[发明专利]一种物理气相沉积方法在审

申请号：	202211452092.8	申请日：	2022-11-21
公开（公告）号：	CN115802878A	公开（公告）日：	2023-03-14
发明（设计）人：	谷丹;邱宗钰;周成龙;王康康;李淮斌	申请（专利权）人：	江苏时代芯存半导体有限公司;北京时代全芯存储技术股份有限公司
主分类号：	H10N70/20	分类号：	H10N70/20;C23C14/02;C23C14/35;C23C14/06;C23C14/58;C23C14/16
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地址：	223300 江苏***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	一种物理沉积方法
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【说明书】：

本发明提供一种PVD方法，属于集成电路制造领域。该方法包括：水气去除步骤：将晶圆放入第一腔室，用第一腔室的灯泡照射晶圆，从而去除晶圆表面的水气。氧化层清除步骤：将晶圆放入第二腔室，向第二腔室中通入氩气，使氩气电离为氩离子，氩离子轰击晶圆，去除晶圆表面的氧化层。相变材料沉积步骤：将晶圆放入第三腔室，在晶圆的上表面形成相变材料薄膜层。退火步骤：将晶圆放入第四腔室，并向第四腔室通入氮气，对晶圆进行退火处理。钛沉积步骤：将晶圆放入第五腔室，在晶圆的相变材料薄膜层上形成钛薄膜层。氮化钛沉积步骤：将晶圆放入第六腔室，在晶圆的钛薄膜层上形成氮化钛薄膜层。采用本发明的方法，可以提高相变存储器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种物理气相沉积方法。

背景技术

随着半导体集成电路制造技术的发展，对物理气相沉积(PVD)工艺的要求越来越高。特别是在相变存储器的制造中，PVD工艺用来在晶圆表面沉积相变材料薄膜、Ti薄膜和TiN薄膜。因此，在PVD工艺中，如何提高相变材料薄膜、Ti薄膜和TiN薄膜的性能，从而提高相变存储器的性能，是本领域面临的主要问题之一。

发明内容

本发明旨在提供一种能够提高相变存储器的性能的PVD方法。

本发明的方法使用的物理气相沉积系统包括：用于去除晶圆表面水气的第一腔室，用于清除所述晶圆表面的氧化层的第二腔室，用于向所述第二腔室中的气体放电的低频射频电源和高频射频电源，用于形成相变材料薄膜层的第三腔室，用于退火的第四腔室，用于形成钛薄膜层的第五腔室，以及用于形成氮化钛薄膜层的第六腔室，所述物理气相沉积方法包括：

水气去除步骤：将所述晶圆放入所述第一腔室，用所述第一腔室的灯泡照射所述晶圆，照射时间为1-100s，从而去除所述晶圆表面的水气，并且将所述水气从所述第一腔室中抽出；

氧化层清除步骤：将所述晶圆放入所述第二腔室，将所述第二腔室的放置所述晶圆的基座加热至1-800℃，向所述第二腔室中通入氩气，所述氩气的流量为1-200sccm，通过所述低频射频电源和所述高频射频电源向所述氩气放电，使所述氩气电离为氩离子，所述氩离子轰击所述晶圆，去除所述晶圆表面的氧化层，所述高频射频电源的功率设定为1-5000W，所述低频射频电源的功率设定为1-5000W，所述氧化层清除步骤持续的时间为1-100s；

相变材料沉积步骤：将所述晶圆放入所述第三腔室，在所述晶圆的上表面形成相变材料薄膜层；

退火步骤：将所述晶圆放入所述第四腔室，并向所述第四腔室通入氮气，所述氮气的流量为1-1000sccm，对所述晶圆进行退火处理，退火温度为1-800℃，退火时间为1-100s；

钛沉积步骤：将所述晶圆放入所述第五腔室，在所述晶圆的相变材料薄膜层上形成钛薄膜层；以及

氮化钛沉积步骤：将所述晶圆放入所述第六腔室，在所述晶圆的钛薄膜层上形成氮化钛薄膜层。

采用本发明的方法，可以提高PVD工艺中沉积的相变材料薄膜、Ti薄膜和TiN薄膜的性能，从而提高相变存储器的性能。

附图说明

图1是本发明的PVD系统的示意图；

图2是本发明的PVD方法的流程图；

图3是本发明的PVD系统的第三腔室的示意图；

图4是本发明的PVD方法的相变材料沉积步骤的流程图；

图5是本发明的PVD方法的钛沉积步骤的流程图；以及

图6是本发明的PVD方法的氮化钛沉积步骤的流程图。