[發明專利]用于高溫工藝的碳層

在審

• 申請號: 201410150345.5
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN104141113A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: G·德尼弗爾;M·卡恩;H·舍恩赫爾;D·莫勒;T·格里勒;J·希爾施勒;U·赫德尼格;R·門尼希;M·金勒
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/56;H01L21/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

技術領域

本申請涉及隨后進行高溫工藝的碳層的沉積、對應的裝置和具有這種碳層的器件。

背景技術

碳層，特別是所謂的金剛石狀碳層或膜，具有良好的特性，這使得期望例如在半導體器件（例如硅基器件）的制造工藝中使用這種層。

在一些應用中，希望利用其它層涂覆或包封這樣的碳層，為此可能希望采用需要相對高溫的爐工藝。然而，對于許多常規沉積的碳膜而言，例如對于氫化碳膜而言，這樣的高溫處理可能導致碳層的較大收縮或甚至碳層與襯底的層離，這是不期望的。其它常規沉積的碳層可能耐受這樣的高溫工藝，但可能具有低生長速率，因而例如在需要高生長速率的情況下限制它們的適用性。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供一種方法，包括：使用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）在襯底上沉積具有氫含量的碳層，所述氫含量使得在低于700℃的溫度對所述碳層進行任意熱處理1小時或1小時以下時所述碳層的收縮低于10%；以及在至少400℃的溫度執行所述碳層的處理。

根據本公開的另一方面，提供一種方法，包括：使用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）工藝沉積碳層；以及在至少500℃的溫度在所述碳層上沉積另一層，其中在沉積所述另一層期間所述碳層的收縮小于10%。

根據本公開的另一方面，提供一種裝置，包括等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）設備，所述等離子體增強化學氣相沉積設備被配置成在襯底上沉積具有氫含量的碳層，所述氫含量使得在低于700℃的溫度對所述碳層進行任意熱處理1小時或1小時以下時所述碳層的收縮低于10%。

根據本公開的又一方面，提供一種器件，包括：襯底；以及等離子體增強化學氣相沉積所沉積的具有氫含量的碳層，所述氫含量使得在低于700℃的溫度對所述碳層進行任意熱處理1小時或1小時以下時所述碳層的收縮低于10%。

附圖說明

圖1是根據一個實施例的處理裝置的示意圖；

圖2是根據一個實施例的沉積裝置的示意圖；

圖3是圖示根據一個實施例的方法的流程圖；

圖4是圖示根據一個實施例的用于碳層的各種處理可能性的示圖；以及

圖5A至圖5D示出了碳層的截面圖，其中圖5A和圖5B示出了示例，而圖5C和圖5D示出了比較示例。

下面將詳細地描述各種實施例。盡管給出了關于這樣的實施例的各種具體內容和細節，但這并不暗示著這里公開的技術和實施例的應用限于這樣的特定細節。實施例將僅視為示例，并且可以按照與所示方式不同的方式實施其它實施例。例如，其它實施例可以包括更少的特征或備選的特征。

而且，需注意的是，除非另外特別指出，否則來自不同實施例的特征可以彼此組合。

具體實施方式

各種實施例涉及碳層在襯底上的沉積。襯底可以是預處理過的襯底，例如，其中已經形成半導體器件或部分形成半導體器件的半導體襯底，和/或碳層沉積可以是用以制造半導體器件的襯底整體處理的一部分。在一些實施例中，使用等離子增強化學氣相沉積（PECVD）工藝來沉積碳層。在一個或多個實施例中，處理條件使得：經由添加稀釋氣體和/或引入增加的沉積功率，碳層具有減少的氫含量。在一些實施例中，通過使用稀釋工藝可以察看到這種膜的改進的溫度穩定性。在各種實施例中，制造具有增加的溫度穩定性的碳層，其在700℃或更低溫度退火1小時之后呈現小于10%的收縮，或者在800℃或更低溫度退火2小時之后呈現小于5%的收縮。在一些實施例中，例如利用稀釋氣體稀釋用于碳沉積的前驅氣體，并且調整類似沉積溫度、等離子體生成器功率或沉積壓力之類的其它處理條件以獲得當在高溫處理中（例如在500℃或500℃以上或者甚至在700℃或700℃以上的溫度）被處理時呈現相對低收縮的碳層，例如小于10%的收縮，例如約5%或更小。這樣的低收縮減少了各種實施例中碳層層離的問題。

在一些實施例中，這樣的高溫處理可以包括碳層的熱處理和/或其它層在碳層上的沉積，該其它層類似氮化物層、氮氧化物層、氧化物層（特別是沉積的氧化物層）、非晶硅層或多晶硅層。一些實施例涉及通過具有增加的密度的PECVD沉積碳層。