[發明專利]碳化硅膜的共形沉積

在審

• 申請號: 202110901818.0
• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN113846310A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 巴德里·N·瓦拉達拉簡;龔波;桂哲
• 申請（專利權）人: 諾發系統公司
• 主分類號: C23C16/32
• 分類號: C23C16/32;C23C16/30;C23C16/36;C23C16/50;H01L21/02
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

本發明涉及碳化硅膜的共形沉積。本發明公開了用于提供碳化硅膜的方法和系統。碳化硅層可以是在采用一種或多種具有一個或多個硅?氫鍵和/或硅?硅鍵的含硅前體的工藝條件下提供的。所述含硅前體還可以具有一個或多個硅?氧鍵和/或硅?碳鍵。處于基本上低能量狀態的一種或多種自由基物質可與含硅前體反應以形成碳化硅膜。所述一種或多種自由基物質可在遠程等離子體源中形成。

本申請是申請號為201610084166.5，申請日為2016年2月6日，申請人為諾發系統公司，發明創造名稱為“碳化硅膜的共形沉積”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般涉及碳化硅膜的形成，尤其涉及碳化硅膜的共形沉積。

背景技術

碳化硅(SiC)類薄膜具有獨特的物理、化學和機械性能，并被用于各種應用，特別是集成電路應用中。碳化硅薄膜的種類包括經氧摻雜的碳化硅(也稱為碳氧化硅(SiOC))、經氮摻雜的碳化硅(也稱為碳氮化硅(SiNC))、經氧和氮摻雜的碳化硅(也稱為氧氮化硅(SiONC))、以及無摻雜的碳化硅。

發明內容

本發明提供了用于制備碳化硅的方法和系統。基本上共形的碳化硅層可使用采用具有一個或多個硅-氫鍵和/或硅-硅鍵的含硅前體的工藝來提供。含硅前體還可具有一個或多個硅-氧鍵、硅-氮鍵、和/或硅-碳鍵。可通過破壞一個或多個硅-氫鍵(例如從前體剝離氫原子)或者破壞一個或多個硅-硅鍵(如果存在于前體中的話)，同時維持前體中的硅-氧鍵、硅-氮鍵、和/或硅-碳鍵中的一者或多者，而將前體制成活性的。所得的膜可包含一個或多個硅-氧鍵和/或硅-碳鍵。前體可通過將其轉化為其中提取了氫原子或其他原子的自由基或其它活性物質而被轉換成活性的但基本上完整的形式。氫原子或其它原子可通過例如將前體暴露于自由基物質來進行提取。在某些實施方案中，處于基本上低能量狀態的一種或多種自由基物質可與一種或多種含硅前體反應以形成碳化硅。所述一種或多種自由基物質可以在遠程等離子源中形成。碳化硅可以在各種應用中被使用，包括但不限于用作襯里、間隔片、蝕刻停止、銅擴散阻擋層、孔密封劑和超低k的電介質層。

本發明的某些方面涉及一種在襯底上沉積碳化硅膜的方法，該方法的特征在于，包括以下操作：(a)提供所述襯底到反應室；(b)提供含硅前體到所述襯底，其中所述含硅前體具有(i)一個或多個硅-氫鍵和/或硅-硅鍵，(ii)不具有碳-氧鍵；以及(iii)不具有碳-氮鍵；以及(c)從源氣體引入處于基本上低能量狀態的一種或多種自由基物質以與所述含硅前體反應，以在破壞所述含硅前體的硅-氫鍵或硅-硅鍵但基本維持所述含硅前體的硅-碳鍵的條件下在所述襯底上形成所述碳化硅膜。作為實例，所述碳化硅膜包括經氧摻雜的碳化硅、經氮摻雜的碳化硅、或無摻雜的碳化硅。

在一些情況下，所述含硅前體不具有烷氧基(-C-O-R)，其中R是有機部分，并且不具有胺基(-C-NR₁R₂)，其中R₁和R₂各自獨立地為氫或有機部分。在某些實施方式中，在(b)和(c)期間，不提供包含碳-氧鍵或碳-氮鍵的化合物給所述襯底。此外，在某些實施方式中，所述碳化硅膜是在不執行原子層沉積的情況下形成的。

在某些實施方式中，所述含硅前體為環狀硅氧烷，如六甲基環四硅氧烷和四甲基環四硅氧烷。在某些實施方式中，所述含硅前體為線性硅氧烷，如二硅氧烷和三硅氧烷。在某些實施方式中，所述含硅前體為烷基硅烷，如二硅烷或三硅烷。在某些實施方式中，所述含硅前體為硅氮烷。

在某些實施方式中，所述自由基物質為氫自由基、氧自由基、和/或氮自由基。在某些實施方式中，引入所述一種或多種自由基物質包括將所述源氣體暴露于遠程等離子體，所述遠程等離子體可由射頻功率源或微波功率源生產。