[发明专利]沉积SiO2膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沉积SiO₂膜的方法，具体地涉及使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在低于250℃沉积这样的膜。

背景技术

硅通孔(TSV)，其可以例如是在硅中的蚀刻通孔或沟道，其在金属层沉积之前需要电介质衬里。非常期望的是，这些膜是良好的保形膜，原因在于它们的厚度最小，介电性能必需足够良好，以避免在正常使用中的电流泄漏。在沉积步骤之后还必须限制水分吸收(如果有的话)，特别是通常下一个步骤在真空中断(vacuum break)后进行时。还期望的是，它们可以在低温沉积，优选在甚至低于200℃的温度沉积，同时是保形的和不吸收的。

使用TEOS/O₂前体的PECVD已经被考虑，因为它们通常具有良好的阶梯覆盖率(step coverage)，并且该前体的成本较低。但是，当沉积温度降低至低于200℃-250℃时，介电性能(泄漏和最终的击穿)变得劣化。在Kim等的文中题目为使用RF PECVD技术由TEOS₂和TEOS/O₂/CF₄前体制备和表征SiO₂和SiOF膜(Characterisation and Preparation SiO₂ and SiOF films usingRF PECVD technique from TEOS₂ and TEOS/O₂/CF₄ Precursors)，J.Phys.D：Appl.Phs.37(2004)2425-2431的文章中，作者们描述了使用不同的前体流量的比率由TEOS/O₂前体形成的膜。应注意，在该文章的图1a中，在200℃的沉积速率急剧下降，并且在更低的O₂/TEOS比率的情况下，作者们报道了将乙氧基结合到该膜中。它们没有提供关于膜的电击穿特性的信息。特别是应注意到，它们报道随着使用更低的沉积温度，当膜在沉积后暴露于空气中时，向膜中的O-H吸收增加。

发明内容

一个方面，本发明是一种在以下条件下沉积SiO₂膜的方法：温度低于250℃，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，在包括供应正硅酸四乙酯(TEOS)和O₂或其来源作为前体的室中，O₂/TEOS比率介于15∶1至25∶1之间。

优选地，前体使用RF驱动的喷头进行沉积，并且优选喷头是使用高频成分和低频成分驱动的。在高频成分优选为13.56MHz而低频成分优选为350kHz至2MHz的情况下，以高频供应的功率可以近似为低频成分的功率的两倍。

在任何上述情况下，所述方法可以包括对沉积膜进行H₂等离子体处理。该处理可以在真空中断后进行。优选H₂等离子体处理足以在膜的表面上重新形成Si-H键。

另一个方面，本发明是一种SiO₂膜的PECVD方法，该方法使用TEOS前体和含O₂的前体，所述方法包括对沉积的膜进行H₂等离子体处理。

前体可以通过RF驱动的喷头沉积，并且喷头可以使用可以如上所述的高频成分和低频成分驱动。

在又一个方面中，本发明可以包括在低于250℃的温度使用TOS和含O₂的前体通过RF驱动的喷头沉积SiO₂膜的PEVCD方法，其中喷头是使用高频成分和低频成分驱动的。这些成分可以如上所述。

在任何上述方法中，可以在150℃至200℃的范围的温度沉积膜。

尽管本发明是如上定义的，但是它包括上面或在下面的说明中设定的特征的任何发明组合。

附图说明

本发明可以以各种方式进行，并且现在将通过参考附图描述作为实例的具体实施方案，其中：

图1显示了使用混频SiH₄ PECVD沉积和混频TEOS PECVD沉积，在使用和不使用60s H₂等离子体处理情况下形成的三个相同的厚度的沉积的SiO₂的电特性。使用方法4。(6∶1 O₂/TEOS@200℃)。