[發明專利]制造含硅薄膜的方法

在審

• 申請號: 201380058326.3
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN104769705A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 韓元錫;高元勇
• 申請（專利權）人: UP化學株式會社
• 主分類號: H01L21/318
• 分類號: H01L21/318
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

技術領域

本發明涉及一種使用由Si_nCl_2n+2(其中n是從約3至約10的整數)表示的氯硅烷化合物形成含硅薄膜的方法。

背景技術

氮化硅薄膜已在半導體裝置的制造過程中用于各種用途。最近幾年，隨著半導體器件不斷小型化，已需要30nm或30nm以下，或甚至10nm或10nm以下的氮化硅薄膜。舉例而言，韓國專利公開公布No.10-2011-0102686(國際專利申請公布No.WO?2010/025024)公開了電介質材料(例如氮化硅)優選作為隔離溝槽的襯里材料并且其厚度是從20埃到100埃，即2nm至10nm。此外，美國專利公開公布No.2012/0085733公開了：當不平坦的表面覆蓋有具有均勻厚度的隔離層，以增大光刻工藝后的圖案密度時，硅氮化物可作為隔離層的材料。為了形成具有15nm的半節距的用于制造半導體裝置的圖案，需要氮化物隔離層在不平整的表面上形成為具有約15nm的厚度[Chen?Y,Xu?P,Miao?L,et?al.；Self-aligned?triple?patterning?for?continuous?is?scaling?to?half-pitch?15nmSPIE?Advanced?Lithography.0001；79731P-8.doi:10.1117/12.881645]。

美國專利No.8,143,131公開了一種方法，在該方法中，氧化硅隔離物形成在晶體管的柵極堆疊上，然后，在氧化硅隔離物上形成具有20埃到200埃(即2nm至20nm)的厚度的氮化硅隔離物。使形成膜的氣態材料交替地與襯底表面接觸的原子層沉積法在包括具有小寬度和高深寬比的溝槽的表面上形成具有均勻厚度的膜方面是特別有利的。在柵極堆疊上形成的隔離物的厚度需要被精確地控制。已積極地研究了用于在低溫下形成氮化硅薄膜的原子層沉積法[Raaijmakers?I；Current?and?Future?Applications?of?ALD?in?Micro-electronicsECS?Transactions,Volume?41,Issue?2,pp?3-17(2011).doi:10.1149/1.3633649]，而不是常規的低壓化學氣相沉積法。

然而，盡管有這樣的需要，然而用于在560℃或以下、520℃或以下、500℃或以下或450℃或以下的溫度下，通過原子層沉積(ALD)法在包括具有小寬度和高深寬比的溝槽的表面上形成具有均勻厚度的優異特性的氮化硅薄膜的方法還不是已知的。

發明內容

有待本發明解決的問題

鑒于上述問題，本發明的一個目的是提供一種用于在襯底的包括凸起或凹陷(例如細溝槽)的表面上形成均勻厚度的含硅薄膜的方法。

本發明的另一個目的是還提供一種用于在襯底的包括凸起或凹陷的表面上形成約100nm或100nm以下的均勻厚度的氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、或碳氮化硅薄膜的方法。

本發明的又一個目的是提供一種用于在襯底的包括凸起或凹陷的表面上、在約800℃或以下的溫度下形成均勻厚度的氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、或碳氮化硅薄膜的方法。

本發明的又一個目的是提供一種用于在襯底的包括凸起或凹陷的表面上、在約560℃或以下、約520℃或以下、約500℃或以下或約450℃或以下的低溫下形成均勻厚度的氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、或碳氮化硅薄膜的方法。

然而，擬通過本發明的示例性實施方式解決的問題不限于上述問題。雖然這里沒有描述，但本領域技術人員根據下面的描述可以清楚地理解擬通過本發明解決的其他問題。

解決問題的方法

在本發明的第一方面，提供了一種用于形成含硅薄膜的方法，所述方法包括：使包括由化學式Si_nCl_2n+2(其中n是從約3至約10的整數)表示的氯硅烷化合物的氣體和包括從由氮、氧、碳及它們的組合組成的群組中選擇的元素的反應物氣體接觸包括具有約1或以上的深寬比和約1微米或以下的寬度的至少一個溝槽的襯底。

本發明的效果

根據本發明，在襯底的包括凸起或凹陷(例如細溝槽)的表面上形成多個含硅薄膜且每個含硅薄膜具有均勻厚度，這是可行的。

根據本發明的一個示例性實施方式，在襯底的包括凸起或凹陷的表面上形成約100nm或100nm以下的均勻厚度的氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、或碳氮化硅薄膜，這是可行的。