[发明专利]制备具有高碳含量的含硅膜的方法

权利要求书

1.一种用于通过等离子体增强ALD工艺形成碳掺杂氧化硅膜的方法，该方法包括：

a）在反应器中提供包含表面特征的衬底；

b）将所述反应器加热到20℃至400℃的一个或多个温度，并任选地将所述反应器保持在100托或更低的压力下；

c）将至少一种具有两个Si-C-Si键的硅前体引入所述反应器中以在所述衬底上锚定化学吸附层，所述硅前体选自1-氯-1,3-二硅杂环丁烷、1-溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二氯-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3-三氯-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3-三溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3,3-四氯-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3,3-四溴-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二氯-1,3-二甲基-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-溴-1,3-二甲基-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,1,3,3,5,5,5-八氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,3,3,5,5-六氯-1,5-二甲基-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,1,5,5,5-六氯-3,3-二甲基-1,3,5-三硅杂戊烷、1,1,3,5,5-五氯-1,3,5-三甲基-1,3,5-三硅杂戊烷，1,1,1,5,5,5-六氯-1,3,5-三硅杂戊烷、和1,1,5,5-四氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1-碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,1-二碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3-三碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,1,3,3-四碘-1,3-二硅杂环丁烷、1,3-二碘-1,3-二甲基-1,3-二硅杂环丁烷、1-氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1,5-二氯-1,3,5-三硅杂戊烷、1-溴-1,3,5-三硅杂戊烷、1,5-二溴-1,3,5-三硅杂戊烷、1-碘-1,3,5-三硅杂戊烷和1,5-二碘-1,3,5-三硅杂戊烷；

d）用惰性气体吹扫所述反应器中来自步骤c的任何未消耗的前体和/或反应副产物；

e）将包含氢的等离子体提供到所述反应器中以与所述化学吸附层反应而形成碳化硅膜；

f）用惰性气体吹扫所述反应器中来自步骤e的任何反应副产物；

g）根据需要重复步骤c至f以使所述碳化硅膜达到预定厚度；

h）在环境温度至1000℃的一个或多个温度下，将所得碳化硅膜暴露于氧源以将所述碳化硅膜转化为碳掺杂的氧化硅膜；

其中所述碳掺杂的氧化硅膜的碳含量范围在20原子％至40原子％之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳掺杂氧化硅膜的k为4或更小，并且碳含量为至少30原子％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳掺杂氧化硅膜的蚀刻速率不大于热氧化硅的蚀刻速率的0.5倍，所述蚀刻速率在去离子水中0.5重量％的氢氟酸中测量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳掺杂氧化硅膜的蚀刻速率不大于热氧化硅的蚀刻速率的0.1倍，所述蚀刻速率在去离子水中0.5重量％的氢氟酸中测量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳掺杂氧化硅膜的蚀刻速率不大于热氧化硅的蚀刻速率的0.05倍，所述蚀刻速率在去离子水中0.5重量％的氢氟酸中测量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳掺杂氧化硅膜的蚀刻速率不大于热氧化硅的蚀刻速率的0.01倍，所述蚀刻速率在去离子水中0.5重量％的氢氟酸中测量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳掺杂氧化硅膜的特征在于，在氧灰化工艺之后，所述碳掺杂氧化硅膜的50埃或更小的深度被损伤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在氧灰化工艺之后，所述碳掺杂氧化硅膜的20埃或更小的深度被损伤。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在氧灰化工艺之后，所述碳掺杂氧化硅膜的10埃或更小的深度被损伤。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在氧灰化工艺之后，所述碳掺杂氧化硅膜的5埃或更小的深度被损伤。