[發明專利]改善HCD氮化硅片均勻性的方法

在審

• 申請號: 201610107296.6
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105609411A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 肖天金;康俊龍;邱裕明
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/283;H01L21/285
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種改善HCD氮化硅片均勻性的方 法。

背景技術

半導體工藝中每次熱過程都會造成雜質再擴散，所有熱過程對雜質再擴散 的總影響，就是熱預算(thermalbudget)。在整個工藝過程中，所有的熱都可能 影響摻雜離子在襯底中的分布和活性，從而影響器件的電器性能。一般來說 MOS器件對熱預算比較敏感。

隨著CMOS器件特征尺寸不斷減小，摻雜雜質的分布輪廓正在向納米水平 靠近，其分布會嚴重影響器件性能，如輕摻雜漏極(LDD)，需要在縱向和橫向 上精確控制雜質分布。熱預算容易造成大量雜質擴散而無法符合淺結及窄的雜 質分布的要求，而降低熱預算可以減少雜質再分布。

采用六氯乙硅烷(HCD)與氨氣(NH3)反應生成氮化硅(該反應簡稱HCD Nitride)，與采用二氯硅烷(DCS)與NH3反應生成氮化硅(該反應簡稱DCS Nitride)相比具有以下優點：(1)能夠大幅降低熱預算，傳統的DCSNitride 成膜的溫度要高于650℃，而HCDNitride的成膜溫度可以低于600℃；(2)具 有優異的覆蓋率(StepCoverage)，HCDNitride的StepCoverage能夠高于95％。 因此，在45納米及以下的工藝中，第二側墻(Spacer2)氮化硅一般采用HCD Nitride來形成。

由于負載效應等因素的影響，Spacer2HCDNitride產品的厚度都是相同的圖形(Pattern)，呈現出中間薄、邊緣厚的固定圖形，其頂部(TOP)的厚度均勻性為2.7％、中間(Center)的厚度均勻性為2.9％、底部(Bottom)的厚度均勻性為2.0％，其中均勻性的定義為(最大值-最小值)/2/平均值。例如，40nm器件的飽和驅動電流(Idsat)對Spacer2的厚度的靈敏度(sensitivity)為而目前產品上HCDNitride的厚度的范圍會高達因此，改善Spacer2HCDNitride均勻性成為一個半導體工藝制造的重點和難點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善HCD氮化硅片均勻性的方法，通過降低 產品邊緣部分的成膜速率,從而降低產品中心與邊緣的厚度差異，以此改善第 二側墻HCDNitride的均勻性。

本發明的技術方案是一種改善HCD氮化硅片均勻性的方法，其形成HCD 氮化硅片的各步驟包括：在反應腔室中通入氨氣、繼續通入氨氣、通入HCD、 成膜、再次通入氨氣、排出殘留氣體以及通入氮氣，其中，在成膜時所述反應 腔室的溫度逐漸降低。

進一步的，在通入氨氣及繼續通入氨氣時所述反應腔室保持初始溫度不 變。

進一步的，在通入HCD時所述反應腔室的溫度逐漸降低，在成膜過程結 束時其溫度最低。

進一步的，在再次通入氨氣時所述反應腔室的溫度逐漸上升，直至初始溫 度。

進一步的，在排出殘留氣體以及通入氮氣時所述反應腔室保持初始溫度不 變。

進一步的，所述初始溫度為T+ΔT，最低溫度為T-ΔT，其中，ΔT為2℃ ～20℃。

進一步的，所述各步驟完成之后需要進行N次循環，其中N為1～80。

進一步的，所述反應腔室的溫度降低的速率為0.2℃～5℃/分。

進一步的，所述反應腔室不同溫區溫度降低的速率由該溫區HCD氮化硅 片的均勻性決定。

進一步的，所述HCD氮化硅片的均勻性越差則該溫區溫度降低的速率越 高。

與現有技術相比，本發明提供的改善HCD氮化硅片均勻性的方法，通過成 膜時逐漸降低反應腔室的溫度，以此來降低產品邊緣部分的成膜速率，降低產 品中心與邊緣的厚度差異，從而改善產品上的Spacer2HCD氮化硅片的均勻 性，最終達到改善器件的飽和驅動電流均勻性的效果。

附圖說明

圖1為本發明一實施例所提出的改善HCD氮化硅片均勻性的方法的示意 圖。

具體實施方式

為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容 做進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域的技術人員所熟 知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。