一種氮化硅薄膜制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氮化硅薄膜制備方法，在450℃以下的環(huán)境溫度中，包括：步驟S01：用于以惰性氣體為載氣在載有晶圓的反應腔中通入氨基硅烷；步驟S02：利用惰性氣體對晶圓表面進行吹掃；步驟S03：在所述反應腔中通入氮氣等離子體對晶圓表面的氨基硅烷進行氮化；步驟S04：循環(huán)步驟S01-S03多次，以形成預定厚度的氮化硅薄層。本發(fā)明提供的氮化硅薄膜制備方法中，以氨基硅烷作為反應先驅(qū)物在低溫條件下形成氮化硅薄膜，給出了低溫條件下生成氮化硅薄膜的較佳參數(shù)范圍以及優(yōu)選參數(shù)，實現(xiàn)了低溫條件下的氮化硅薄膜的制造，能夠更好地滿足需要氮化硅薄膜的場合。
【專利說明】一種氮化娃薄膜制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體集成電路及其制造領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化硅薄膜制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] ALD(原子層沉積）工藝由于其良好的臺階覆蓋性，被半導體行業(yè)廣泛使用。純粹 的ALD沉積方式需要較高的溫度，而PEALD (離子體增強原子層沉積）依靠等離子體驅(qū)動反 應進行，對溫度沒有很高的要求，同時所生長薄膜的質(zhì)量可以和高溫ALD媲美。
[0003] 用PEALD方式生長氧化硅薄膜，是半導體行業(yè)比較常見的工藝，但目前沒有在低 溫條件下生長氮化硅薄膜的工藝。因此，提供一種在低溫條件下制備氮化硅薄膜的方法成 為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供了一種可在低溫環(huán)境下制備 氮化硅薄膜的方法。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種氮化硅薄膜制備方法，在450°C以下的環(huán)境溫度 中，包括：
[0006] 步驟S01 :用于以惰性氣體為載氣在載有晶圓的反應腔中通入氨基硅烷；
[0007] 步驟S02 :利用惰性氣體對晶圓表面進行吹掃；
[0008] 步驟S03 :在所述反應腔中通入氮氣等離子體對晶圓表面的氨基硅烷進行氮化；
[0009] 步驟S04 :循環(huán)步驟S01-S03多次，以形成預定厚度的氮化娃薄層。
[0010] 優(yōu)選的，所述惰性氣體為氬氣。
[0011] 優(yōu)選的，所述氮化硅薄膜的厚度為25人-35 A。
[0012] 優(yōu)選的，所述氨基硅烷是氣態(tài)2Nte。
[0013] 優(yōu)選的，通入氬氣的速率為5000sccm，反應持續(xù)時間為IS。
[0014] 優(yōu)選的，通入氮氣的速率為4000sccm，反應持續(xù)時間為1. 5S。
[0015] 優(yōu)選的，所述環(huán)境溫度為400°C。
[0016] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的氮化硅薄膜制備方法中，以氨基硅烷作 為反應先驅(qū)物在低溫條件下形成氮化硅薄膜，給出了低溫條件下生成氮化硅薄膜的較佳參 數(shù)范圍以及優(yōu)選參數(shù)，實現(xiàn)了低溫條件下的氮化硅薄膜的制造，能夠更好地滿足需要氮化 娃薄膜的場合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解 并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：
[0018] 圖1示意性地示出了本發(fā)明的氮化硅薄膜制備方法的流程圖。
[0019] 需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可 能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

【具體實施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一 步說明。當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也 涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本發(fā)明實 例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應以此作為對本發(fā)明的限定。
[0021] 上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實施例及附圖1對本發(fā)明的氮化硅薄膜 制備方法進行詳細說明。
[0022] 本發(fā)明提出一種用于制備氧化硅薄膜的方法，主要步驟包括反應先驅(qū)物吸附、氮 氣吹掃、氮氣等離子體處理，上述過程可經(jīng)過多次循環(huán)形成氮化硅薄層。本發(fā)明提供的氮化 硅薄膜制備方法，可實現(xiàn)低溫條件下的氮化硅薄膜的制造
