[发明专利]在含有电介质材料的硅形成中改进的空隙填充沉积

权利要求书

1、一种用于在衬底上形成的沟槽中形成电介质材料的化学气相沉积方法， 该方法包括：

通过将氢气和氧气与水蒸气生成催化剂接触以产生水蒸气并且将所述水 蒸气提供给工艺腔室；

将含硅前体引入容纳所述衬底的所述工艺腔室；

将氧化气体引入所述工艺腔室；以及

在所述含硅前体、氧化气体和所述水蒸气之间产生反应以在所述沟槽中形 成所述电介质材料；以及

随时间增加引入到所述腔室中的所述含硅前体与所述氧化气体的比率以 改变所述电介质材料的沉积速率。

2、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述水蒸气 生成催化剂包含铂。

3、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法包 含在将所述水蒸气提供给所述工艺腔室之前使用载运气体稀释所述水蒸气。

4、根据权利要求3所述的化学气相沉积方法，其特征在于，在将水蒸气 供给到所述工艺腔室之前，水蒸气被载运气体稀释到少于约250torr分压的浓 度。

5、根据权利要求3所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述水蒸气 在载运气体中以约5000到15000sccm的流速供给到工艺腔室。

6、根据权利要求3所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述载运气 体包含惰性气体。

7、根据权利要求6所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述载运气 体包含氮气。

8、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法包 括将氢气和氧气的温度调整到约50℃到约500℃的范围内。

9、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法包 括将所述水蒸气的温度调整到约100℃到约200℃的范围内。

10、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法包 括随时间增加引入到所述腔室中的所述含硅前体与水蒸气的比率。

11、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法还 包括将过氧化氢提供给所述工艺腔室。

12、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述含硅前 体包括硅烷、二甲(基)甲硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、二乙基硅烷、四 甲基原硅酸酯(TMOS)、四乙基原硅酸酯(TEOS)、八甲基四硅氧烷(OMTS)， 八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、四甲基环四硅氧烷(TOMCATS)，或其混合物。

13、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述氧化气 体包括O₂、O₃、NO、NO₂或其混合物。

14、根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法包 括将掺杂前体引入所述腔室。

15、一种用于在衬底上形成电介质层的化学气相沉积方法，所述方法包括：

通过将氢气和氧气与水蒸气生成催化剂接触以产生水蒸气并且将所述水 蒸气提供给容纳所述衬底的腔室；

将含硅前体、氧化处理气体以及所述水蒸气提供给所述腔室，其中所述含 硅前体、所述氧化处理气体以及所述水蒸气反应以在所述衬底上形成第一电介 质层；

随时间改变引入到所述腔室中的所述含硅前体与氧化处理气体的比率以 改变所述电介质层的沉积速率；以及

停止所述水蒸气引入所述腔室，并且在所述第一电介质层上形成第二电介 质层，其中所述第二电介质层在没有所述水蒸气的情况下形成。

16、根据权利要求15所述的化学气相沉积方法，其特征在于，改变所述 含硅前体与所述氧化处理气体的比率包括增加所述含硅前体相对于所述氧化 处理气体的流速。