[發(fā)明專利]一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710519106.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107275190B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張欣;何勝;趙福祥;金起弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓華新能源（啟東）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi);林傳貴

1.一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）準(zhǔn)備材料：準(zhǔn)備半導(dǎo)體襯底；

（2）制備底層薄膜：將所述的半導(dǎo)體襯底放入沉積設(shè)備中，在所述沉積設(shè)備的沉積腔中通入反應(yīng)氣體SiH₄和NH₃并通過設(shè)置第一沉積條件，在所述半導(dǎo)體襯底上沉積底層氮化硅薄膜；

（3）制備外層薄膜：在步驟（2）結(jié)束后繼續(xù)在所述沉積腔中通入反應(yīng)氣體SiH₄和NH₃，設(shè)置第二沉積條件控制反應(yīng)氣體SiH₄和NH₃的流量呈線性變化，在所述底層氮化硅薄膜的外表面形成外層氮化硅薄膜，最終形成雙層氮化硅薄膜結(jié)構(gòu)；

步驟（3）中所述第二沉積條件為：沉積功率為6000-8000W，壓強(qiáng)為1500-2000mTorr，時(shí)間為450-550s，在沉積的過程中，NH₃的流量呈線性變化，SiH₄的流量線性減小，直到NH₃流量為4-6slm，SiH₄流量為450-1000sccm且達(dá)到沉積時(shí)間時(shí)沉積結(jié)束；

步驟（2）中所述第一沉積條件為：沉積功率為6000-8000W，壓強(qiáng)為1500-2000mTorr，時(shí)間為100-200s，NH₃的流量為4-8slm，SiH₄的流量為800-1800sccm；

所述第二沉積條件中NH₃的流量保持不變、線性增大或線性減小，SiH₄的流量以0.01-3sccm/s的梯度均勻減小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，步驟（2）中所述第一沉積條件為：沉積功率為6000W，壓強(qiáng)為1500mTorr，時(shí)間為200s，NH₃的流量為4 slm，SiH₄的流量為1000sccm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，步驟（2）中所述第一沉積條件為：沉積功率為8000W，壓強(qiáng)為2000mTorr，時(shí)間為100s，NH₃的流量為8 slm，SiH₄的流量為1800sccm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，步驟（2）中所述第一沉積條件為：沉積功率為7000W，壓強(qiáng)為1700mTorr，時(shí)間為100s，NH₃的流量為5 slm，SiH₄的流量為1000sccm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，步驟（3）中所述第二沉積條件為：沉積功率為6000W，壓強(qiáng)為1500mTorr，時(shí)間為550s；在外層薄膜沉積的過程中，NH₃的流量保持4slm不變，SiH₄流量從1000sccm以1sccm/s的梯度均勻減小至450sccm，直到沉積結(jié)束。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，步驟（3）中所述第二沉積條件為：沉積功率為8000W，壓強(qiáng)為2000mTorr，時(shí)間為450s；在外層薄膜沉積的過程中，NH₃的流量從8slm以0.005slm/s的梯度均勻減小至5.8slm，SiH₄流量從1800sccm以3sccm/s的梯度均勻減小至450sccm，直到沉積結(jié)束。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在半導(dǎo)體襯底上制備雙層氮化硅薄膜的方法，其特征在于，步驟（3）中所述第二沉積條件為：沉積功率為7000W，壓強(qiáng)為1700mTorr，時(shí)間為500s；在外層薄膜沉積的過程中，NH₃的流量從5slm以0.002slm/s的梯度均勻增加至6slm，SiH₄流量從1000sccm以1sccm/s的梯度均勻減小至500sccm，直到沉積結(jié)束。