[发明专利]使用异质前体相互作用的硅碳化物膜的保形沉积有效
申请号: | 201980049405.5 | 申请日: | 2019-07-22 |
公开(公告)号: | CN112469846B | 公开(公告)日: | 2023-10-27 |
发明(设计)人: | 马修·斯科特·韦默;巴德里·N·瓦拉达拉简;龚波;桂喆 | 申请(专利权)人: | 朗姆研究公司 |
主分类号: | C23C16/32 | 分类号: | C23C16/32;C23C16/452;C23C16/505;H01L21/02;H01L21/768 |
代理公司: | 上海胜康律师事务所 31263 | 代理人: | 樊英如;邱晓敏 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 使用 异质前体 相互作用 碳化物 沉积 | ||
可以使用远程等离子体化学气相沉积(CVD)技术沉积经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜。将一种或多种含硅前体提供至反应室。以实质上低能态或基态提供自由基物质,例如氢的自由基物质,并且其与一种或多种含硅前体相互作用以沉积碳化硅膜。共反应物可以与一种或多种含硅前体一起流动,其中该共反应物可以是沉积添加剂或非沉积添加剂以提高碳化硅膜的台阶覆盖率。
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背景技术
碳化硅(SiC)类薄膜具有独特的物理、化学和机械性能,并被用于各种应用,特别是集成电路应用中。SiC薄膜的种类包括经氧掺杂的碳化硅(也称为碳氧化硅)、经氮掺杂的碳化硅(也称为碳氮化硅)、以及经氧和氮掺杂的碳化硅(也称为碳氧氮化硅)、和未掺杂的碳化硅。
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
发明内容
提供了一种在衬底上沉积碳化硅膜的方法。所述方法包含:在反应室中提供衬底;使含硅前体流入所述反应室中并朝向所述衬底流动;以及使共反应物与所述含硅前体一起流入所述反应室中。所述含硅前体(i)具有一或更多个Si-H键和/或Si-Si键,(ii)具有一或更多个Si-C键、Si-N键和/或Si-O键、(iii)没有C-O键、并且(iv)没有C-N键。所述共反应物是烃分子。所述方法还包含:在远程等离子体源中由氢源气体产生氢的自由基,所述氢的自由基是在所述含硅前体和所述共反应物的上游产生;以及将所述氢的自由基引入所述反应室中并导向所述衬底,其中所述氢的自由基处于基态以与所述含硅前体以及所述共反应物进行反应,从而在所述衬底上形成经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜,其中所述经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜具有至少90%的保形性。
在一些实现方案中,在邻近所述衬底的环境中的所有或实质上所有的所述氢的自由基是处于基态的氢的自由基。在一些实现方案中,所述经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜是碳氧化硅(SiCO)、碳氮化硅(SiCN)、或氧碳氮化硅(SiOCN)的经掺杂的碳化硅膜。在一些实现方案中,所述烃分子具有一或更多个碳-碳双键或三键。所述烃分子可以包含丙烯、乙烯、丁烯、戊烯、丁二烯、戊二烯、己二烯、庚二烯、甲苯、苯、乙炔、丙炔、丁炔、戊炔或己炔。在一些实现方案中,所述含硅前体与所述共反应物沿着相同流动路径同时流入所述反应室中。在一些实现方案中,所述含硅前体包含烷基碳硅烷、硅氧烷或硅氮烷。
另一方面涉及一种在衬底上沉积碳化硅膜的方法。所述方法包含:在反应室中提供衬底;使第一有机硅前体流入所述反应室中;以及使第二有机硅前体流入所述反应室中。所述第一有机硅前体具有(i)一或更多个Si-H键和/或Si-Si键、以及(ii)一或更多个Si-C键、Si-N键和/或Si-O键,而所述第二有机硅前体(i)没有Si-H键、并且(ii)没有Si-Si键。所述方法还包含:在远程等离子体源中由氢源气体产生氢的自由基,所述氢的自由基在所述第一有机硅前体和所述第二有机硅前体的上游产生;以及将所述氢的自由基引入所述反应室中并导向所述衬底,其中所述氢的自由基处于基态以与所述第一有机硅前体以及所述第二有机硅前体进行反应,从而在所述衬底上形成经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜。
在一些实现方案中,所有或实质上所有的所述氢的自由基为处于基态的氢的自由基。在一些实现方案中,所述经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜是碳氧化硅(SiCO)、碳氮化硅(SiCN)、或氧碳氮化硅(SiOCN)的经掺杂的碳化硅膜。在一些实现方案中,所述第二有机硅前体的流率是所述第一有机硅前体的流率的至少两倍。在一些实现方案中,所述经掺杂或未经掺杂的碳化硅膜具有至少95%的保形性。在一些实现方案中,所述第二有机硅前体包含四甲基硅烷(4MS)。在一些实现方案中,所述第一有机硅前体与所述第二有机硅前体沿着相同流动路径同时流入所述反应室中。
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