫度下反應(yīng)而將氮化硅淀積在半導(dǎo)體基材的表面上。含氮?dú)怏w可以選自氨、肼、烷基肼化合物和氮化氫。在氮化硅生產(chǎn)期間《1入反應(yīng)室中的二硅烷化合物與含氮?dú)怏w之間的摩爾比優(yōu)選是l:0至1:50。在反應(yīng)室內(nèi)的總壓力優(yōu)選保持在0.1-10托。反應(yīng)溫度優(yōu)選是300-650°C。為了使用本發(fā)明二硅烷化合物(I)形成氧氮化硅，將至少一種所述二硅烷化合物(I)、至少一種含氮?dú)怏w和含氧氣體單獨(dú)地、一起或交替(ALD工藝)引入負(fù)載有至少一種基材(通常是半導(dǎo)體基材，例如硅基材)的反應(yīng)室中，并且通過使所述二硅烷化合物、含氮?dú)怏w與含氧氣體在反應(yīng)溫度下反應(yīng)而將氧氮化硅淀積在基材的表面上。與氮化硅膜的淀積相同，含氮9氣體可以選自氨、肼和氮化氫，而含氧氣體可以選自NO、N20、N02、02、03、H20#H202。當(dāng)含氧氣體還含有氮(NO、N20和/或N02)時(shí)，不需要使用含氮?dú)怏w，在氧氮化硅生產(chǎn)期間引入反應(yīng)室中的二硅烷化合物與含氮?dú)怏w之間的摩爾比優(yōu)選是l:0至1:50。當(dāng)含氧氣體不含氮(02、03、H20和/或H202)時(shí)，二硅烷化合物與含氮?dú)怏w之間的摩爾比優(yōu)選是10:1至1:50。在任一種情況下，二硅烷化合物與含氧氣體之間的摩爾比優(yōu)選是50:1至1:10。在反應(yīng)室內(nèi)的總壓力優(yōu)選保持在0.1-10托。反應(yīng)溫度優(yōu)選是300-750。C。在根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)(氧)氮化硅期間，可以使用鼓泡器或蒸發(fā)器蒸發(fā)二硅烷化合物(I)。鼓泡器可以包括密封容器，該容器中填充有液體二硅烷化合物(I)或含二硅烷化合物(I)的溶液；注射管道，用于將載氣注射到密封容器中的二硅烷化合物中；以及進(jìn)料管道，用于從密封容器取出二硅烷化合物(被蒸發(fā)并被夾帶入已從注射管道注射入二硅烷化合物的載氣中)，并將這種已蒸發(fā)的二硅烷化合物加入反應(yīng)室中。在此下游端，進(jìn)料管道與CVD反應(yīng)室連接。在密封容器內(nèi)的溫度和壓力必須保持在恒定值或特定值。來(lái)自MKSCompany的直接液體注射系統(tǒng)(DLI-25)或來(lái)自LintecCompany的UV-410A蒸發(fā)器例如可以用作蒸發(fā)器。使用蒸發(fā)器將二硅烷化合物蒸發(fā)，并加入反應(yīng)室。附圖簡(jiǎn)述圖1是流程圖，顯示了可以用于進(jìn)行本發(fā)明的CVD反應(yīng)裝置的第一個(gè)實(shí)施方案。圖2是流程圖，顯示了可以用于進(jìn)行本發(fā)明的CVD反應(yīng)裝置的第二個(gè)實(shí)施方案。圖1是流程圖，顯示了適用于進(jìn)行生產(chǎn)(氧)氮化硅膜的本發(fā)明方法的CVD反應(yīng)裝置的一個(gè)例子。在圖1中顯示的CVD反應(yīng)裝置10具有CVD反應(yīng)室11、用于本發(fā)明二硅烷化合物(HCAD)的供應(yīng)源12、含氮?dú)怏w供應(yīng)源13以及稀釋氣體的供應(yīng)源14，其中稀釋氣體例如是惰性氣體，在必要時(shí)引入。當(dāng)要生產(chǎn)氧氮化硅時(shí)，CVD反應(yīng)裝置10也配備有含氧氣體供應(yīng)源15。反應(yīng)室11被加熱裝置111包圍，用于加熱到特定的CVD反應(yīng)溫度(間歇加工)。在單晶片加工的情況下加熱接受器。在圖1中顯示的CVD反應(yīng)裝置10的情況下，由于鼓泡器的作用，HCAD作為氣相被引入反應(yīng)室11中。HCAD供應(yīng)源12具有密封容器121，該容器負(fù)載有液體HCAD化合物或溶液。注射管道122插入密封容器121中，從而將載氣注射到密封容器121中所填充的HCAD中；載氣從用于栽氣的供應(yīng)源16(例如氮?dú)?經(jīng)過閥門VI和質(zhì)流控制器MFC1注射。在注射到HCAD中之后，夾帶HCAD的載氣流過壓力控制閥PV并進(jìn)入管線Ll，并且被引入反應(yīng)室ll。