[发明专利]MIM型电容中绝缘体二氧化硅薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种MIM型电容中绝缘体二氧化硅薄膜的制备方法。

背景技术

次大气压化学气相沉积法（Sub Atmosphere Chemical Vapor Deposition, SACVD）是一种应用比较广泛的化学气相沉积技术，该技术利用臭氧以及四乙基硅甲烷（TEOS）做为反应起始气体。在一定的温度条件下通常为300~500℃进行热化学反应，由于其反应压力一般在50~600 torr，略低于大气压，因此称之为次大气压化学气相沉积。

SACVD在反应过程中不需要借助等离子体解离反应气体，而是通过臭氧中的活性氧原子与TEOS中的硅反应生成二氧化硅。因此，由SACVD方法制备的二氧化硅薄膜在沉积过程中对衬底没有等离子体诱导损伤（Plasma Induced Damage，PID），SACVD还具有比较好的阶梯覆盖能力以及均匀度。

综合上述SACVD制程的特点，在半导体制备过程中，可以选用SACVD方法来制备金属-绝缘体-金属（MIM）型电容中的二氧化硅绝缘层。

二氧化硅薄膜的性质直接决定了MIM型电容的性能，因此对于该层薄膜的性能要求比较高。

但是，SACVD由于在沉积过程中温度相对炉管的热氧反应较低，并且没有等离子体的轰击作用，薄膜中会含有一定量的H，薄膜的质量相对较差。

因此，有必要提高由SACVD方法制备的二氧化硅薄膜的性能。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的缺陷，提供一种MIM型电容中绝缘体二氧化硅薄膜的制备方法，在由次大气压化学气相沉积（SACVD）法制备的薄膜完成之后，对其进行紫外光的照射，以去除薄膜中的缺陷，增强该薄膜的性能，去除薄膜中多余的Si-H等键，改善了薄膜的性能。

本发明的一种MIM型电容中绝缘体二氧化硅薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：提供衬底，所述衬底包括上下金属层；

步骤2：利用次大气压化学气相沉积法在衬底上的上下金属层之间沉积绝缘层的二氧化硅薄膜；

步骤3：对沉积形成的二氧化硅薄膜进行紫外光照射；

步骤4：取出衬底。

在本发明提供的一个优选实施例中，所述步骤2中的次大气压化学气相沉积法的沉积过程的压力范围为10~700 torr。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤2中的次大气压化学气相沉积法的沉积过程的温度范围为300~500℃。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤2中所形成的二氧化硅薄膜的厚度范围为100~1000A。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤3中的紫外光的波长范围为320~400nm。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤3中的紫外光的照射温度范围为300-500℃。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤3中的紫外光的照射时间为1~10分钟。

在本发明提供的另一个优选实施例中，进行所述步骤2和3的次数至少为二次。

本发明的MIM型电容中绝缘体二氧化硅薄膜的制备方法，去除了薄膜中多余的Si-H等键，增强了薄膜的性能；其薄膜的氢含量较低，薄膜密度较高，薄膜质量较好，并具有较好的电学稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的二氧化碳薄膜沉积方法的流程图；

图2是本发明制备的二氧化碳薄膜的红外谱图随紫外光照射时间的变化示意图。

具体实施方式

本发明提供一种MIM型电容中绝缘体二氧化硅薄膜的制备方法，降低薄膜中的氢含量，提高薄膜的密度，以提高薄膜的质量。

以下通过实施例对本发明提供的沉积方法做进一步详细说明，以便更好理解本发明创造，但实施例的内容并不限制本发明创造的保护范围。

图1是沉积二氧化硅薄膜的工艺流程图，先提供衬底，设定进行次大气压化学气相沉积法的设备的各项参数如气体流量、压力和温度等。优选次大气压化学气相沉积法的沉积过程的压力范围为10~700 torr，温度范围为300~500℃。次大气压化学气相沉积法所形成的二氧化硅薄膜的沉积厚度范围优选为100~1000A。紫外光照射的波长选用范围为320~400nm，照射温度范围为300-500℃，照射时间为1~10分钟，最后去除晶片，即沉积后的衬底。