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本申請(qǐng)要求2014年10月24日提交的申請(qǐng)?zhí)?2/068,248的權(quán)益。申請(qǐng)?zhí)?2/068,248的公開內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

本文描述了用于制造電子器件的方法和組合物。更具體地，本文描述了用于在等離子體增強(qiáng)原子層沉積(peald)工藝中形成含硅膜的組合物。可以使用本文所述的組合物和方法沉積的示例性含硅膜包括，但不限于，化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量的，氮化硅、碳氮化硅、氧氮化硅、氮化鋁硅、氧化硅和碳氧化硅(siliconcarboxide)膜。

氮化硅通常用作制造集成電路中的絕緣體和化學(xué)屏障，以使不同結(jié)構(gòu)電隔離或作為體型微加工中的蝕刻掩模。作為微芯片的鈍化層，它優(yōu)于二氧化硅，因?yàn)樗菍?duì)抗水分子和鈉離子(微電子器件中腐蝕和不穩(wěn)定性的兩個(gè)主要來源)的明顯更好的擴(kuò)散屏障。它也用作模擬芯片的電容器中的多晶硅層之間的電介質(zhì)。

用于形成氮化硅或膜的商業(yè)方法之一采用二氯硅烷和氨作為前體反應(yīng)物。使用前體如二氯硅烷和氨的低壓化學(xué)氣相沉積(lpcvd)需要高沉積溫度以獲得最佳的膜性質(zhì)。例如，可能需要大于750℃的溫度以獲得合理的生長(zhǎng)速率和均勻性。其他加工問題涉及氯和氯副產(chǎn)物的有害方面。

許多較新型的半導(dǎo)體器件需要具有低蝕刻速率、高膜應(yīng)力或兩者的氮化硅膜。還優(yōu)選并且有時(shí)必須在低于600℃的溫度下形成膜，同時(shí)保持良好的電特性。膜硬度是電氣部件設(shè)計(jì)中又一個(gè)有待考慮的因素，而氮化硅膜確實(shí)提供了非常硬的膜。

在低溫(例如約500℃或更低或者約400℃或更低的溫度)下沉積保形的、化學(xué)計(jì)量和非化學(xué)計(jì)量的氮化硅膜(其符合被認(rèn)為是高質(zhì)量膜的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn))已經(jīng)是長(zhǎng)期存在的行業(yè)挑戰(zhàn)。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中存在需要高質(zhì)量膜的多種應(yīng)用，例如高級(jí)圖案化或逆電流器(spacer)。如果氮化硅膜具有以下特性中的一個(gè)或多個(gè)，則認(rèn)為其是“高質(zhì)量”膜：與其它氮化硅膜相比，密度為2.0克/立方厘米(g/cc)或更高，低濕蝕刻速率(如在稀氫氟酸(hf)中測(cè)量的)及其組合。在這些或其他實(shí)施方式中，氮化硅膜的折射率應(yīng)為1.8或更高。

因此，本領(lǐng)域需要提供一種用于沉積保形的、高質(zhì)量的氮化硅膜的低溫(例如，加工溫度為約500℃或更低)方法，其中所述膜具有以下特性中的一個(gè)或多個(gè)：與使用其他沉積方法或前體的其他氮化硅膜相比，折射率為1.8或更高，密度為2.0克/立方厘米(g/cc)或更高，低濕蝕刻速率(如在稀氫氟酸(hf)中測(cè)量的)及其組合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文描述了用于在襯底的至少一部分上形成化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量的氮化硅膜的方法和組合物，所述氮化硅膜可以進(jìn)一步包含碳、氧或其組合。在一個(gè)方面，用于沉積氮化硅膜的組合物包含：選自以下的至少一種硅前體化合物：

其中取代基r獨(dú)立地選自氫、鹵素原子、直鏈c1-c10烷基；支鏈c3-c10烷基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12炔基；c4-c10環(huán)烷基；和c6-c10芳基。在替代性實(shí)施方式中，本文所述的具有式iia至iid的硅前體化合物可用于沉積其它含硅膜或材料，例如但不限于氧化硅膜。

在另一個(gè)方面，提供了一種用于形成含硅材料的組合物，其包含：(a)選自以下的至少一種硅前體化合物：

其中取代基r獨(dú)立地選自氫、鹵素原子、直鏈c1-c10烷基；支鏈c3-c10烷基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12炔基；c4-c10環(huán)烷基；和c6-c10芳基；和(b)溶劑，其中所述溶劑具有沸點(diǎn)，并且其中所述溶劑的沸點(diǎn)與所述至少一種前體化合物的沸點(diǎn)之差為40℃或更小，并且其中所述組合物基本上不含鹵離子。在本文所述組合物的某些實(shí)施方式中，示例性溶劑可以包括但不限于醚、叔胺、烷基烴、芳族烴，叔氨基醚及其組合。