壓力傳感器PG1與管線L1連接。盡管沒有顯示在圖中，但是至少一種基材(通常是半導(dǎo)體基材，例如硅基材)裝在反應(yīng)室11中。可以存在1-250個(gè)基材(裝在吸盤或晶舟上)。從含氮?dú)怏w供應(yīng)源13經(jīng)由閥門V2和質(zhì)流控制器MFC2引入含氮?dú)怏w例如氨，并且經(jīng)由管線L2引入反應(yīng)室11中。必要時(shí)引入的稀釋氣體可以從稀釋氣體供應(yīng)源14經(jīng)由閥門V3和質(zhì)流控制器MFC3引入，并且經(jīng)過管線L3和管線L2引入反應(yīng)室11。在生產(chǎn)氧氮化珪膜期間，含氧氣體可以從含氧氣體供應(yīng)源15經(jīng)由閥門V4和質(zhì)流控制器MFC4引入，并且經(jīng)過管線L4和管線L2引入反應(yīng)室11。反應(yīng)室11的出口經(jīng)由管線L5連接到廢氣處理裝置17。這種廢氣處理裝置17用于除去例如副產(chǎn)物和未反應(yīng)的物質(zhì)，并且在消除后從系統(tǒng)排出氣體。壓力傳感器PG2、蝴蝶閥BV和泵PM連接在管線L5中。各種氣體被引入反應(yīng)室ll中，在反應(yīng)室11內(nèi)的壓力通過壓力傳感器PG2監(jiān)控，并且通過操作泵PM以開放和關(guān)閉蝴蝶閥BV而使壓力達(dá)到預(yù)定值。在操作期間，容器Ul被加熱到例如50-80。C,并且含有管線Ll的HCAD進(jìn)料系統(tǒng)優(yōu)選被加熱到比鼓泡器更高的溫度，從而防止HCAD成露。圖2包括CVD反應(yīng)裝置，與圖1所示的CVD反應(yīng)裝置IO具有相同的結(jié)構(gòu)，不同的是圖2中的CVD反應(yīng)裝置包括不同的HCAD進(jìn)料系統(tǒng)。在兩個(gè)圖中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示，在這里不再詳細(xì)描述。圖2中所示的CVD反應(yīng)裝置20具有蒸發(fā)器21。來(lái)自栽氣供應(yīng)源16的載氣經(jīng)過閥門V1，并通過管線L21，被引入用于在密封容器22中以液體形式填充的HCAD的氣相區(qū)域。由載氣施加的壓力用于經(jīng)過閥門V22和質(zhì)流控制器MFC21取出液體HCAD，通過管線L22，并進(jìn)入蒸發(fā)器21。來(lái)自載氣供應(yīng)源16的載氣也經(jīng)過管線L22，這是管線L21的支線，并引入蒸發(fā)器21中。被引入蒸發(fā)器21的栽氣和液體HCAD在蒸發(fā)器21中被加熱到例如60-200。C,HCAD被蒸發(fā)，并隨著載氣一起通過管線L23運(yùn)輸，并引入反應(yīng)室11中。管線L23優(yōu)選被加熱到50。C至-250。C,從而防止HCAD發(fā)生再次液化或成露。附圖標(biāo)記10、20CVD反應(yīng)裝置11CVD反應(yīng)室12烴基氨基二硅烷(HCAD)供應(yīng)源13含氮?dú)怏w供應(yīng)源14稀釋氣體供應(yīng)源15含氧氣體供應(yīng)源16載氣供應(yīng)源17廢氣處理裝置21蒸發(fā)器22密封容器111力口熱裝置121密封容器12<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>下面將通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限于這些具體實(shí)施例。實(shí)施例1通過六氯二硅烷和二甲基氨基鋰的氨解反應(yīng)來(lái)合成ClSi2(NMe2)5。六氯二硅烷(HCD)用作原料，使得Si-Si直接鍵保留在分子中。正己烷用作溶劑，并在0。C冷卻。獲得了五(二曱基氨基)氟二硅烷和六(二甲基氨基)二硅烷的混合物。加入二甲基氨基鋰以形成"二甲基氨基鋰溶液"。將HCD滴加入0。C的二甲基氨基鋰溶液中。然后將此溶液在0。C攪拌2小時(shí)，然后在室溫?cái)嚢?5小時(shí)。然后從溶液除去鹽LiCl,并真空除去正己烷。所得的ClSi2(NMe2)s和其它副產(chǎn)物通過分餾分離。NMR光譜顯示由此蒸餾工藝獲得的樣品含有小于5體積％的Si2(NMe2)6。