[發明專利]氮化硅膜和半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 201810118984.1
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN110120343B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 劉建強;劉金濤;閆峰;侯文榮
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/318
• 分類號: H01L21/318;H01L21/336;H01L29/78
• 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: 屈蘅;李時云

1.一種氮化硅膜的制造方法，其特征在于，包括：

采用第一硅源氣體和第一氮源氣體，在一基底表面上沉積第一氮化硅層，所述第一氮源氣體和所述第一硅源氣體的反應速度是所述第一氮源氣體和所述基底的反應速度的數十倍以上，且所述第一氮源氣體不會與碳發生反應且含有氮氣而不含氨氣，其中，沉積所述第一氮化硅層的工藝參數包括：沉積功率為600W～1000W，工藝溫度為300℃～500℃，所述第一硅源氣體的流量為200sccm～500sccm，氮氣的流量為10000sccm～20000sccm，所述基底包括半導體襯底以及形成在半導體襯底上的基底膜層，所述基底膜層具有暴露出部分所述半導體襯底表面的開口，所述第一氮化硅層覆蓋在所述基底膜層及其暴露出的所述半導體襯底的表面上；

采用第二硅源氣體和含有氨氣的第二氮源氣體，在所述第一氮化硅層的表面上沉積第二氮化硅層，所述第二氮化硅層的沉積速率大于所述第一氮化硅層的沉積速率，其中，沉積所述第二氮化硅層的工藝參數包括：沉積功率為500W～900W，工藝溫度為300℃～500℃，所述硅源氣體的流量為400sccm～500sccm，氨氣的流量為100sccm～300sccm，氮氣的流量為15000sccm～30000sccm，且所述第二氮化硅層在所述開口的側壁和底面上的沉積厚度與其在所述開口外圍的所述第一氮化硅層的頂面上的沉積厚度一致。

2.如權利要求1所述的氮化硅膜的制造方法，其特征在于，所述基底的材質包括多晶硅、金屬、介電常數低于3的介質、無定形碳、含硅的抗反射材料和光刻膠中的至少一種。

3.如權利要求2所述的氮化硅膜的制造方法，其特征在于，所述基底的材質中含碳。

4.如權利要求1所述的氮化硅膜的制造方法，其特征在于，所述第一硅源氣體和所述第二硅源氣體分別包括硅烷、乙硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷和六氯乙硅烷中的至少一種。

5.如權利要求1至4中任一項所述的氮化硅膜的制造方法，其特征在于，所述第二氮源氣體還包括氮氣。

6.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：采用權利要求1至5中任一項所述的氮化硅膜的制造方法，形成所需的氮化硅膜。

7.如權利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述半導體器件為包括浮柵、所述氮化硅膜和控制柵的浮柵型存儲器，所述氮化硅膜形成在所述浮柵和控制柵之間并用作一種存儲介質；或者，所述半導體器件為具有柵極和所述氮化硅膜的MOS晶體管，所述氮化硅膜形成在所述柵極側壁上，用作側墻。

8.如權利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述半導體器件包括層疊在所述氮化硅膜下方的下方膜層和/或層疊在所述氮化硅膜層上方的上方膜層，所述氮化硅膜作為所述下方膜層表面上的鈍化層、掩膜層或阻擋保護層，和/或，作為刻蝕所述上方膜層時的刻蝕停止層。