[发明专利]沉积氮化硅的方法和设备

权利要求书

1.一种通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)沉积氮化硅的方法，所述方法包括以下步骤：

提供一种PECVD设备，所述PECVD设备包括腔室和设置在所述腔室内的衬底支撑件；

将衬底设置在所述衬底支撑件上；

将氮气(N₂)前体引入到所述腔室中；

施加高频(HF)RF功率和低频(LF)RF功率以在所述腔室中持续产生等离子体；

在施加所述HF RF功率和所述LF RF功率的同时，将硅烷前体引入到所述腔室中，使得所述硅烷前体持续形成所述等离子体的一部分；以及

随后，在继续维持所述等离子体的同时，去除所述LF RF功率或减小至少90％的所述LFRF功率，使得通过PECVD将氮化硅沉积到所述衬底上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在施加所述HF RF功率和所述LF RF功率一定时段后，立即引入所述硅烷前体，其中，所述一定时段足以维持所述等离子体的稳定。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一定时段为至少2秒，并且优选至少3秒。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在施加所述LF RF功率小于约15秒，优选小于约10秒，更优选约5秒的时段后，立即进行将所述硅烷前体引入所述腔室中的步骤。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在从将所述硅烷前体引入所述腔室中起约10秒，优选小于约5秒，并且更优选小于约2秒内，去除所述LF RF功率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述HF RF功率施加到所述PECVD设备的进气口。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述进气口是喷头。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，将所述LF RF功率施加到所述PECVD设备的所述进气口或所述衬底支撑件。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述HF RF功率的频率大于2MHz，并且优选地为约13.56MHz。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述LF RF功率的频率为300kHz至500kHz，优选350kHz至400kHz，并且更优选约360kHz至380kHz。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述LF RF功率的频率为500W至1200W的功率。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在施加所述高频(HF)RF功率和所述低频(LF)RF功率以在所述腔室中持续产生等离子体的步骤期间，所述低频(LF)RF功率具有100W至300W的功率。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述硅烷前体为SiH₄。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：将氢气(H₂)前体引入所述腔室中的步骤。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法在低于250℃，优选低于200℃的温度下进行。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：将惰性气体引入所述腔室中；以及，在引入所述氮气(N₂)前体之前，产生等离子体；其中，所述惰性气体优选为氩气或氦气。

17.一种用于将氮化硅沉积到衬底上的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备，所述设备包括：

腔室；

设置在所述腔室内的衬底支撑件；

用于将气体引入所述腔室中的进气系统；

高频(HF)RF功率供应器，所述高频(HF)RF功率供应器配置为向所述进气系统施加HFRF功率；

低频(LF)RF功率供应器，所述低频(LF)RF功率供应器配置为向所述进气系统或所述衬底支撑件之一施加LF RF功率；

至所述进气系统的氮气(N₂)前体源；

至所述进气系统的硅烷前体源；以及

控制器；

其中，在施加所述HF RF功率和所述LF RF功率的同时，在使用中，所述控制器所述将硅烷前体引入所述腔室中，使得所述硅烷前体能够在所述腔室中持续形成等离子体的一部分，并且随后，在继续维持所述等离子体的同时，去除所述LF RF功率，使得通过PECVD能够将氮化硅沉积到所述衬底上。