[發明專利]沉積氧化硅薄膜的方法

在審

• 申請號: 202010148966.5
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113363134A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 葉劍虹
• 申請（專利權）人: 上海新微技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67;H01L21/762;C23C16/40;C23C16/455;C23C16/52
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本申請提供一種沉積氧化硅薄膜的方法，包括：將表面形成有溝槽的基片放置于低壓化學沉積機臺的反應腔中；向所述反應腔中通入四乙氧基硅烷(TEOS)氣體，維持所述反應腔內的溫度為預定溫度，并維持所述反應腔內的壓力在400毫托(mtorr)以上，使所述四乙氧基硅烷(TEOS)氣體分解從而在所述基片的表面沉積二氧化硅薄膜。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，尤其涉及一種沉積氧化硅薄膜的方法。

背景技術

四乙氧基硅烷(TEOS)二氧化硅是一種使用四乙氧基硅烷(TEOS)材料，運用爐管低壓化學氣相沉積(LPCVD)方法制備的氧化硅薄膜，四乙氧基硅烷(TEOS)二氧化硅薄膜廣泛應用于垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應晶體管(VDMOS)，互補型金屬氧化物半導體場效應晶體管(CMOS)等器件的制造工藝中。但隨著技術的發展，越來越多的四乙氧基硅烷(TEOS)二氧化硅用于半導體晶圓級硅基傳感器的制備。

此外，在傳統工藝中，對深溝槽進行填充時，使用等離子增強化學氣相沉積(PECVD)或者高密度等離子增強化學氣相沉積(HDPCVD)等方法來形成氧化物薄膜。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

發明內容

本申請的發明人發現：一方面，在使用PECVD或HDPCVD等傳統工藝對深溝槽進行填充時，由于沉積溫度只有約400℃，沉積的氧化物薄膜比較疏松，密度較低，氧化物薄膜的質量低于采用低壓化學沉積(LPCVD)機臺在700℃條件下沉積的氧化硅薄膜的質量；另一方面，爐管低壓化學氣相沉積雖然可以沉積得到高質量的氧化硅薄膜，但是對溝槽的填充能力不足，空洞尺寸比例較大，導致產品穩定性出現異常，最終導致晶圓良率偏低，甚至晶圓廢片，因此，難以使用爐管低壓化學氣相沉積的方法對深溝槽進行填充。發明人發現：如何能既提高氧化硅薄膜對深溝槽的填充能力又提高氧化硅薄膜的質量，成為一個問題。

本申請實施例提供一種沉積氧化硅薄膜的方法，在使用低壓化學沉積機臺在基片表面沉積四乙氧基硅烷(TEOS)二氧化硅的過程中，維持反應腔內的壓力在400毫托(mtorr)以上，由此，能夠大幅提高四乙氧基硅烷(TEOS)二氧化硅薄膜對于深溝槽的填充能力。由此，既能夠制備高質量的二氧化硅薄膜，又能夠提高二氧化硅薄膜對于深溝槽的填充能力。

根據本申請實施例的一個方面，提供一種沉積氧化硅薄膜的方法，包括：

將表面形成有溝槽的基片放置于低壓化學沉積機臺的反應腔中；

向所述反應腔中通入四乙氧基硅烷(TEOS)氣體，維持所述反應腔內的溫度為預定溫度，并維持所述反應腔內的壓力在400毫托(mtorr)以上，使所述四乙氧基硅烷(TEOS)氣體分解從而在所述基片的表面沉積二氧化硅薄膜。

根據本申請實施例的另一個方面，其中，所述反應腔內的壓力在800毫托(mtorr)以上。

根據本申請實施例的另一個方面，其中，所述預定溫度為650℃～750℃。

根據本申請實施例的另一個方面，其中，所述四乙氧基硅烷(TEOS)氣體的流量為20～1000標準立方厘米每分鐘(sccm)。

根據本申請實施例的另一個方面，其中，還向所述反應腔中通入氧氣(O2)，氧氣的流量為0～200標準立方厘米每分鐘(sccm)。

根據本申請實施例的另一個方面，其中，還向所述反應腔中通入氮氣(N₂)，氮氣的流量為0～1000標準立方厘米每分鐘(sccm)。