實(shí)施例2將前體五(二甲基氨基)氯二硅烷溶解在18.5重量％的曱苯中，要使用液體輸送系統(tǒng)來(lái)輸送。發(fā)現(xiàn)從溶解性和容易輸送到蒸發(fā)器并然后輸送到CVD室方面而言，此百分比是最佳的。相應(yīng)的溶液將在下面稱為"Si2(NMe2)5Cl溶液"。但是，此定義包括Si2(NMe2)sCl的所有溶液(或其它相同"家族，，的產(chǎn)物，解釋為1-20重量％的至少一種溶劑，優(yōu)選選自苯、甲苯等)。實(shí)施例3典型的裝置如圖1所示。將具有半導(dǎo)體生產(chǎn)所需純度的惰性氣體例如氦氣、氬氣、氮?dú)獾纫牍呐萜髦?，使得溶液被引入液體質(zhì)流控制器和蒸發(fā)器中。溶液的各組分然后在合適的溫度蒸發(fā)，從而使輸送優(yōu)化。將具有半導(dǎo)體生產(chǎn)所需純度的惰性氣體例如氦氣、氬氣、氮?dú)獾攘硗庖胝舭l(fā)器中，從而將溶液的氣態(tài)組分帶入CVD反應(yīng)器中。其可以與額外的反應(yīng)物例如氨混合。在此應(yīng)用中，認(rèn)為氦氣是最合適的載氣。實(shí)施例4將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是用于以氣態(tài)形式蒸發(fā)所述"溶液"的蒸發(fā)器的溫度T:ll(TC,淀積溫度T:525。C，CVD反應(yīng)器壓力1.0托，時(shí)間20分鐘。通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是75A/分鐘。膜的纟且成則是Sio.65No.14C0.21在實(shí)施例2-4中獲得的結(jié)果總結(jié)在圖2中。相應(yīng)的表觀活化能是14千卡/摩爾，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HCDS/NH3工藝的活化能，HCDS/NH3工藝是一種已知能得到具有優(yōu)異性能的氮化物膜和碳氮化物膜的工藝。實(shí)施例5將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:IIO'C，淀積溫度T:500'C，CVD反應(yīng)器壓力1.0托，時(shí)間30分鐘。通過AES和4斤射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是40A/分鐘。膜的纟且成則是Sio.62N(u4C0.23。實(shí)施例6將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:UO。C，淀積溫度T:475°C,CVD反應(yīng)器壓力1.0托，時(shí)間30分4中。通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是19A/分鐘。膜的組成則是Si。.62NQ.14C0.23。實(shí)施例7將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)sCl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:IIO'C，淀積溫度T:450。C,CVD反應(yīng)器壓力1.0托，時(shí)間50分鐘。通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是6A/分鐘。膜的組成則是Sio.56No.17Q).26。實(shí)施例8將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.16g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:ll(TC，淀積溫度T:45G。C,CVD反應(yīng)器壓力1.0托，時(shí)間50分鐘。通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是11.2A/分鐘，大約是在前一實(shí)施例(前體的進(jìn)料速率低兩倍)中獲得的淀積速率的兩倍。膜的纟且成則是Sio.62No.14C0.24。