[發明專利]一種低應力氮化硅薄膜的形成方法

在審

• 申請號: 201410102293.4
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103871867A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 洪齊元;黃海
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種低應力氮化硅薄膜的形成方法，包括以下步驟：

（1）提供半導體襯底；

（2）采用等離子體增強化學氣相沉積方法，在沉積腔中通入反應氣體SiH₄和NH₃，在所述半導體襯底上沉積一層具有壓應力的第一氮化硅薄膜；

（3）在所述第一氮化硅薄膜沉積完成后，將所述半導體襯底移至紫外光照射裝置的腔體中，對所述第一氮化硅薄膜進行紫外光照射，將所述第一氮化硅薄膜轉變為具有高拉應力的氮化硅薄膜；

（4）采用等離子體增強化學氣相沉積方法，繼續在沉積腔中通入SiH₄和NH₃反應氣體，在所述第一氮化硅薄膜上沉積一層具有壓應力的第二氮化硅薄膜，形成復合的雙層膜結構。

2.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于：步驟（2）中，沉積所述第一氮化硅薄膜的條件為：所述半導體襯底溫度為250～450℃；所述SiH₄流量為20～200sccm，所述NH₃流量為50～300sccm；射頻功率為500～2000W。

3.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于：步驟（3）中，采用波長范圍為320～400nm的紫外光進行至少一次照射，所述紫外光照射時間共為5～20min；所述紫外光照射的照射溫度范圍為300℃～400℃。

4.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于：步驟（4）中，沉積所述第二氮化硅薄膜的條件為：所述半導體襯底溫度為250～450℃；所述SiH₄流量為20～200sccm，所述NH₃流量為50～300sccm；射頻功率為1000～3000W。

5.根據權利要求1～4任一所述的形成方法，其特征在于：紫外光照射前的所述第一氮化硅薄膜的應力范圍為-100～-300MPa。

6.根據權利要求1～4任一所述的形成方法，其特征在于：紫外光照射后的所述第一氮化硅薄膜的應力范圍為50～400MPa。

7.根據權利要求1～4任一所述的形成方法，其特征在于：所述第二氮化硅薄膜的應力范圍為-100～-300MPa。

8.根據權利要求1～4任一所述的形成方法，其特征在于：所述復合的雙層氮化硅薄膜的平均應力范圍為-50～100MPa。