[發(fā)明專利]一種制作矽氧層的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02124711.0
• 申請日: 2002-06-21
• 公開（公告）號: CN1396637A
• 公開（公告）日: 2003-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 黃正杰;劉澤煒;余堂
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/285
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發(fā)明提供一種于一半導體晶片上制作一矽氧層的方法，用來減少氯化氫(HCl)之生成，以避免進行高溫氧化(HTO)制程之機臺受到酸氣侵蝕。

背景技術

在半導體制程中，由于二氧化矽具有適當的介電常數并與矽表面具有良好的結合能力，因此其應用十分廣泛，一般用來作為柵極氧化膜(gateoxide)、區(qū)域隔離氧化層(local?oxidation?of?silicon，LOCOS)或場氧化層(field?oxide)、層間介電層(interlayer?dielectric)以及墊氧化層(pad?oxide)等等。而隨著半導體元件以及制程的微小化，對二氧化矽薄膜的品質要求也更為嚴格。

目前較常用來于半導體晶片表面上形成二氧化矽薄膜的方法主要有三種：(1)化學氣相沉積法，(2)高溫氧化法(high?temperature?oxidation，HTO)，以及(3)旋轉涂布法。其中又以高溫氧化法所生成之二氧化矽薄膜的電性以及物性最佳。而習知的熱氧化法依反應爐以及升溫模式的不同又可區(qū)分為快速熱氧化法(rapid?thermal?oxidation，RTO)以及爐管氧化法(furnace?oxidation)，此處系針對爐管氧化法進行討論。業(yè)界習知以爐管氧化法生成二氧化矽薄膜之技術，系使用反應摩爾(mole)數比約為1∶2，流速比小于1∶2之二氯矽烷(dichlorosilane，DCS，SiH₂Cl₂)以及氧化亞氮(nitrous?oxide，N₂O)作為反應氣體，在定溫定壓定體積的條件下，進行一HTO制程，其主反應式如下：

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在實際操作中，二氯矽烷以及氧化亞氮的流速，通常分別設定為165標準立方公分/分鐘(standard?cubic?centimeter?per?minute，sccm)以及300sccm，并使用氮氣平衡爐管內的壓力，使之為0.45托耳(Torr)。

然而，當二氯矽烷受熱時，亦將產生一副反應，生成氯化氫(HCl)，其反應式如下：

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由于在定溫定壓下，氣體摩爾數與體積呈正比，因此習知技術在主、副反應所產生之副產物氯化氫的總量為315sccm。

此外，由于在主、副反應中皆會生成的氯化氫具有高腐蝕性，易造成對HTO制程之機臺的銹蝕與傷害；且隨著產品日益精密復雜，對于二氧化矽薄膜之均勻度及沉積速度的要求亦日趨嚴格，因此，如何于增進二氧化矽薄膜之均勻度及沉積速度的同時，降低氯化氫的生成量，實為一刻不容緩的重要議題。

發(fā)明內容

因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種制作矽氧層的方法，用來減少氯化氫(hydrochloric?acid，HCl)之生成，以解決上述習知制作方法中高溫氧化(high?temperature?oxidation，HTO)制程之機臺受到酸氣侵蝕的問題。

一種制作矽氧層的方法，系于一半導體晶片上使用反應摩爾(mole)數比約為1∶2，流速比大于2∶1之二氯矽烷(dichlorosilane，DCS，SiH₂Cl₂)以及氧化亞氮(nitrous?oxide，N₂O)作為反應氣體，進行一高溫氧化(hightemperature?oxidation，HTO)制程，以于該半導體晶片表面形成該由二氧化矽(silicon?dioxide)構成之矽氧層。

由于本發(fā)明之制作方法可以先以物理方式在該半導體晶片表面形成一富含二氯矽烷的表面(DCS-rich?surface)，因此之后氧化亞氮再與布滿該表面上的二氯矽烷分子反應以形成之二氧化矽，便可輕易附著于該半導體晶片表面，因而可在減少氯化氫生成量的同時，增加二氧化矽的沉積速率與均勻度，進而減緩進行該HTO制程之機臺受到酸氣侵蝕，并同時提升產品品質。

具體實施方式