[發(fā)明專利]氮化硅高深寬比孔的刻蝕方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210229544.6
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN103531464A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟令款
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

1.一種氮化硅高深寬比孔的刻蝕方法，首先將已經(jīng)形成半導(dǎo)體所需圖形的氮化硅薄膜的半導(dǎo)體器件放入刻蝕腔體內(nèi)，其特征在于，所述方法接著還包括如下步驟：

采用干法等離子體工藝，向所述刻蝕腔體內(nèi)通入高碳鏈分子碳氟基氣體、氧化性氣體、含氫碳氟基氣體，加上射頻功率，激發(fā)出等離子體；經(jīng)過等離子體穩(wěn)定步驟后，進(jìn)行氮化硅薄膜的刻蝕，直至所述孔的刻蝕形貌、孔徑大小及深度達(dá)到要求。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，

所述高碳鏈分子碳氟基氣體在刻蝕氮化硅的同時(shí)，還產(chǎn)生含碳氟的聚合物薄膜沉積在孔洞側(cè)壁及底部，從而對氮化硅形成各向異性的刻蝕；

所述含氫碳氟基氣體在對氮化硅薄膜的化學(xué)性刻蝕并提升刻蝕速度的同時(shí)，還產(chǎn)生含有碳氟的聚合物分子也沉積在孔洞側(cè)壁及底部；

所述氧化性氣體將所述孔的底部的碳氟聚合物轟擊并反應(yīng)掉使得刻蝕不至于停止，同時(shí)所述氧化性氣體將所述孔側(cè)壁上沉積的碳氟聚合物去除一部分，另一部分碳氟聚合物保留在所述孔側(cè)壁上。

3.如權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，當(dāng)增加所述高碳鏈分子碳氟基氣體從而增加聚合物的量時(shí)，所述孔的形貌為略傾斜；當(dāng)增加所述氧化性氣體時(shí)，所述孔的形貌為陡直；通過將參數(shù)調(diào)節(jié)到介于上述二者之間時(shí)，即可根據(jù)需求而獲得不同的孔的刻蝕形貌。

4.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，在向所述刻蝕腔體內(nèi)通入高碳鏈分子碳氟基氣體、氧化性氣體、含氫碳氟基氣體的同時(shí)，還通入用于形成穩(wěn)定的等離子體的稀釋性氣體。

5.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述高碳鏈分子碳氟基氣體選自C₄F₆、C₄F₈中至少其一；所述碳氟基氣體選自CHF₃、CH₂F₂及CH₃F中至少其一；所述氧化性氣體為O₂；所述稀釋性氣體為He或Ar。

6.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，刻蝕陡直形貌的高深寬比孔時(shí)，采用中微半導(dǎo)體Primo-DRIE腔體，采用雙射頻系統(tǒng)，高頻為60MHz，低頻為2MHz，兩者之間去耦合，高低頻功率選擇500W/1500W，腔體壓力保持在40mt，通入氣體包括：30sccm?C₄F₈，70sccm?CH₂F₂，80sccm?O₂，300sccmAr。

7.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，刻蝕略傾斜形貌的高深寬比孔時(shí)，采用中微半導(dǎo)體Primo-DRIE腔體，采用雙射頻系統(tǒng)，高頻為60MHz，低頻為2MHz，兩者之間去耦合，高低頻功率選擇500W/1500W，腔體壓力保持在40mt，通入氣體包括：40sccm?C₄F₈，70sccm?CH₂F₂，80sccm?O₂，300sccmAr。

8.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，還可以通過以下方式刻蝕略傾斜形貌的高深寬比孔：采用中微半導(dǎo)體Primo-DRIE腔體，采用雙射頻系統(tǒng)，高頻為60MHz，低頻為2MHz，兩者之間去耦合，高低頻功率選擇500W/1500W，腔體壓力40mt，通入氣體包括：30sccm?C₄F₈，70sccm?CH₂F₂，70sccm?O₂，300sccm?Ar。

9.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件為單層結(jié)構(gòu)，刻蝕停止在硅襯底上；或者

所述半導(dǎo)體器件為多層結(jié)構(gòu)，刻蝕停止在介電層之上或之下。

10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，所述介電層的材質(zhì)是氧化硅、硅或其他襯底。