在另一方面，提供了一種用于沉積氮化硅膜的方法，所述方法包括：

a.將一個(gè)或多個(gè)襯底置于反應(yīng)器中；

b.引入選自以下的至少一種硅前體化合物：

其中取代基r獨(dú)立地選自氫、鹵素原子、直鏈c1-c10烷基；支鏈c3-c10烷基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12炔基；c4-c10環(huán)烷基；和c6-c10芳基，其中所述化合物中的至少一部分在足以提供化學(xué)吸附層的加工條件下反應(yīng)；

c.用吹掃氣體吹掃所述反應(yīng)器；

d.將包含氮的等離子體源引入所述反應(yīng)器以與所述化學(xué)吸附層的至少一部分反應(yīng)，其中所述等離子體以約0.01至約1.5w/cm²范圍內(nèi)的功率密度產(chǎn)生；和

e.任選地用惰性氣體吹掃所述反應(yīng)器；并且其中重復(fù)步驟b至e，直到得到期望厚度的所述氮化硅膜。

附圖說明

圖1提供了以埃度量的氮化硅膜厚度與使用式iib前體化合物和實(shí)施例2中所述方法的氮化硅等離子體增強(qiáng)原子層沉積的溫度之間的關(guān)系。

圖2提供了以度量的沉積膜厚度的生長(zhǎng)與用于實(shí)施例2中所述前體化合物和方法的硅前體脈沖時(shí)間(以秒度量)之間的關(guān)系。

圖3提供了以度量的氮化硅膜厚度與實(shí)施例2中所述使用式iib前體和300℃的氮等離子體的循環(huán)數(shù)的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

在低溫(例如500℃或更低或者400℃或更低的溫度)下沉積保形的、化學(xué)計(jì)量和非化學(xué)計(jì)量的氮化硅膜(其滿足一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而被認(rèn)為是高質(zhì)量膜)是長(zhǎng)期存在的行業(yè)挑戰(zhàn)。在整個(gè)說明書中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“氮化硅”是指包含硅和氮的膜，其選自化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量的氮化硅、碳氮化硅、碳氧氮化硅、氮化鋁硅及其混合物。如果氮化硅膜具有以下特性中的一個(gè)或多個(gè)，則認(rèn)為其是“高質(zhì)量”膜：與其它氮化硅膜相比，密度為2.0克/立方厘米(g/cc)或更高，低濕蝕刻速率(如在稀氫氟酸(hf)中測(cè)量的)及其組合。在這些或其他實(shí)施方式中，氮化硅膜的折射率應(yīng)為1.8或更高。在一個(gè)實(shí)施方式中，本文描述了使用具有式iia至iid的硅前體化合物以形成含硅膜或材料的組合物。本文還描述了使用本文所述式iia至iid，在包括氮和任選地稀有或惰性氣體的等離子體工藝中，在低溫或約20℃至約500℃的一個(gè)或多個(gè)沉積溫度下沉積氮化硅膜的原子層沉積(ald)或ald樣方法。

本文描述了用于在襯底的至少一部分上形成包含硅和氮的化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量的氮化硅膜的方法。在某些實(shí)施方式中，氮化硅膜還可以包含碳。在某些實(shí)施方式中，氮化硅膜還可以包含鋁，例如氮化鋁硅膜。在某些實(shí)施方式中，氮化硅膜還包含氧，例如氧氮化硅膜。在這個(gè)或其他實(shí)施方式中，氮化硅膜包含氧和碳，例如碳氧氮化硅膜。

在替代性實(shí)施方式中，包含具有式iia至iid的至少一種硅前體化合物的組合物可用于沉積氧化硅材料或膜。在整個(gè)說明書中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“氧化硅”是指包含硅和氮的膜，其選自化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量的氧化硅、碳摻雜氧化硅、碳氧氮化硅及其混合物。

本文所述的氮化硅膜使用由下式iia至iid表示的至少一種硅前體化合物沉積：

其中取代基r獨(dú)立地選自氫、鹵素原子、直鏈c1-c10烷基；支鏈c3-c10烷基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12炔基；c4-c10環(huán)烷基；和c6-c10芳基。

