[發(fā)明專利]一種CVD成膜方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410736855.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN104498909A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉力明;黃偉東;鄧澤新;陳建倫;黃亞清;李建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信利（惠州）智能顯示有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/513
• 分類號(hào): C23C16/513
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司44202
• 代理人: 溫旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種CVD成膜方法。

背景技術(shù)

化學(xué)氣相沉積(CVD，Chemical?Vapor?Deposition)是半導(dǎo)體工業(yè)中一種廣泛應(yīng)用的沉積材料的技術(shù)，例如在薄膜晶體管(TFT，Thin?Film?Transistor)制備場(chǎng)景中，CVD技術(shù)可用于制備晶體管的開關(guān)層、保護(hù)層或者半導(dǎo)體絕緣層。CVD的原理比較簡(jiǎn)單：兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個(gè)反應(yīng)室中，然后發(fā)生反應(yīng)，形成一種新的材料，沉積到晶片表面上，以沉積氮化硅為例，它是由硅烷和氮反應(yīng)得到。

然而，實(shí)際上，在反應(yīng)室中的反應(yīng)是很復(fù)雜的，反應(yīng)室中的成膜區(qū)域并不僅僅限定在晶片表面，尤其在等離子增強(qiáng)CVD(PECVD，維持反應(yīng)的能量由等離子體提供)工藝中，薄膜可能淀積在反應(yīng)室的內(nèi)部或內(nèi)壁的任何地方。因此，在PECVD工藝中，通常含有遠(yuǎn)程等離子清洗(RPSC，Remote?Plasma?Source?Clean)這一工序步驟，即在若干片基片上完成成膜工序后，通過使用氟碳化合物在等離子體中產(chǎn)生的氟離子與反應(yīng)室中的殘留的薄膜進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到移除反應(yīng)室中或內(nèi)壁上的薄膜殘留的效果。

發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)技術(shù)中，通過RPSC工序會(huì)使反應(yīng)室中存有過多的氟離子，在后續(xù)成膜工序中，會(huì)進(jìn)入晶片表面的薄膜中，形成氣泡，從而降低半導(dǎo)體薄膜的性能，例如使得半導(dǎo)體通態(tài)電流和載流子遷移率偏高，而使得半導(dǎo)體斷態(tài)電流偏低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種CVD成膜方法，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠減少CVD成膜中氣泡產(chǎn)生的幾率，從而提升半導(dǎo)體器件的品質(zhì)。

一種CVD成膜方法，包括：

通過RPSC工序利用氟離子清潔反應(yīng)室內(nèi)部殘留的薄膜；

進(jìn)行預(yù)處理工序，所述預(yù)處理工序?yàn)闊o晶片成膜工序：在反應(yīng)室中不放置晶片，而通過反應(yīng)氣體在反應(yīng)室中進(jìn)行反應(yīng)并成膜，以供產(chǎn)生的薄膜消耗RPSC工序后的氟離子；

常規(guī)成膜工序，即將若干片晶片先后置于反應(yīng)室中，通過反應(yīng)氣體在晶片表面反應(yīng)成膜，并吸附在晶片上；

循環(huán)上述步驟。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述薄膜包括第一SiN層、AL層、AH層、Np層以及第二SiN層。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述若干片晶片為6片晶片。

上述CVD成膜方法，相比于傳統(tǒng)技術(shù)，在RPSC工序和常規(guī)成膜工序之間添加預(yù)處理工序，在反應(yīng)室中不放置晶片而通過反應(yīng)氣體進(jìn)行反應(yīng)成膜，用以消耗RPSC工序之后的氟離子，減少CVD成膜中氣泡產(chǎn)生的幾率，從而提升半導(dǎo)體器件的品質(zhì)。

附圖說明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中的CVD成膜方法的流程示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例中的薄膜結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1，在一個(gè)實(shí)施例中提供了一種CVD成膜方法。該方法包括：

步驟101，通過RPSC工序利用氟離子清潔反應(yīng)室內(nèi)部殘留的薄膜。

具體的，反應(yīng)室內(nèi)部殘留的薄膜為之前反應(yīng)室中反應(yīng)的殘留物，可以附著在反應(yīng)室內(nèi)任何位置。這里通過RPSC工序，可以參照現(xiàn)有的技術(shù)，利用氟碳化合物如CF₄等當(dāng)作氟的原材料氣體，在等離子體的作用下產(chǎn)生氟離子，用于清潔反應(yīng)室內(nèi)的薄膜殘留。

步驟102，進(jìn)行預(yù)處理工序。

具體的，所述預(yù)處理工序?yàn)闊o晶片成膜工序：在反應(yīng)室中不放置晶片，而通過反應(yīng)氣體在反應(yīng)室中進(jìn)行反應(yīng)并成膜，以供產(chǎn)生的薄膜消耗RPSC工序后的氟離子。在實(shí)踐中，若沒有預(yù)處理工序，直接進(jìn)行常規(guī)成膜工序，會(huì)產(chǎn)生氣泡，并且在連續(xù)成膜的幾片晶片中，通常第一片晶片的氣泡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后續(xù)晶片的氣泡率。因此，在RPSC和常規(guī)成膜工序之間插入無晶片成膜工序，各種反應(yīng)條件，如反應(yīng)氣體、室內(nèi)壓強(qiáng)、溫度、射頻FR強(qiáng)度與常規(guī)成膜工序相同，產(chǎn)生了薄膜可以與氟離子相互作用，從而消耗氟離子，從而降低后續(xù)常規(guī)工序中晶片上產(chǎn)生的薄膜的氣泡率。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)薄膜的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如圖2所示，薄膜包括第一SiN層201、AL層202、AH層203、Np層204以及第二SiN層205(AL和AH為a-Si層，區(qū)別在于成膜速率不同，Np層為N⁺a-Si層)，不同層的工藝條件不盡相同。在這種情形下，在RPSC工序和常規(guī)成膜工序中插入預(yù)處理工序，達(dá)到的效果就更為明顯。