實(shí)施例9將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.16g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:ll(TC,淀積溫度T:425°C，CVD反應(yīng)器壓力1.0托，時(shí)間80分鐘。通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是3A/分鐘。膜的組成則是SiQ.56N(u7C0.26。實(shí)施例10"低于大氣壓CVD"實(shí)驗(yàn)將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:110°C,淀積溫度T:400°C，CVD反應(yīng)器壓力100托，時(shí)間80分4h通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是28A/分鐘。膜的纟且成則是Sio.41No.51C0.07。實(shí)施例11將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)sCl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是17蒸發(fā)器的溫度T:110°C，淀積溫度T:375X:，CVD反應(yīng)器壓力100托，時(shí)間80分鐘。通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是20A/分鐘。膜的組成則是Si。.41No.51C0.07。實(shí)施例12將不同的反應(yīng)物引入CVD室中，如圖1所示。此工藝涉及的不同化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)料速率是Si2(NMe2)5Cl溶液0.08g/分鐘；He:175sccm;NH3:35sccm淀積參數(shù)是蒸發(fā)器的溫度T:ll(TC，淀積溫度T:350'C，CVD反應(yīng)器壓力100托，時(shí)間80分4K通過AES和折射法表征膜。相應(yīng)的淀積速率是15A/分鐘。膜的組成則是Sio.4oN(^C謹(jǐn)。實(shí)施例10-12的方法的表觀活化能是14千卡/摩爾，十分接近DCS/NHb工藝的活化能，DCS/NH3工藝是一種已知能得到具有優(yōu)異性能的氮化物膜或碳氮化物膜的工藝。對(duì)比例13此實(shí)施例(表1)總結(jié)比較了從現(xiàn)有技術(shù)的Si2(NHEt)6前體獲得的SiN膜和從本發(fā)明Si2(NMe2)5Cl前體獲得的SiN膜。本發(fā)明化合物的蝕刻速率18比現(xiàn)有技術(shù)Si2(NHEt)6獲得的層的蝕刻速率小400倍，這對(duì)于用于防蝕刻目的的SiN層而言是很有用的。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>權(quán)利要求1.一種在反應(yīng)室中通過化學(xué)汽相淀積生產(chǎn)氮化硅膜的方法，包括以下步驟a)將基材引入反應(yīng)室中，所述基材具有能通過化學(xué)汽相淀積接受氮化硅膜的表面；b)引入具有以下通式的含五(二甲基氨基)二硅烷的化合物Si2(NMe2)5Y(I)其中Y選自Cl、H和氨基；c)將選自氨、肼、烷基肼化合物和氮化氫化合物中的含氮?dú)怏w引入反應(yīng)室中；和d)通過使含二硅烷的化合物與含氮?dú)怏w在反應(yīng)溫度下反應(yīng)，在基材的至少一部分表面上形成氮化硅膜，其中反應(yīng)溫度優(yōu)選至少等于基材的表面溫度。2.權(quán)利要求1的方法，其中二硅烷化合物含有小于5體積％的Si2(NMe2)6。3.權(quán)利要求1或2的方法，其中二硅烷化合物含有五(二甲基氨基)氯二桂坑。4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中引入反應(yīng)室中的二硅烷化合物與含氮?dú)怏w之間的摩爾比是l:O至l:50,在反應(yīng)室內(nèi)的總壓力優(yōu)選是在0.1-10托，反應(yīng)溫度優(yōu)選是300-650。C。