盡管不受理論束縛，但據(jù)信在式iia、iib和iid中具有三個(gè)或更多個(gè)si-n鍵和任選地三個(gè)或更多個(gè)si-h3基團(tuán)的硅前體化合物對(duì)于襯底表面的至少一部分具有更高的反應(yīng)性，從而在沉積過程中將更多的硅片段錨定在表面上。這進(jìn)而將增加膜的生長(zhǎng)速率以及為包含表面特征(例如但不限于孔、溝槽和/或通孔)的襯底提供更好的表面覆蓋，從而允許在表面上沉積保形的氮化硅或其他含硅膜。式iib化合物的實(shí)例是雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷)。式iic化合物的實(shí)例是三(乙基甲硅烷基)胺。在其中硅前體化合物是三(乙基甲硅烷基)胺的實(shí)施方式中，據(jù)信亞乙基在沉積過程中充當(dāng)離去基團(tuán)，從而產(chǎn)生另外的si反應(yīng)性位點(diǎn)，同時(shí)降低前體中的si-h含量。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“直鏈烷基”表示具有1至10、3至10或1至6個(gè)碳原子的直鏈官能團(tuán)。示例性直鏈烷基包括但不限于甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“支鏈烷基”表示具有3至10或1至6個(gè)碳原子的支鏈官能團(tuán)。示例性支鏈烷基包括但不限于異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基、異戊基、叔戊基、異己基和新己基。在某些實(shí)施方式中，烷基可以具有與其連接的一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)，例如但不限于烷氧基、二烷基氨基或其組合。在其它實(shí)施方式中，烷基不具有與其連接的一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)。烷基可以是飽和的，或者是不飽和的。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“鹵離子”表示氯離子、溴離子、碘離子或氟離子。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“環(huán)烷基”表示具有3至10或5至10個(gè)原子的環(huán)狀基團(tuán)。示例性環(huán)烷基包括但不限于環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)辛基。在某些實(shí)施方式中，環(huán)烷基可以具有一個(gè)或多個(gè)c1-c10直鏈、支鏈取代基，或者含有氧或氮原子的取代基。在這個(gè)或其它實(shí)施方式中，環(huán)烷基可以具有一個(gè)或多個(gè)直鏈或支鏈烷基或烷氧基作為取代基，例如甲基環(huán)己基或甲氧基環(huán)己基。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“芳基”表示具有3至10個(gè)碳原子、5至10個(gè)碳原子或6至10個(gè)碳原子的芳族環(huán)狀官能團(tuán)。示例性芳基包括但不限于苯基、芐基、氯芐基、甲苯基和鄰二甲苯基。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“烯基”表示具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵并具有2至12個(gè)、2至10個(gè)或2至6個(gè)碳原子的基團(tuán)。示例性烯基包括但不限于乙烯基或烯丙基。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，術(shù)語(yǔ)“炔基”表示具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳三鍵并具有2至12個(gè)或2至6個(gè)碳原子的基團(tuán)。

在上述式iia至iid和整個(gè)說明書中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“不飽和的”是指官能團(tuán)、取代基、環(huán)或橋具有一個(gè)或多個(gè)碳雙鍵或三鍵。不飽和環(huán)的實(shí)例可以是，但不限于芳族環(huán)，如苯環(huán)。術(shù)語(yǔ)“飽和的”是指官能團(tuán)、取代基、環(huán)或橋不具有一個(gè)或多個(gè)雙鍵或三鍵。

在某些實(shí)施方式中，式中的烷基、烯基、炔基、烷氧基甲硅烷基烷基，烷氧基、芳氧基、芳酰氧基、芳基和/或芳族基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)可以是“取代的”或具有替代例如氫原子的一個(gè)或多個(gè)原子或原子團(tuán)。示例性取代基包括但不限于氧、硫、鹵素原子(例如f、cl、i或br)、氮、烷基和磷。在其它實(shí)施方式中，式中的烷基、烯基、炔基、烷氧基烷基、烷氧基、烷基氨基烷基、芳族基團(tuán)和/或芳基中的一個(gè)或多個(gè)可以是未取代的。

用于形成本文所述的含硅材料和膜的方法是沉積工藝。本文公開的方法的適合沉積工藝的實(shí)例包括但不限于等離子體增強(qiáng)ald(peald)或等離子體增強(qiáng)循環(huán)cvd(peccvd)工藝。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“化學(xué)氣相沉積工藝”是指其中襯底暴露于一種或多種揮發(fā)性前體的任何工藝，所述揮發(fā)性前體在襯底表面上反應(yīng)和/或分解以產(chǎn)生期望的沉積。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“原子層沉積工藝”是指將含硅膜或材料沉積到不同組成的襯底上的自限式(例如，在各個(gè)反應(yīng)循環(huán)中沉積的膜材料的量是恒定的)、連續(xù)表面化學(xué)反應(yīng)。雖然本文使用的前體、試劑和源有時(shí)可以被描述為“氣態(tài)的”，但應(yīng)理解，前體可以是液體或固體，其通過直接蒸發(fā)、鼓泡或升華在有或沒有惰性氣體的情況下輸送到反應(yīng)器中。在一些情況下，氣化的前體可以通過等離子體發(fā)生器。在一個(gè)實(shí)施方式中，氮化硅膜使用等離子體增強(qiáng)ald工藝沉積。在另一個(gè)實(shí)施方式中，氮化硅膜使用等離子增強(qiáng)ccvd工藝沉積。本文所用的術(shù)語(yǔ)“反應(yīng)器”包括但不限于反應(yīng)室或沉積室。ald樣工藝在本文中定義為在襯底上提供高保形氮化硅膜如氮化硅或碳氮化硅的循環(huán)cvd工藝，如通過具有以下至少一者所示：如由橢率計(jì)測(cè)量的不均勻度百分比為約5％或更小，沉積速率為或更大，或其組合。

