[發(fā)明專利]封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710316752.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN107346745B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴特·J·范施拉芬迪克;阿希爾·辛格哈爾;魏鴻吉;巴德里·N·瓦拉達(dá)拉簡(jiǎn);凱文·M·麥克勞克林;凱西·霍爾德;阿南達(dá)·K·巴納基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類號(hào): H01L21/56
• 分類號(hào): H01L21/56;H01L21/67;H01L23/29
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 樊英如;邱曉敏

本發(fā)明提供了封裝方法，具體提供了適于在低于約300℃的溫度下沉積低氫含量的、密封的薄封裝層的方法和裝置。方法包括在將襯底暴露于沉積反應(yīng)物時(shí)對(duì)等離子體施以脈沖，并且對(duì)沉積的封裝膜后處理以使其致密化并降低氫含量。后處理方法包括在低于約300℃的襯底溫度下周期性地暴露于沒有反應(yīng)物的惰性等離子體并暴露于紫外輻射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體處理領(lǐng)域，更具體地涉及封裝方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件制造涉及存儲(chǔ)器堆疊的形成，存儲(chǔ)器堆疊通常對(duì)氧化和水分敏感，并且可能不能承受高溫操作或暴露于能量物質(zhì)。因此，在后續(xù)處理之前，存儲(chǔ)器堆疊通常被封裝。然而，沉積封裝層的常規(guī)方法可能損壞處理室的部件，或損壞襯底材料。此外，常規(guī)技術(shù)可能不能形成足夠薄且密封的層。

發(fā)明內(nèi)容

本文提供了用于在存儲(chǔ)器裝置上形成封裝層的方法和裝置。一個(gè)方面涉及一種封裝襯底上的存儲(chǔ)器裝置的方法，所述方法包括：(i)在低于300℃的襯底溫度下將具有存儲(chǔ)器裝置的襯底暴露于沉積前體和反應(yīng)物；和(ii)點(diǎn)燃等離子體以在存儲(chǔ)器裝置上沉積封裝層，封裝層是密封的并且具有小于15％的氫含量。

在多種實(shí)施方式中，該方法還包括在低于300℃的溫度下將封裝層暴露于后處理工藝。

例如，在一些實(shí)施方式中，后處理工藝包括將襯底暴露于后處理氣體并在沒有反應(yīng)物的情況下點(diǎn)燃第二等離子體。襯底可以暴露于后處理氣體和第二等離子體持續(xù)介于約10秒至約50秒之間的持續(xù)時(shí)間。在一些實(shí)施方式中，后處理氣體是氮、氨、氦、氬及其組合中的任一種。該方法還可以包括重復(fù)(i)和(ii)以形成封裝層。

在另一個(gè)示例中，在一些實(shí)施方式中，后處理工藝包括將襯底暴露于紫外輻射。紫外輻射可以在約180nm和約600nm之間的波長(zhǎng)下發(fā)射約60秒至約600秒之間的持續(xù)時(shí)間。

在多種實(shí)施方式中，沉積的封裝層是氮化硅、未摻雜碳化硅、摻雜氧的碳化硅、氮化鍺、未摻雜碳化鍺和摻雜氧的碳化鍺中的任何一種。

在多種實(shí)施方式中，該方法包括對(duì)等離子體施以脈沖以沉積封裝層。等離子體的脈沖可以具有在約0.02毫秒至約5毫秒之間的脈沖持續(xù)時(shí)間。等離子體可以以約100Hz和約6Hz之間的脈沖頻率施以脈沖。在一些實(shí)施方式中，原位產(chǎn)生等離子體。在一些實(shí)施方式中，沉積前體是含硅前體或含鍺前體。

在多種實(shí)施方式中，通過遠(yuǎn)程等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積來沉積封裝層。例如，在一些實(shí)施方式中，等離子體是在其中容納襯底的處理區(qū)域上游并與該處理區(qū)域分離的區(qū)域中產(chǎn)生的。在一些實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積包括：(a)使反應(yīng)物流到遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生區(qū)域并點(diǎn)燃等離子體以產(chǎn)生反應(yīng)物自由基；(b)通過噴頭將反應(yīng)物自由基引入襯底；和(c)在引入反應(yīng)物自由基的同時(shí)將噴頭下游的沉積前體引導(dǎo)至襯底。襯底可以在具有約1.5托和約7托之間的室壓強(qiáng)的室中進(jìn)行處理。

在多種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器裝置是磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。在多種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器裝置包括磁隧道結(jié)。

封裝層可以沉積到約50埃至約500埃之間的厚度。在其中使用后處理工藝的一些實(shí)施方式中，后處理工藝可以在封裝層沉積到約20埃至約50埃之間的厚度之后進(jìn)行。

在多種實(shí)施方式中，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積沉積封裝層。沉積在存儲(chǔ)器裝置上的封裝層可以具有在約70％和約90％之間的臺(tái)階覆蓋率。在多種實(shí)施方式中，襯底被圖案化有約1.5:1和約20:1之間的深寬比的特征。

封裝層可以是通過將襯底暴露于含硅前體和含氮反應(yīng)物而沉積的氮化硅膜。在一些實(shí)施方式中，封裝層是通過將襯底暴露于含硅和碳的前體和氫而沉積的碳化硅膜。

該方法還可以包括在沉積封裝層之前，將襯底加熱至約300℃的溫度。