[發明專利]氮化硅膜及其制造方法與其制造裝置

有效

• 申請號: 201480063046.6
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN105765705B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 村上彰一;畑下晶保;高洋志;山脅正也
• 申請（專利權）人: SPP科技株式會社;大陽日酸株式會社
• 主分類號: H01L21/318
• 分類號: H01L21/318;C23C16/42;H01L21/31
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 王正茂;叢芳

本發明是提供一種將有機硅烷作為原料且經由電漿CVD法形成的氮化硅膜的制造方法，其中相對于硅原子與氮原子含量，能降低碳原子及/或氫原子的含量比，且能提升電氣特性等氮化硅膜的品質。本發明之一的氮化硅膜是利用電漿CVD法，借由將有機硅烷以及選自由氫氣與氨氣所組成的群組的至少一種的添加氣體進行電漿化所形成。在此氮化硅膜中的硅原子含量與氮原子含量的總合設為1時，碳原子的含量比未達0.8。此外，在此氮化硅膜中的硅原子含量與氮原子含量的總合設為1時，氫原子的含量比未達0.9。根據該氮化硅膜，由于能使漏電流降低等的特性改善，因而能實現提升具有該氮化硅膜的各種裝置的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種利用有機硅烷原料的氮化硅膜及其制造方法與其制造裝置。

背景技術

至今，隨著利用半導體的各種裝置開發的進展，公開了許多的成膜技術及其膜的加工技術。在現有技術中，公開了以改善氮化碳膜中氮的含量不安定，且含量較少的問題為目的的氮化碳膜。此外，也公開了以四(二甲基胺基)硅烷(tetrakis(dimethylamino)silane)作為原料且經由電漿CVD法成膜的碳氮化硅膜(silicon carbonitride film)的例子(專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1日本特開2011－89186號

發明內容

發明所欲解決的課題

當經由電漿CVD法形成氮化硅膜時，雖然可使用無機硅烷，但是無機硅烷具有較高的爆炸性，因此就安全性的觀點而言，使用有機硅烷作為原料是有意義的。然而，如專利文獻1所公開，當將四(二甲基胺基)硅烷作為原料且經由電漿CVD法形成氮化硅膜時，由于在氮化硅膜中含有羥基，因此氮化硅膜中的碳原子含量的值會非常高(例如，硅原子含量與氮原子含量的總合設為1時，碳原子的含量比為1.86)。當氮化硅膜中含有較多的碳原子與氫原子時，由于在氮化硅膜中會形成較多的C-C結合、N-C結合或Si-H結合，所以提高了造成漏電流增加及/或耐潮濕性惡化的可能性。因此，為了提升具有氮化硅膜的各種裝置的可靠性，必須尋求氮化硅膜的特性(特別是電氣特性或耐潮濕性)更進一步的提升。

本發明的目的在于提供一種氮化硅膜及其制造方法與其制造裝置，改善以有機硅烷作為原料且經由電漿CVD法形成的氮化硅膜的各種特性，有助于大幅提升使用該氮化硅膜的各種裝置的可靠性。

解決課題的手段

本案發明者發現，包含上述專利文獻1，當使用過去已公開的以有機硅烷作為原料的氮化硅膜的成膜技術時，特別是由于碳原子及/或氫原子的含量比較高，所以嘗試提高電氣特性或耐潮濕性是極為困難的，因此為了解決此問題而潛心研究，并歷經了反復的試驗。結果發現，借由四(二甲基胺基)硅烷等的有機硅烷，并加入以一種以上的特殊添加氣體作為原料氣體之一，能降低氮化硅膜中的碳原子及/或氫原子的含量，并且將耐潮濕性的提升，或是以漏電流為代表的電氣特性的提升也就是氮化硅膜的特性的提升得以實現?；谏鲜龅挠^點，創造出本發明的氮化硅膜、氮化硅膜的制造方法及氮化硅膜的制造裝置。

本發明的一實施例的氮化硅膜是以有機硅烷作為原料之一且經由電漿CVD法形成的氮化硅膜，在氮化硅膜中的硅原子含量與氮原子含量的總合設為1時，碳原子的含量比未達0.8。

根據此氮化硅膜，即使在有機硅烷作為原料氣體之一使用的情況下，由于硅原子含量與氮原子含量的總合設為1時的碳原子含量比及/或氫原子含量比較低，因此能得到例如較低的漏電流值及/或較高的耐潮濕性。從而，能實現具有氮化硅膜的各種裝置的可靠性的提升。

此外，本發明的一實施例的氮化硅膜的制造方法，其包含利用電漿CVD法，將有機硅烷以及選自由氫氣與氨氣所組成的群組的至少一種的添加氣體進行電漿化而形成的步驟。