具有式iia至iid的硅前體化合物可以以多種方式遞送至反應(yīng)室，例如cvd或ald反應(yīng)器。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用液體遞送系統(tǒng)。在替代性實(shí)施方式中，可以采用組合的液體遞送和閃蒸工藝單元，例如由mspcorporation，shoreview，mn制造的渦輪蒸發(fā)器，以使低揮發(fā)性材料能夠被定量地(volumetrically)遞送，這導(dǎo)致可重現(xiàn)的運(yùn)輸和沉積而不使前體熱分解。在液體遞送方式中，本文所述的前體可以以純液體形式遞送，或者可以用于包含該前體的溶劑制劑或組合物中。因此，在某些實(shí)施方式中，前體制劑可以包含具有適合特性的溶劑組分，如可以在在襯底上形成膜的給定最終用途應(yīng)用中期望和有利的適合特性。

在本文所述的方法的一個(gè)實(shí)施方式中，將具有含硅膜或材料的至少一部分沉積于其上的表面的襯底置于反應(yīng)器沉積室中?？梢詫⒁r底的溫度控制為低于反應(yīng)器的壁。將襯底溫度保持在約室溫(例如20℃)至約500℃的溫度下。襯底溫度的可選范圍具有以下端點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)：20、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475和500℃。示例性溫度范圍包括以下：20至475℃，100至400℃或175至350℃。

取決于沉積方法，在某些實(shí)施方式中，一種或多種含硅前體化合物可以以預(yù)定摩爾體積或約0.1至約1000微摩爾引入反應(yīng)器中。在這個(gè)或其他實(shí)施方式中，可以將包含式iia至iid的硅前體或者硅前體和溶劑引入反應(yīng)器中預(yù)定的時(shí)間段。在某些實(shí)施方式中，該時(shí)間段為約0.001至約500秒。

在某些實(shí)施方式中，含硅膜包含氮化硅。在這些實(shí)施方式中，使用本文所述的方法沉積的含硅膜在含氮源的存在下形成。含氮源可以以至少一種含氮源的形式引入反應(yīng)器中，和/或可以附帶地存在于沉積工藝中使用的其它前體中。適合的含氮源氣體可以包括例如氨、肼、單烷基肼、二烷基肼、包含氮的等離子體、包含氮和氫的等離子體、包含氮和氦的等離子體、包含氮和氬的等離子體、氨等離子體、包含氮和氨的等離子體、包含氨和氦的等離子體、包含氨和氬的等離子體、nf3等離子體、有機(jī)胺等離子體及其混合物。在其它實(shí)施方式，等離子體選自氫等離子體、氦等離子體、氖等離子體、氬等離子體、氙等離子體、氫/氦等離子體、氫/氬等離子體及其混合物。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，含氮源基本上不含(例如，具有2重量％(wt.％)或更少的)氫以避免將另外的氫引入最終的氮化硅膜中，并且選自氮等離子體、氮/氦等離子體、氮/氬等離子體。在另一個(gè)實(shí)施方式中，含氮源選自單烷基肼、二烷基肼。對(duì)于碳氮化硅的沉積，含氮源可以選自有機(jī)胺等離子體，如甲胺等離子體、二甲胺等離子體、三甲胺等離子體、乙胺等離子體、二乙胺等離子體、三甲胺等離子體、乙二胺等離子體。在整個(gè)說明書中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“有機(jī)胺”描述了具有至少一個(gè)氮原子的有機(jī)化合物。有機(jī)胺的實(shí)例包括，不限于甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、叔丁胺、仲丁胺、叔戊胺、乙二胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、吡咯、2,6-二甲基哌啶、二正丙胺、二異丙胺、乙基甲基胺、n-甲基苯胺、吡啶、三乙胺。類似地，在整個(gè)說明書中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“有機(jī)氨基”是指由源自如上所述的有機(jī)仲或伯胺的至少一個(gè)氮原子組成的有機(jī)基團(tuán)。“有機(jī)氨基”不包括-nh2基團(tuán)。

在某些實(shí)施方式中，含氮源以約1至約2000標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)或約1至約1000sccm的流速引入反應(yīng)器中。含氮源可以引入約0.1至約100秒范圍的時(shí)間。在其中通過ald或循環(huán)cvd工藝沉積膜的實(shí)施方式中，前體脈沖可以具有大于0.01秒的脈沖持續(xù)時(shí)間，并且含氮源可以具有小于0.01秒的脈沖持續(xù)時(shí)間。在又一個(gè)實(shí)施方式中，脈沖之間的吹掃持續(xù)時(shí)間可以低至0秒，或者在沒有之間的吹掃的情況下連續(xù)脈沖。

在某些實(shí)施方式中，使用本文所述的方法沉積的含硅膜在氧的存在下使用含氧源、包含氧的試劑或前體形成。含氧源可以以至少一種含氧源的形式引入反應(yīng)器中。在這個(gè)或其它實(shí)施方式中，含氧源可以附帶地存在于沉積工藝中使用的其它前體中。適合的含氧源氣體可包括例如水(h2o)(例如去離子水、純化水和/或蒸餾水)、氧(o2)、氧等離子體、臭氧(o3)、no、n2o、no2、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)及其組合。在某些實(shí)施方式中，含氧源以約1至約2000標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)或約1至約1000sccm的流速引入反應(yīng)器中。含氧源可以引入約0.1至約100秒范圍的時(shí)間。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，含氧源包括溫度為10℃或更高的水。在其中通過ald或循環(huán)cvd工藝沉積膜的實(shí)施方式中，前體脈沖可以具有大于0.01秒的脈沖持續(xù)時(shí)間，并且含氧源可以具有小于0.01秒的脈沖持續(xù)時(shí)間，而水脈沖持續(xù)時(shí)間可以有小于0.01秒的脈沖持續(xù)時(shí)間。在又一個(gè)實(shí)施方式中，脈沖之間的吹掃持續(xù)時(shí)間可以低至0秒，或者在沒有之間的吹掃的情況下連續(xù)脈沖。含氧源或試劑以與硅前體小于1:1的分子比率的量提供，使得至少一些碳保留在這樣沉積的含硅膜中。

