[發明專利]制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法

在審

• 申請號: 202011600486.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112670167A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 馬宏平;張園覽
• 申請（專利權）人: 光華臨港工程應用技術研發（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L31/0352
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;陳麗麗

1.一種制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供一襯底；

交替進行第一沉積工藝和第二沉積工藝，于所述襯底表面形成氧化硅和氮化硅超晶格結構；

所述第一沉積工藝包括重復執行若干次第一循環步驟，以形成具有第一預設厚度的氧化硅層；所述第一循環步驟包括：

采用原子層沉積工藝形成一層氧化硅層于所述襯底表面；

所述第二沉積工藝包括重復執行若干次第二循環步驟，以形成具有第二預設厚度的氮化硅層；所述第二循環步驟包括：

采用原子層沉積工藝形成一層氮化硅層于所述氧化硅層表面。

2.根據權利要求1所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，還包括如下步驟：

在以惰性氣體為載氣的等離子體增強原子層沉積裝置的反應腔室內放入所述襯底。

3.根據權利要求2所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述第一循環步驟包括如下步驟：

傳輸硅源前驅體至所述襯底表面，形成吸附于所述襯底表面的第一前驅層；采用惰性氣體對所述反應腔室進行吹掃，除去多余的所述硅源前驅體。

4.根據權利要求3所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述硅源前驅體為四(二甲胺基)硅烷；所述第一循環步驟還包括：向所述反應腔室內通入O₂，并施加第一射頻電源功率使O₂電離生成O₂等離子體，所述O₂等離子體與所述第一前驅層反應，生成一層SiO₂原子層。

5.根據權利要求4所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述第一循環步驟還包括：

采用惰性氣體對所述反應腔室進行吹掃，除去所述O₂等離子體與所述第一前驅層反應時的反應副產物和殘留的所述O₂等離子體。

6.根據權利要求4所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述第二循環步驟包括：

傳輸硅源前驅體至所述氧化硅層表面，形成吸附于所述氧化硅層表面的第二前驅層；

采用惰性氣體對所述反應腔室進行吹掃，除去多余的所述硅源前驅體。

7.根據權利要求6所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述第二循環步驟還包括：

向所述反應腔室內通入N₂，并施加第二射頻電源功率使N₂電離生成N₂等離子體，所述N₂等離子體與所述第一前驅層反應，生成一層SiN_x原子層，其中，0X0.75。

8.根據權利要求7所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，在所述第一循環步驟中，傳輸硅源前驅體至所述襯底表面的時間均為1秒～4秒，向所述反應腔室內通入O₂的時間為1秒～15秒，O₂的氣體流量為10sccm～200sccm，第一射頻電源功率為50W～300W；

在所述第二循環步驟中，傳輸硅源前驅體至所述氧化硅層表面的時間均為1秒～4秒，向所述反應腔室內通入N₂的時間為10秒～90秒，N₂的氣體流量為10sccm～200sccm，第二射頻電源功率為50W～300W。

9.根據權利要求1所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述第一沉積工藝中所述第一循環步驟的執行次數為10次～200次；

所述第二沉積工藝中所述第二循環步驟的執行次數為20次～400次。

10.根據權利要求1所述的制備氧化硅和氮化硅超晶格結構的方法，其特征在于，所述第一預設厚度為0.5nm～15nm；

所述第二預設厚度為0.5nm～15nm。