[0023] 請參閱圖1，圖1示意性地示出了本發(fā)明的氮化硅薄膜制備方法的流程圖。在本實 施例中，本發(fā)明提供一種氮化硅薄膜制備方法具體包括以下步驟：在450°C以下的環(huán)境溫 度中，優(yōu)選為400°C。
[0024] 步驟SOI :用于以惰性氣體為載氣在載有晶圓的反應腔中通入氨基硅烷。
[0025] 具體的，用于以惰性氣體（例如氬氣或其它適合的惰性氣體）為載氣在載有晶圓 的反應腔中通入氨基硅烷（例如，氣態(tài)2Nte)，在此過程中諸如2Nte之類的氨基硅烷會吸附 在晶圓表面。較佳的，通入氬氣的速率優(yōu)選為5000 SCCm，反應持續(xù)時間優(yōu)選為1S。
[0026] 步驟S02 :利用惰性氣體對晶圓表面進行吹掃。
[0027] 具體的，利用惰性氣體（例如氬氣或其它適合的惰性氣體）對晶圓表面進行吹掃， 目的是去除晶圓表面多余的諸如2Nte之類的氨基硅烷，使得晶圓表面只剩下一個分子層 厚度的氣基娃燒。
[0028] 步驟S03 :在所述反應腔中通入氮氣等離子體對晶圓表面的氨基硅烷進行氮化。
[0029] 具體的，通入氮氣的速率優(yōu)選為4000sccm，反應持續(xù)時間優(yōu)選為1. 5S。
[0030] 步驟S04 :循環(huán)步驟S01-S03多次，以形成預定厚度的氮化硅薄層。
[0031] 具體的，如果形成的氧化硅薄層還未達到期望厚度，則可執(zhí)行常規(guī)的PEALD工藝 流程，其中，所述氮化硅薄膜的厚度優(yōu)選為25 A-35 A。
[0032] 常規(guī)PEALD氮化硅生長方式的參數(shù)設(shè)置可參考以下工藝參數(shù)：
[0033] 2Nte 流量：lmg/min,其載氣為 Ar (5000sccm);
[0034] Purge 氣體 Ar (5000sccm)，時間為 Is ;
[0035] RF 為 2500W，時間 1. 5s ;
[0036] 等離子體處理氮氣為4000sccm。
[0037] 綜上所述，本發(fā)明提供的氮化硅薄膜制備方法中，以氨基硅烷作為反應先驅(qū)物在 低溫條件下形成氮化硅薄膜，給出了低溫條件下生成氮化硅薄膜的較佳參數(shù)范圍以及優(yōu)選 參數(shù)，實現(xiàn)了低溫條件下的氮化硅薄膜的制造，能夠更好地滿足需要氮化硅薄膜的場合。
[0038] 此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語"第一"、"第 二"、"第三"等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個 組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0039] 可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以 限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等 同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對 以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，在450°c以下的環(huán)境溫度中，包括： 步驟SOI :以惰性氣體為載氣在載有晶圓的反應腔中通入氨基硅烷； 步驟S02 :利用惰性氣體對晶圓表面進行吹掃； 步驟S03 :在所述反應腔中通入氮氣等離子體對晶圓表面的氨基硅烷進行氮化； 步驟S04 :循環(huán)步驟S01-S03多次，以形成預定厚度的氮化硅薄層。
2. 如權(quán)利要求1所述的氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣。
3. 如權(quán)利要求1所述的氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，所述氮化硅薄膜的厚度為 25 A-35 A。
4. 如權(quán)利要求1所述的氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，所述氨基硅烷是氣態(tài)2Nte。
5. 如權(quán)利要求1所述的氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，通入氬氣的速率為 5000sccm，反應持續(xù)時間為1S。
6. 如權(quán)利要求1所述的氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，通入氮氣的速率為 4000sccm，反應持續(xù)時間為1. 5S。
7. 如權(quán)利要求1所述的氮化硅薄膜制備方法，其特征在于，所述環(huán)境溫度為400°C。
【文檔編號】C23C16/34GK104152865SQ201410428625
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】雷通, 桑寧波 申請人:上海華力微電子有限公司