[發(fā)明專利]從有機(jī)氨基硅烷前體制備氧化硅薄膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310137899.7
• 申請日: 2007-05-23
• 公開（公告）號: CN103397306B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·思里丹達(dá)姆;蕭滿超;雷新建;T·R·加夫尼
• 申請（專利權(quán)）人: 弗薩姆材料美國有限責(zé)任公司
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/448
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華

本發(fā)明涉及一種通過CVD在底物上沉積氧化硅層的方法。其中烷基具有至少兩個碳原子的有機(jī)氨基硅烷前體在氧化劑存在下的反應(yīng)允許形成氧化硅薄膜。所述的有機(jī)氨基硅烷類化合物由下式表示：二異丙基氨基硅烷的用途是形成氧化硅薄膜的優(yōu)選前體。

本發(fā)明申請是申請日為2007年5月23日、申請?zhí)枮?00710104246.3、發(fā)明名稱為“從有機(jī)氨基硅烷前體制備氧化硅薄膜的方法”的發(fā)明申請的分案申請。

發(fā)明背景

在半導(dǎo)體裝置的制造中，化學(xué)惰性介電材料例如氧化硅的薄被動層是必需的。氧化硅薄層在多晶硅和金屬層之間發(fā)揮絕緣體、擴(kuò)散屏蔽、氧化屏障、溝槽分離、具有高介電擊穿電壓的金屬間介電材料和鈍化層的作用。

下列文獻(xiàn)和專利被引用作為電子學(xué)工業(yè)制備氧化硅薄膜所采用的合成沉積方法。

US5,250,473公開了一種通過低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)以改進(jìn)的沉積速度在底物上提供具有基本上均勻的厚度的二氧化硅層的方法。反應(yīng)物一般包括氧化劑和氯硅烷的混合物，其中氯硅烷是式R²R²SiHCl的一氯硅烷并且其中R²和R²代表烷基。所述的二氧化硅層可以被沉積在不同底物例如鋁上。

US5,382,550公開了在半導(dǎo)體底物上沉積SiO₂的CVD方法。一種有機(jī)硅化合物例如四乙基正硅酸(TEOS)或二叔丁基硅烷被用作前體。

US6,391,803公開了一種利用ALD并使用下式的化合物制備氮化硅和氧化硅薄膜的方法：Si[N(CH₃)₂]₄、SiH[N(CH₃)₂]₃、SiH₂[N(CH₃)₂]₂或SiH₃[N(CH₃)₂]。三(二甲基氨基)硅烷(TDMAS)優(yōu)選作為前體。

US6,153,261公開了一種提高氧化硅、氮化硅和氧氮化硅薄膜的形成中的沉積速度的方法，該方法包括使用二叔丁基氨基硅烷(BTBAS)作為前體反應(yīng)物。

US6,974,780公開了一種利用CVD反應(yīng)器在底物上沉積SiO₂薄膜的方法。硅前體，即TEOS、二乙基硅烷、四甲基環(huán)四氧基硅氧烷、氟代三乙氧基硅烷和氟代三烷氧基硅烷與水和過氧化氫組合用作反應(yīng)物。

發(fā)明簡述

本發(fā)明涉及一種在底物上沉積氧化硅層的方法。在底物上形成氧化硅層的基本方法中，使硅烷前體與氧化劑在沉積室中于在底物上生成氧化硅層的條件下反應(yīng)。在本發(fā)明所述的方法中用有機(jī)氨基硅烷作為硅烷前體。

用作前體的化合物的類型一般用下式表示：

其中R和R¹選自直鏈、支鏈或環(huán)狀、飽和或不飽和的C₂-C₁₀烷基、芳香基、烷基氨基；在式A和式C中的R和R¹還可以形成環(huán)狀基團(tuán)(CH₂)_n，其中n是1-6，優(yōu)選4和5并且R²表示單鍵、(CH₂)_n鏈、環(huán)、SiR₂，或SiH₂。優(yōu)選的化合物是其中R和R¹均是異丙基的式A的化合物。

CVD方法中所用的前體可以提供許多優(yōu)越性，并且這些優(yōu)越性包括：

便于在低熱條件下形成介電薄膜的能力；

制備具有低酸刻蝕率的薄膜的能力；