在某些實(shí)施方式中，引入步驟中反應(yīng)器的溫度為約室溫(例如20℃)至約500℃范圍中的一個(gè)或多個(gè)溫度。襯底溫度的可選范圍具有以下端點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)：20、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475和500℃。示例性溫度范圍包括以下：20至475℃，100至400℃或175至350℃。

將能量施加到前體化合物、含氮源、含氧源、其它試劑或其組合中的至少一者以引起反應(yīng)并在襯底的至少一部分上形成含硅膜或涂層或化學(xué)吸附層。這樣的能量可以由但不限于熱、等離子體、脈沖等離子體、螺旋波等離子體、高密度等離子體、電感耦合等離子體、x射線、電子束、光子、遠(yuǎn)程等離子體方法及其組合提供。在某些實(shí)施方式中，次級(jí)rf射頻源可用于改變襯底表面處的等離子體特性。在其中沉積涉及等離子體的實(shí)施方式中，等離子體產(chǎn)生方法可以包括直接等離子體產(chǎn)生方法(其中等離子體在反應(yīng)器中直接產(chǎn)生)或者遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生方法(其中等離子體在反應(yīng)器外部產(chǎn)生并供應(yīng)到反應(yīng)器中)。在本文所述的方法的某些實(shí)施方式中，等離子體以約0.01至約1.5w/cm²的功率密度產(chǎn)生。

本文公開的沉積方法可以涉及一種或多種吹掃氣體。用于吹掃掉未消耗的反應(yīng)物和/或反應(yīng)副產(chǎn)物的吹掃氣體是不與前體反應(yīng)的惰性氣體。示例性吹掃氣體包括但不限于氬氣(ar)、氮?dú)?n2)、氦氣(he)、氖氣、氫氣(h2)及其混合物。在某些實(shí)施方式中，吹掃氣體以約10至約2000sccm的流速供應(yīng)到反應(yīng)器中約0.1至1000秒，從而吹掃可能留在反應(yīng)器中的未反應(yīng)的材料和任何副產(chǎn)物。

供應(yīng)前體、含氧源、含氮源和/或其它前體、源氣體和/或試劑的相應(yīng)步驟可以通過改變供應(yīng)它們的時(shí)間來進(jìn)行以改變所得膜或材料的化學(xué)計(jì)量組成?？梢允褂脷搴?或其它氣體的流作為載氣，以幫助在前體脈沖期間將至少一種前體化合物的蒸氣遞送到反應(yīng)室。在某些實(shí)施方式中，反應(yīng)室工藝壓力為約10托或更低、5托或更低、2托或更低、1托或更低。

在本文所述ald或ccvd方法的一個(gè)實(shí)施方式中，將襯底在反應(yīng)室中的加熱臺(tái)上加熱，其在開始時(shí)暴露于前體化合物以使化合物化學(xué)吸附到襯底表面上。吹掃氣體如氮?dú)?、氬氣或其他惰性氣體從工藝室吹掃掉未吸附的過量前體化合物。在充分吹掃之后，可以將含氮源引入反應(yīng)室中以與吸附的表面反應(yīng)，然后進(jìn)行另一氣體吹掃以從室中除去反應(yīng)副產(chǎn)物?？梢灾貜?fù)該工藝循環(huán)以獲得期望的膜厚度。在其它實(shí)施方式中，真空抽吸可用于從工藝室中除去未吸附的過量前體化合物。在抽吸下充分排空之后，可以將含氮源引入反應(yīng)室中以與吸附的表面反應(yīng)，然后進(jìn)行另一抽吸吹掃以從室中除去反應(yīng)副產(chǎn)物。在又一個(gè)實(shí)施方式中，前體化合物和含氮源可以共同流入反應(yīng)室中以在襯底表面上反應(yīng)而沉積氮化硅。在循環(huán)cvd的特定實(shí)施方式中，不使用吹掃步驟。

在這個(gè)或其他實(shí)施方式中，應(yīng)理解，本文所述的方法的步驟可以以多種順序進(jìn)行，可以連續(xù)或同時(shí)(例如，在另一步驟的至少一部分的過程中)進(jìn)行及其任何組合方式。供應(yīng)前體和含氮源氣體的相應(yīng)步驟可以通過改變供應(yīng)它們的持續(xù)時(shí)間而進(jìn)行以改變所得含硅膜的化學(xué)計(jì)量組成。

