[发明专利]用于制备含硅和氮的膜的方法

说明书

公开了一种用于电子器件的制造中的组合物和使用该组合物的方法。还公开了用于沉积高质量氮化硅或碳掺杂氮化硅的化合物、组合物和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月29日提交的美国临时申请62/724,205的优先权，其全部内容为了所有允许的目的通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于制造电子器件的组合物和方法。更具体地，本发明涉及用于沉积介电常数(7.0)和高氧灰化抗性的含硅膜的化合物，组合物和方法，所述含硅膜例如但不限于化学计量的氮化硅、碳掺杂的氮化硅膜和碳掺杂的氮氧化硅膜。

背景技术

氮化硅膜用于半导体中以用于各种应用。例如，氮化硅膜用作集成电路的最终钝化和机械保护层、用于选择性硅氧化的掩模层、作为DRAM电容器或3D NAND闪存芯片的堆叠氧化物-氮化物-氧化物(O-N-O)层中的介电材料之一或作为浅沟槽隔离应用中的CMP停止层。在一个特定应用中，3D NAND闪存中的O-N-O叠层需要具有低应力和磷酸中的高湿蚀刻速率的氮化硅。

Olsen，“Analysis of LPCVD Process Conditions for the Deposition of LowStress Silicon Nitride”,5Materials Science in Semiconductor Process 51(2002)描述了用于优化通过低压化学气相沉积来沉积低应力氮化硅膜的宽范围工艺条件。结果表明，通过增加气流使折射率提高到2.3以上并未明显降低残余应力，但对厚度均匀性和沉积速率具有显著的不利影响。

Taylor等，“Hexachlorodisilane as a Precursor in the LPCVD of SiliconDioxide and Silicon Oxynitride Films”,136J.Electrochem.Soc.2382(1989)描述了使用Si₂Cl₆、N₂和NH₃的气相混合物在600-850℃的温度范围内通过LPCVD生长二氧化硅和氮氧化硅的膜。沉积的二氧化硅和氮氧化硅膜表现出低氯含量，通常1％原子百分比。

M.Tanaka等，“Film Properties of Low-k Silicon Nitride Films Formed byHexachlorodisilane and Ammonia”,147J.Electrochem.Soc.2284(2000)描述了一种低温工艺，其具有通过使用六氯乙硅烷(HCD)的低压化学气相沉积(LPCVD)形成的氮化硅(SiN)的良好阶梯覆盖率。

JP2000100812描述了使用SiCl₄和NH₃作为源气体沉积膜的方法。在沉积之前，可以使用NH₃对衬底表面进行氮化。形成具有改善的绝缘体性能的极薄膜。氮化硅膜可用作半导体集成电路的电容器绝缘体膜。

美国专利No.6,355,582描述了一种形成氮化硅膜的方法，其中加热要经受成膜的衬底，并将四氯化硅和氨气供应给加热到预定温度的衬底。

美国专利No.10,049,882描述了一种用于制造半导体器件的原子层沉积(ALD)方法，包括在具有高度差的结构上形成介电层的步骤。该方法包括在衬底上形成具有高度差的结构，并在该结构上形成介电层结构。形成介电层结构包括在具有高度差的结构上形成包括氮化硅的第一介电层。形成第一介电层包括将包含五氯乙硅烷(PCDS)或二异丙胺五氯乙硅烷(DPDC)作为硅前体的第一气体和包含氮组分的第二气体供给到包括衬底的腔室中，使得第一介电层在具有高度差的结构上原位形成。