[發明專利]一種膜層生長方法及設備

有效

• 申請號: 202110142676.4
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112962085B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 張帆;劉松;蒲浩;王曉俠;明飛;鄭瑜環
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/34;C23C16/40;H10B43/27;H10B43/35
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 柳虹

本申請實施例提供了一種膜層生長方法及設備，可以按照設定方式將反應氣體通入反應腔，反應腔內放置有待處理襯底，設定方式可以包括，在第一階段控制反應氣體以第一氣體分壓通入反應腔內，在第二階段控制反應氣體以第二氣體分壓通入反應腔內以進行膜層生長，第二階段在第一階段之后，第一氣體分壓大于第二氣體分壓，這樣，較高的第一氣體分壓，可以使更多的反應氣體到達待處理襯底，即使待處理襯底具有凹陷結構，也可以使更多的反應氣體到達凹陷結構的底部，提高凹陷結構底部的膜層質量，提高膜層的臺階覆蓋率，同時膜層生長的第二階段可以保證反應腔中合適的壓強和合適的膜層生長速率，提高膜層質量。

技術領域

本申請涉及半導體領域，特別是涉及一種膜層生長方法及設備。

背景技術

在本導體器件的制造工藝中，具有膜層生長的需求，例如在平面上沉積材料以形成平整膜層，或在具有凹陷部位的器件上沉積材料以在凹陷中形成膜層。舉例來說，在3DNAND器件中，先形成溝道孔(Channel?hole)，而后在溝道孔側壁形成存儲層，存儲層可以包括氧化硅、氮化硅、氧化硅層構成的疊層(Oxide-Nitride-Oxide，ONO層)，存儲層是器件中的重要膜層，其質量直接影響器件性能，因此得到高質量的存儲層極為重要。

得到高質量的膜層具有較高的難度，尤其是在具有凹陷部位的器件上形成高質量的膜層，需要沉積材料具有良好的階梯覆蓋率(step?coverage，S/C)，如何得到高質量的膜層是本領域重要的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種膜層生長方法及設備，提高材料的臺階覆蓋率，提高膜層質量。

本申請實施例提供了一種膜層生長方法，包括：

按設定方式將反應氣體通入反應腔，所述反應腔內放置有待處理襯底，其中，所述設定方式包括：

在第一階段控制反應氣體以第一氣體分壓通入反應腔內；

在第二階段控制所述反應氣體以第二氣體分壓通入所述反應腔內以進行膜層生長；所述第二階段在所述第一階段之后，所述第一氣體分壓大于所述第二氣體分壓。

可選的，所述反應腔為原子層沉積腔，所述膜層生長為原子層沉積，所述原子層沉積過程的不同反應氣體交替地通入所述反應腔內以周期性地成膜生長；其中，每個成膜周期內通入的不同反應氣體中的至少一種按照上述設定方式通入所述反應腔。

可選的，所述待處理襯底包括凹陷結構，所述凹陷結構為存儲器件中的溝道孔，所述每個成膜周期中依次向反應腔通入第一氣體和第二氣體，所述第一氣體為六氯乙硅烷，所述第二氣體為含氮的反應氣體或含氧的反應氣體。

可選的，所述反應腔中的溫度范圍為550-670℃。

可選的，在所述第一階段和所述第二階段均通過同一進氣管路將所述反應氣體通入所述反應腔，所述進氣管路上設置有控制閥；

在所述在第一階段控制反應氣體以第一氣體分壓通入反應腔內之前包括，關閉所述控制閥持續預設時長以升高所述進氣管路中的反應氣體的氣壓；所述預設時長內所述進氣管路中有反應氣體通入；

所述在第一階段控制反應氣體以第一氣體分壓通入反應腔內、在第二階段控制反應氣體以第二氣體分壓通入所述反應腔內，包括：打開所述控制閥，以使所述反應氣體通入所述反應腔內的氣體分壓由第一氣體分壓逐漸減小至第二氣體分壓。

可選的，在所述第一階段通過第一管路將所述反應氣體通入所述反應腔，在所述第二階段通過第二管路將所述反應氣體通入所述反應腔；所述第一管路中的反應氣體的氣體分壓大于所述第二管路中的反應氣體的氣體分壓。

可選的，所述第一氣體分壓與所述第二氣體分壓的比值小于或等于4。

可選的，所述第一階段的時長范圍為1-30秒，所述第二階段的時長范圍為60-300秒。