在一個(gè)方面，提供一種形成氮化硅膜的方法，所述方法包括以下步驟：

a.在反應(yīng)器中提供襯底；

b.向所述反應(yīng)器中引入選自以下的至少一種硅前體化合物：

其中取代基r獨(dú)立地選自氫、鹵素原子、直鏈c1-c10烷基；支鏈c3-c10烷基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12烯基；直鏈或支鏈c3-c12炔基；c4-c10環(huán)烷基；和c6-c10芳基，其中所述化合物的至少一部分在足以提供化學(xué)吸附層的工藝條件下反應(yīng)；

c.用吹掃氣體吹掃所述反應(yīng)器；

d.將包含氮的等離子體引入所述反應(yīng)器中以與所述化學(xué)吸附層的至少一部分反應(yīng)并提供至少一個(gè)反應(yīng)性位點(diǎn)；和

e.任選地用惰性氣體吹掃所述反應(yīng)器；并且其中重復(fù)步驟b至e，直到得到期望厚度的氮化硅膜。

本文所述的硅前體和根據(jù)本發(fā)明的包含由式iia至iid表示的具有三個(gè)或更多個(gè)si-n鍵和任選地三個(gè)或更多個(gè)si-h3基團(tuán)的硅前體的組合物優(yōu)選基本上不含鹵離子如氯離子，或金屬離子如al。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“基本上不含”在其涉及鹵素離子(或鹵離子)(如氯離子、氟離子、溴離子、碘離子)、al³⁺離子、fe²⁺、fe³⁺、ni²⁺、cr³⁺時(shí)是指低于5ppm(按重量計(jì))，優(yōu)選低于3ppm，更優(yōu)選低于1ppm，最優(yōu)選為0ppm。氯離子或金屬離子已知充當(dāng)硅前體的分解催化劑。最終產(chǎn)物中顯著水平的氯離子可導(dǎo)致硅前體降解。硅前體的逐漸降解可以直接影響膜沉積工藝，使得半導(dǎo)體制造商難以達(dá)到膜規(guī)格。此外，保存期或穩(wěn)定性受到硅前體的較高降解速率的不利影響，因此使得難以保證1-2年的保存期。此外，硅前體已知在分解時(shí)形成易燃和/或自燃?xì)怏w，例如氫氣和硅烷。因此，硅前體的加速分解提出了與這些易燃和/或自燃?xì)鈶B(tài)副產(chǎn)物的形成有關(guān)的安全性和性能的顧慮。

基本上不含鹵離子的根據(jù)本發(fā)明的組合物可以通過(1)在化學(xué)合成過程中減少或消除氯離子源，和/或(2)實(shí)施有效的純化處理以從粗產(chǎn)物中除去氯離子，使得最終純化產(chǎn)物基本上不含氯離子而實(shí)現(xiàn)。通過使用不含鹵離子的試劑，如氯乙硅烷、溴乙硅烷或碘乙硅烷，可以在合成過程中減少氯離子源，從而避免產(chǎn)生含有鹵素離子的副產(chǎn)物。此外，上述試劑應(yīng)基本上不含氯離子雜質(zhì)，使得所得粗產(chǎn)物基本上不含氯離子雜質(zhì)。以類似的方式，合成應(yīng)不使用含有不可接受的高水平鹵離子污染的基于鹵化物的溶劑、催化劑或溶劑。粗產(chǎn)物也可以通過各種純化方法處理以使最終產(chǎn)物基本上不含鹵離子，如氯離子。這樣的方法在現(xiàn)有技術(shù)中充分描述，并且可以包括但不限于純化過程，如蒸餾或吸附。蒸餾通常用于通過利用沸點(diǎn)差異分離雜質(zhì)與期望的產(chǎn)物。也可以使用吸附以利用組分的吸附性質(zhì)差異實(shí)現(xiàn)分離，使得最終產(chǎn)物基本上不含鹵離子。吸附劑，例如市售mgo-al2o3共混物，可用于除去鹵離子，如氯離子。

