[发明专利]硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法和硅片

说明书

本发明提供了一种在硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法，包括步骤S1、对待处理硅衬底进行预清洗，以去除待处理硅衬底表面的氧化层；步骤S2、将预清洗后的待处理硅衬底进行烘烤；步骤S3、对工艺腔室上的铝靶材进行预清洗，以去除铝靶材表面的氮化铝膜层；步骤S4、向工艺腔室内通入惰性气体，将惰性气体激发为等离子体后轰击预清洗后的铝靶材，以在预清洗后的待处理硅衬底表面沉积铝膜层，其中，惰性气体不与铝靶材发生反应；步骤S5、向工艺腔室内通入惰性气体和氮气，将惰性气体和氮气激发为等离子体后继续轰击铝靶材，以在步骤S4中获得的待处理硅衬底表面沉积氮化铝膜层。本发明还提供一种硅片，所述方法可以在硅衬底上制备高结晶质量的氮化铝膜层。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，具体涉及一种在硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法以及一种硅片。

背景技术

现有技术中，采用金属有机化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic ChemicalVapor Deposition)方法在衬底上制备金属化合物膜层。

例如，在采用金属有机化学气相沉积方法在硅衬底上制备氮化铝膜层时，通常的工艺是通入氨气和三甲基铝，在高温状态下，通过两者的化学反应，硅衬底上形成氮化铝膜层。

目前在硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法比较单一，不能满足生产需求。因此，如何设计一种新的在硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法成为本发明亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述技术问题之一，为此本发明提供一种在硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法以及一种硅片，所述方法可以在所述硅衬底上制备高结晶质量的氮化铝膜层，降低成本，提升产能。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种在硅衬底上沉积氮化铝薄膜的方法，其中，包括下述步骤：

步骤S1、对待处理硅衬底进行预清洗，以去除所述待处理硅衬底表面的氧化层；

步骤S2、将预清洗后的所述待处理硅衬底进行烘烤；

步骤S3、对工艺腔室上的铝靶材进行预清洗，以去除所述铝靶材表面的氮化铝膜层；

步骤S4、向所述工艺腔室内通入惰性气体，将所述惰性气体激发为等离子体后轰击预清洗后的所述铝靶材，以在预清洗后的所述待处理硅衬底表面沉积铝膜层，其中，所述惰性气体不与所述铝靶材发生反应；

步骤S5、向所述工艺腔室内通入所述惰性气体和氮气，将所述惰性气体和所述氮气激发为等离子体后继续轰击所述铝靶材，以在所述步骤S4中获得的所述待处理硅衬底表面沉积氮化铝膜层。

可选地，所述步骤S1具体为：将所述待处理硅衬底装入载盘后传入预清洗腔内，并运动至工艺位置，向所述预清洗腔内通入氩气，将所述氩气激发为等离子体轰击所述待处理硅衬底，以对所述待处理硅衬底进行预清洗。

可选地，所述步骤S2具体为：将装有所述待处理硅衬底的载盘从所述预清洗腔传入工艺腔室，并将所述工艺腔室内的温度设定为400℃～1000℃。

可选地，所述步骤S3具体为：向所述工艺腔室内通入氩气，将所述氩气激发为等离子体轰击所述铝靶材，以对所述铝靶材进行预清洗。

可选地，所述步骤S4具体为：向所述工艺腔室内通入氩气，将所述氩气激发为等离子体后轰击预清洗后的所述铝靶材。

可选地，所述步骤S1中，通入所述预清洗腔内的所述氩气的流量范围为5sccm～50sccm；加载到射频线圈的功率范围为200W～500W；加载到下电极的功率范围为50W～500W。

可选地，所述步骤S3中，利用脉冲直流电源施加偏压至所述铝靶材；通入所述工艺腔室内的所述氩气的流量范围为100sccm～300sccm；所述脉冲直流电源的功率范围为2500W～4000W。