[發(fā)明專利]基于氨基乙烯基硅烷的前體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110404812.9
• 申請(qǐng)日: 2009-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102491990A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V·沃薩;A·D·約翰遜;蕭滿超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司
• 主分類號(hào): C07F7/10
• 分類號(hào): C07F7/10
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;林森

本申請(qǐng)為一項(xiàng)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，其母案的申請(qǐng)日為2009年11月12日、申請(qǐng)?zhí)枮?00910246836.9、發(fā)明名稱為“用于應(yīng)力SiN薄膜的氨基乙烯基硅烷前體”。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)主張于11/12/2008申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/113,624的權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于氨基乙烯基硅烷的前體。

背景技術(shù)

本發(fā)明屬于集成電路制造領(lǐng)域以及特別是薄膜中結(jié)構(gòu)的材料，所述薄膜與集成電路中的電子器件相鄰接或?yàn)橹徊糠郑缇w管、電容、導(dǎo)通孔(vias)、導(dǎo)電線路以及母線(buss?bars)。由于此類電子器件的尺寸持續(xù)不斷縮小以及此類器件在給定區(qū)域內(nèi)的密度增加，與此類電子器件相鄰接或?yàn)橹徊糠值谋∧?shì)必要顯示出更高的電特性。設(shè)計(jì)應(yīng)力(design?stress)到此類薄膜中可以改變它們的電特性。目前使用PECVD氮化硅薄膜的應(yīng)力工程設(shè)計(jì)來(lái)增進(jìn)前沿金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)技術(shù)的性能。器件速度已經(jīng)通過(guò)應(yīng)用沉積在MOSFET柵極結(jié)構(gòu)頂部上的高應(yīng)力SiN薄膜得到顯著增加。通過(guò)空穴遷移率的提高，壓應(yīng)力(compressive?stresss)增強(qiáng)了“P”型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(pFET)器件，同時(shí)，通過(guò)電子遷移率的提高，張應(yīng)力有益于“N”型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(nFET)器件。應(yīng)力是由相接觸的兩種材料之間熱膨脹的差異產(chǎn)生。等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)氮化硅薄膜通常產(chǎn)生壓應(yīng)力。目前，使用硅烷和氨沉積壓應(yīng)力薄膜，據(jù)報(bào)道壓應(yīng)力至多達(dá)～-3.5千兆帕斯卡(GPa)。更進(jìn)一步提高壓應(yīng)力變得特別具挑戰(zhàn)性。本行業(yè)目前的目標(biāo)為具有-4GPa或更高壓應(yīng)力的薄膜。

與該技術(shù)相關(guān)的專利包括：US?2006/0045986、EP?1?630?249、US2006/0258173、EP?1?724?373、US?7288145、US?7122222、US20060269692、WO2006/127462及US2008/0146007，以及參考文獻(xiàn)“Methods?of?producing?plasma?enhanced?chemical?vapor?deposition?silicon?nitride?thin?films?with?high?compressive?and?tensile?stress.”，M.Belyansky等，J.Vac.Sci.Technol.A?26(3)，517(2008)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是一種提高等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)氮化硅(SiN)和碳氮化硅(SiCN)薄膜中本征壓應(yīng)力(intrinsic?compressive?stress)的方法，包括從基于氨基乙烯基硅烷的前體沉積所述薄膜。

更具體地，本發(fā)明使用選自式：[RR¹N]_xSiR³_y(R²)_z的基于氨基乙烯基硅烷的前體，

其中x+y+z＝4，x＝1-3，y＝0-2以及z＝1-3；R、R¹和R³可以是氫、C₁-C₁₀烷烴(基)、烯烴(基)或C₄-C₁₂芳香基團(tuán)；各個(gè)R²為乙烯基、烯丙基或包含乙烯基的官能團(tuán)。

附圖說(shuō)明

圖1A和B為本發(fā)明的化學(xué)前體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式的描述。

圖2為在多種工藝條件下通過(guò)BIPAVMS和氨的PECVD沉積形成的薄膜的應(yīng)力值圖。

圖3為使用BIPAVMS和氨以PECVD沉積的氮化硅薄膜的FTIR譜。

圖4為描繪氮鍵接氫(NH_x)與硅鍵接氫(SiH)含量的比值相對(duì)于薄膜應(yīng)力的圖。

圖5為描繪NH_x和SiH含量相對(duì)于薄膜應(yīng)力的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供基于氨基乙烯基硅烷的前體作為提高等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)氮化硅(SiN)和碳氮化硅(SiCN)薄膜中的本征壓應(yīng)力的方法。這些氨基乙烯基硅烷前體的主要特征為一或兩個(gè)鍵接到中心硅原子的乙烯基官能團(tuán)。所述前體具有以下通式：[RR¹N]_xSiR³_y(R²)_z