[發明專利]用于形成具有低漏電流的含硅硼膜的方法

在審

• 申請號: 201980089580.7
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN113316835A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 楊傳曦;H·俞;S·卡瑪斯;D·帕德希;H·金;E·李;黃祖濱;D·N·凱德拉亞;程睿;K·嘉納基拉曼
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 史起源;侯穎媖

提供了用于形成氮化硅硼層的方法。所述方法包括：將基板定位在工藝腔室內的工藝區域中的基座上；加熱保持基板的基座；以及將第一工藝氣體的第一氣流和第二工藝氣體的第二氣流引入工藝區域。第一工藝氣體的第一氣流含有硅烷、氨、氦、氮、氬和氫。第二工藝氣體的第二氣流含有乙硼烷和氫。所述方法還包括：與到達工藝區域的第一工藝氣體的第一氣流和第二工藝氣體的第二氣流同時形成等離子體，并將基板暴露于第一工藝氣體、第二工藝氣體和等離子體，以在基板上沉積氮化硅硼層。

技術領域

本公開內容的實施例總的來說涉及沉積工藝，并且更具體地涉及用于形成含有氮化硅硼(SiBN)的膜的方法。

背景技術

在半導體制造中，可形成各種器件。這樣的器件包括具有含硅和氮的停止層和支撐層的動態隨機存取存儲器(DRAM)元件。對于許多DRAM器件而言，需要填充含硅和氮的層以還含有硼。然而，含氮化硅硼的層通常具有不利的熱預算以及高的漏電流值。高的熱預算增加了在額外DRAM器件形成工藝(諸如濕法蝕刻)期間硼的擴散，從而導致變形，并且高的漏電流導致DRAM器件的電容器之間發生電短路。

因此，需要改進的氮化硅硼層和用于形成具有相對較高的硼濃度和相對較低的漏電流的氮化硅硼層的方法。

發明內容

本公開內容的實施例總的來說涉及改進的氮化硅硼層和用于形成具有相對較高的硼濃度和相對較低的漏電流的氮化硅硼層的方法。在一些示例中，氮化硅硼層是電容器或其他電子器件內的支撐層和/或停止層。

在一個或多個實施例中，提供了一種用于形成氮化硅硼層的方法，并且方法包括：將基板定位在工藝腔室內的工藝區域中的基座上；加熱保持基板的基座至約225℃升至約575℃的沉積溫度；以及將第一工藝氣體的第一氣流和第二工藝氣體的第二氣流引入工藝區域。第一工藝氣體的第一氣流含有具有約1sccm至約500sccm的流率的硅烷、具有約10sccm至約5000sccm的流率的氨、具有約500sccm至約20000sccm的流率的氦、具有約5000sccm至約25000sccm的流率的氮(N₂)、具有約50sccm至約10000sccm的流率的氬和具有約50sccm至約20000sccm的流率的氫(H₂)。第二工藝氣體的第二氣流含有約2摩爾百分比(mol％)至約15mol％的乙硼烷、約85mol％至約98mol％的氫和約1sccm至約5000sccm的流率。方法還包括：與到達工藝區域的第一工藝氣體的第一氣流和第二工藝氣體的第二氣流同時形成等離子體，并且將基板暴露于第一工藝氣體、第二工藝氣體和等離子體，以在基板上沉積氮化硅硼層。

在其他實施例中，提供了一種用于形成氮化硅硼層的方法，并且方法包括：將基板定位在工藝腔室內的工藝區域中的基座上，并將第一工藝氣體的第一氣流和第二工藝氣體的第二氣流引入工藝區域。第一工藝氣體的第一氣流含有含硅的前驅物、含氮的前驅物、氫和至少兩種選自由氬、氦、氮及其任意組合所組成的群組的氣體。第二工藝氣體的第二氣流含有約2mol％至約15mol％的乙硼烷、約85mol％至約98mol％的氫及約1sccm至約5000sccm的流率。方法還包括：與到達工藝區域的第一工藝氣體的第一氣流和第二工藝氣體的第二氣流同時形成等離子體，并將基板暴露于第一工藝氣體、第二工藝氣體和等離子體以在基板上沉積氮化硅硼層。氮化硅硼層含有約10原子百分比(at％)至約50at％的硼、具有約1.05至約1.5的氮硅原子比并具有在1.5MV/cm時(at 1.5MV/cm)的小于1×10^-9A/cm²的漏電流。