[發(fā)明專利]氮化硅膜的沉積方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410857912.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104831254B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·錢德拉;A·馬利卡朱南;雷新建;金武性;K·S·卡瑟爾;M·L·奧尼爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 弗薩姆材料美國(guó)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C23C16/34
• 分類號(hào): C23C16/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華;徐志明

1.在襯底的至少一個(gè)表面上形成氮化硅膜的方法，該方法包括：

a.向反應(yīng)器內(nèi)提供襯底；

b.向所述反應(yīng)器內(nèi)引入至少一種由下式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ表示的有機(jī)氨基硅烷：

其中(i)R¹選自直鏈或支鏈C₃-C₁₀烷基、直鏈或支鏈C₃-C₁₀烯基、直鏈或支鏈C₃-C₁₀炔基、C₁-C₆二烷基氨基、吸電子基團(tuán)和C₆-C₁₀芳基；R²選自氫、直鏈或支鏈C₁-C₁₀烷基、直鏈或支鏈C₃-C₆烯基、直鏈或支鏈C₃-C₆炔基、C₁-C₆二烷基氨基、C₆-C₁₀芳基、直鏈或支鏈C₁-C₆氟化烷基、吸電子基團(tuán)和C₄-C₁₀芳基；任選地，其中R¹和R²連接在一起形成選自取代或非取代的芳族環(huán)或取代或非取代脂族環(huán)的環(huán)，以及

(ii)在式Ⅲ中，n＝1或2，

其中所述至少一種有機(jī)氨基硅烷在所述襯底的至少一部分表面上反應(yīng)以提供化學(xué)吸附層；

c.使用吹掃氣體吹掃所述反應(yīng)器；

d.向所述反應(yīng)器內(nèi)引入氬和氮等離子體以與所述化學(xué)吸附層的至少一部分反應(yīng)并提供至少一個(gè)反應(yīng)性位點(diǎn)，其中所述等離子體以0.01至1.5W/cm²范圍的功率密度生成；和

e.任選地，采用惰性氣體吹掃所述反應(yīng)器；

和其中重復(fù)步驟b至e直到獲得期望的氮化硅膜厚度；

其中包含氫的等離子體任選地在步驟d之前插入以幫助移除由所述有機(jī)氨基硅烷與所述表面之間的反應(yīng)產(chǎn)生的烴。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法是氣相沉積工藝，并選自至少一種選自等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和等離子體增強(qiáng)循環(huán)化學(xué)氣相沉積的氣相沉積工藝。

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該方法在400℃或更低的一個(gè)或多個(gè)溫度下進(jìn)行。

4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中步驟b進(jìn)一步包括向所述反應(yīng)器內(nèi)引入稀有氣體。

5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述至少一種有機(jī)氨基硅烷前體選自二異丙基氨基硅烷、二仲丁基氨基硅烷、苯基甲基氨基硅烷、2,6－二甲基哌啶子基硅烷、N-甲基環(huán)己基氨基硅烷、N-乙基環(huán)己基氨基硅烷、N-異丙基環(huán)己基氨基硅烷、2－甲基哌啶子基硅烷、N-甲硅烷基十氫喹啉、2,2,6,6－四甲基哌啶子基硅烷、2-(N-甲硅烷基甲基氨基)吡啶、N－叔丁基二硅氮烷、N－叔戊基二硅氮烷、N－(3－甲基－2－吡啶基)二硅氮烷、N-(2-甲基苯基)二硅氮烷、N-(2-乙基苯基)二硅氮烷、N-(2,4,6-三甲基苯基)二硅氮烷、N-(2,6-二異丙基苯基)二硅氮烷、二異丙基氨基乙硅烷、二異丁基氨基乙硅烷、二仲丁基氨基乙硅烷、2,6－二甲基哌啶子基硅烷、N-甲基環(huán)己基氨基乙硅烷、N-乙基環(huán)己基氨基乙硅烷、苯基甲基氨基乙硅烷、2-(N－二甲硅烷基甲基氨基)吡啶、N－苯基乙基乙硅烷、N-異丙基環(huán)己基氨基乙硅烷、1,1-(N,N’－二叔丁基乙二胺基)乙硅烷。

6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述氮化硅膜具有2.4g/cc或更高的密度。

7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述包含氫的等離子體選自氫等離子體、氫/氦等離子體、氫/氬等離子體、氫/氖等離子體和其混合物。

8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該方法在300℃或更低的一個(gè)或多個(gè)溫度下進(jìn)行。