對(duì)于涉及包含溶劑和具有本文所述的式iia至iid的硅前體的組合物的那些實(shí)施方式，所選擇的溶劑或其混合物不與硅前體反應(yīng)。組合物中溶劑的重量％的量為0.5重量％至99.5重量％或10重量％至75重量％。在這個(gè)或其他實(shí)施方式中，溶劑的沸點(diǎn)(b.p.)與式ii的硅前體的b.p.相似，或者溶劑的b.p.與式ii的硅前體的b.p.之差為40℃或更小、30℃或更小、或20℃或更小、10℃或更小或5℃或更小?；蛘?，沸點(diǎn)之差在任一個(gè)或多個(gè)以下端點(diǎn)的范圍內(nèi)：0、10、20、30或40℃。b.p.之差的適合范圍的實(shí)例包括但不限于0至40℃，20至30℃或10至30℃。組合物中適合溶劑的實(shí)例包括但不限于醚(如1,4-二噁烷、二丁醚)，叔胺(如吡啶、1-甲基哌啶、1-乙基哌啶、n,n’二甲基哌嗪、n,n,n’,n’-四甲基乙二胺)，腈(如芐腈)，烷基烴(如辛烷、壬烷、十二烷、乙基環(huán)己烷)，芳族烴(如甲苯、均三甲苯)，叔氨基醚(如雙(2-二甲基氨基乙基)醚)，或其混合物。一些非限制性示例組合物包括但不限于包含雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(b.p.為約135℃)和辛烷(b.p.為125至126℃)的組合物；包含雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(b.p.為約135℃)和乙基環(huán)己烷(b.p.為130-132℃)的組合物；包含雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(b.p.為約135℃)和環(huán)辛烷(b.p.為149℃)的組合物；包含雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(b.p.為約135℃)和甲苯(b.p.為115℃)的組合物。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，本文描述了用于沉積含硅膜的容器，其包含具有式iia至iid的一種或多種硅前體化合物。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，容器包括裝配有適當(dāng)閥和配件的至少一個(gè)可加壓容器(優(yōu)選不銹鋼的)，以允許將一種或多種前體遞送到cvd或ald工藝的反應(yīng)器。在這個(gè)或其他實(shí)施方式中，硅前體化合物在由不銹鋼構(gòu)成的可加壓容器中提供，并且硅前體的純度為98重量％或更高或者99.5％或更高，該純度適用于大多數(shù)半導(dǎo)體應(yīng)用。在某些實(shí)施方式中，如果期望，這樣的容器還可以具有用于將前體與一種或多種另外的前體混合的裝置。在這些或其它實(shí)施方式中，容器的內(nèi)容物可以與另外的前體預(yù)混合。或者，本文所述的硅前體化合物和/或其它前體可以保持在分開的容器中或具有分隔裝置的單一容器中，以保持具有式iia至iid的硅前體在儲(chǔ)存期間與其它前體分開。

在某些實(shí)施方式中，本文所述的方法還包括除具有上述式iia至iid的硅前體以外的一種或多種另外的含硅前體。另外的含硅前體的實(shí)例包括但不限于單氨基硅烷，如二異丙基氨基硅烷、二仲丁基氨基硅烷、苯基甲基氨基硅烷；有機(jī)硅化合物，如三甲硅烷基胺(tsa)；單氨基硅烷(二異丙基氨基硅烷、二仲丁基氨基硅烷、苯基甲基氨基硅烷)；硅氧烷(如六甲基二硅氧烷(hmdso)和二甲基硅氧烷(dmso))；有機(jī)硅烷(如甲基硅烷、二甲基硅烷、二乙基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、乙基硅烷、二甲硅烷基甲烷、2,4-二硅雜戊烷、1,4-二雜硅丁烷、2,5-二硅雜己烷、2,2-二甲硅烷基丙烷、1,3,5-三硅雜環(huán)己烷和這些化合物的氟化衍生物)；含苯基有機(jī)硅化合物(如二甲基苯基硅烷和二苯基甲基硅烷)；含氧有機(jī)硅化合物，如二甲基二甲氧基硅烷、1,3,5,7-四甲基環(huán)四硅氧烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四硅雜-4-氧代-庚烷、2,4,6,8-四硅雜-3,7-二氧代-壬烷、2,2-二甲基-2,4,6,8-四硅雜-3,7-二氧代-壬烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、[1,3,5,7,9]-五甲基環(huán)戊硅氧烷、1,3,5,7-四硅雜-2,6-二氧代-環(huán)辛烷、六甲基環(huán)三硅氧烷、1,3-二甲基二硅氧烷、1,3,5,7,9-五甲基環(huán)戊硅氧烷、六甲氧基二硅氧烷和這些化合物的氟化衍生物。

在某些實(shí)施方式中，本文所述的具有式iia至iid的硅前體也可用作含金屬膜(例如但不限于金屬氧化物膜或金屬氮化物膜)的摻雜劑。在這些實(shí)施方式中，含金屬膜使用ald或cvd工藝，例如本文所述的那些工藝，使用金屬醇鹽、金屬酰胺或揮發(fā)性有機(jī)金屬前體沉積?？梢杂糜诒疚墓_的方法的適合的金屬醇鹽前體的實(shí)例包括但不限于第3至6族金屬醇鹽、具有烷氧基和烷基取代的環(huán)戊二烯基配體的第3至6族金屬絡(luò)合物、具有烷氧基和烷基取代的吡咯基配體的第3至6族金屬?gòu)?fù)合物，具有烷氧基和二酮(diketonate)配體兩者的第3至6族金屬絡(luò)合物；具有烷氧基和酮酯配體兩者的第3至6族金屬絡(luò)合物。可以用于本文公開的方法的適合的金屬酰胺前體的實(shí)例包括但不限于alcl3，三甲基鋁(tma)，三乙基鋁，甲基氯化鋁，三(二甲基氨基)鋁(tdmaa)，三(二甲基氨基)鋁(tdmaa)和三(二乙基氨基)鋁(tdeaa)及其他揮發(fā)性鋁前體，四(二甲基氨基)鋯(tdmaz)，四(二乙基氨基)鋯(tdeaz)，四(乙基甲基氨基)鋯(temaz)，四(二甲基氨基)鉿(tdmah)，四(二乙基氨基)鉿(tdeah)和四(乙基甲基氨基)鉿(temah)，四(二甲基氨基)鈦(tdmat)，四(二乙基氨基)鈦(tdeat)，四(乙基甲基氨基)鈦(temat)，叔丁基亞氨基三(二乙基氨基)鉭(tbtdet)，叔丁基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(tbtdmt)，叔丁基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭(tbtemt)，乙基亞氨基三(二乙基氨基)鉭(eitdet)，乙基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(eitdmt)，乙基亞胺基三(乙基甲基氨基)鉭(eitemt)，叔戊基亞氨基三(二甲基氨基)鉭(taimat)，叔戊基亞氨基三(二乙基氨基)鉭，五(二甲基氨基)鉭，叔戊基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭，雙(叔丁基亞氨基)雙(二甲基氨基)鎢(btbmw)，雙(叔丁基亞氨基)雙(二乙基氨基)鎢，雙(叔丁基亞氨基)雙(乙基甲基氨基)鎢及其組合。可以用于本文公開的方法的適合的有機(jī)金屬前體的實(shí)例包括但不限于第3族金屬環(huán)戊二烯基化物或烷基環(huán)戊二烯基化物。本文中的示例性第3至6族金屬包括但不限于y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、er、yb、lu、ti、hf、zr、v、nb、ta、cr、mo和w。