5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中通過將載氣注射和鼓泡入液體二硅烷化合物中而使二硅烷化合物作為氣態(tài)產(chǎn)物被夾帶，然后通過輸送系統(tǒng)取出并加入反應(yīng)室中。6.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中使用蒸發(fā)器裝置將二硅烷化合物蒸發(fā)，然后通過輸送系統(tǒng)取出已蒸發(fā)的二硅烷化合物，并加入反應(yīng)室中。7.權(quán)利要求6的方法，其中蒸發(fā)器在60-20(TC范圍內(nèi)的溫度加熱。8.權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)的方法，其中輸送系統(tǒng)保持在25。C至-250'C的溫度。9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)室負(fù)載有1-250個(gè)安裝在一個(gè)吸盤或晶舟中的基材。10.—種反應(yīng)室中通過化學(xué)汽相淀積生產(chǎn)氧氮化硅膜的方法，包括以下步驟a)將基材引入反應(yīng)室中，所述基材具有能接受淀積膜的表面；b)引入具有通式(I)的含五(二甲基氨基)二硅烷的化合物Si2(NMe2)5Y(I)其中Y選自Cl、H和氨基；c)將選自氨、肼、烷基肼化合物和氮化氫化合物中的含氮?dú)怏w引入反應(yīng)室中；d)將選自NO、N20、N02、02、03、H20和H202中的含氧氣體引入負(fù)栽有至少一種基材的反應(yīng)室中；e)通過使所述二硅烷化合物、含氮?dú)怏w與含氧氣體在反應(yīng)溫度下反應(yīng)，在基材的至少一部分表面上形成氧氮化硅膜，其中反應(yīng)溫度優(yōu)選至少等于基材的表面溫度。11.權(quán)利要求10的方法，其中二硅烷化合物含有小于5體積％的Si2(NMe2)6。12.權(quán)利要求lO或ll的方法，其中二硅烷化合物含有五(二甲基氨基)氯二硅烷。13.權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)的方法，其中引入反應(yīng)室中的二硅烷化合物與含氮?dú)怏w之間的摩爾比是l:O至l:50，二硅烷化合物與含氧氣體之間的摩爾比是50:l至l:1,在反應(yīng)室內(nèi)的總壓力優(yōu)選是在0.1-10托，反應(yīng)溫度優(yōu)選是300-750°C。14.權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的方法，其中通過將栽氣注射和鼓泡入液體二硅烷化合物中而使二硅烷化合物作為氣體被夾帶，然后通過進(jìn)料系統(tǒng)取出并加入反應(yīng)室中。15.權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的方法，其中使用蒸發(fā)器裝置將二硅烷化合物蒸發(fā)，然后通過進(jìn)料系統(tǒng)取出已蒸發(fā)的二硅烷化合物，并加入反應(yīng)室中。16.權(quán)利要求15的方法，其中蒸發(fā)器在60-200。C范圍內(nèi)的溫度加熱。17.權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)的方法，其中輸送系統(tǒng)保持在25。C至250。C的溫度。18.權(quán)利要求10-17中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)室負(fù)栽有l(wèi)-250個(gè)安裝在一個(gè)吸盤或晶舟中的基材。全文摘要本發(fā)明涉及一種含五(二甲基氨基)氯二硅烷的化合物與含氮?dú)怏w和任選地含氧氣體一起使用以通過CVD淀積SiN(和任選SiON)膜的方法。文檔編號(hào)C23C16/34GK101466865SQ200680054461公開日2009年6月24日申請(qǐng)日期2006年4月3日優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日發(fā)明者C·迪薩拉申請(qǐng)人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司