如前所述，本文所述的方法可用于在襯底的至少一部分上沉積氮化硅膜。適合襯底的實(shí)例包括但不限于硅、sio2、si3n4、osg、fsg、碳化硅、氫化碳化硅、氮化硅、氫化氮化硅、碳氮化硅、氫化碳氮化硅、硼氮化物、抗反射涂層、光致抗蝕劑、柔性襯底如igzo、有機(jī)聚合物、多孔有機(jī)和無機(jī)材料、金屬如銅和鋁，以及擴(kuò)散屏障層，例如但不限于tin、ti(c)n、tan、ta(c)n、ta、w或wn。膜與多種后續(xù)加工步驟相容，例如化學(xué)機(jī)械平面化(cmp)和各向異性蝕刻處理。

沉積的膜具有應(yīng)用，其包括但不限于計(jì)算機(jī)芯片、光學(xué)器件、磁性信息存儲(chǔ)器、支撐材料或襯底上的涂層、微機(jī)電系統(tǒng)(mems)、納米機(jī)電系統(tǒng)、薄膜晶體管(tft)、發(fā)光二極管(led)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)、igzo和液晶顯示器(lcd)。

在某些實(shí)施方式中，襯底具有表面特征。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，襯底任選地在其上具有寬度小于100μm，寬度優(yōu)選小于1μm，寬度最優(yōu)選小于0.5μm的小尺寸的特征。特征(如果存在)的縱橫比(深寬比)大于1:1，優(yōu)選大于4:1，最優(yōu)選大于8:1。

襯底可以是單晶硅晶片、碳化硅晶片、氧化鋁(藍(lán)寶石)晶片、玻璃片、金屬箔、有機(jī)聚合物膜，或者可以是聚合物、玻璃、硅或金屬三維制品。襯底可以涂布有本領(lǐng)域公知的多種材料，包括氧化硅、氮化硅、無定形碳、氧碳化硅、氧氮化硅、碳化硅、砷化鎵、氮化鎵等的膜。這些涂層可以完全涂布襯底，可以是各種材料的多個(gè)層，并且可以被部分蝕刻以暴露下層材料層。表面也可以在其上具有光致抗蝕劑材料，其以圖案曝光并顯影以部分地覆蓋襯底。

以下實(shí)施例說明了本文所述的用于沉積含硅材料或膜的方法，并不意圖以任何方式限制它。

工作實(shí)施例

在以下實(shí)施例中，除非另有說明，否則性能是從在中等電阻率(14-17ω-cm)的單晶硅晶片襯底上沉積的樣品膜獲得的。所有的膜沉積都是使用具有噴頭設(shè)計(jì)并使用13.56mhz直接等離子體的cn-1反應(yīng)器或者不具有等離子體的錯(cuò)流型cn-1反應(yīng)器(用于比較例)進(jìn)行。在典型的工藝條件下，除非另有說明，室壓力固定在約1至約5托的壓力。使用另外的惰性氣體如氬氣或氮?dú)庖跃S持室壓力。所用典型rf功率在150mm晶片基座的電極區(qū)域上為125w，以提供0.7w/cm²的功率密度。

實(shí)施例1.雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷，式iib)的合成

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向含有三甲硅烷基胺(500g，4.66摩爾(mol))的1升(l)圓底燒瓶中加入2.5克的b(c6f5)3在十二烷中的溶液(0.2重量％(wt.％)，9.8×10^-6摩爾(mol))。硅烷氣體立即作為氣泡開始釋放。將反應(yīng)溶液攪拌約1小時(shí)，同時(shí)保持內(nèi)部溫度為20℃。一旦反應(yīng)溶液質(zhì)量降低30％，則加入4,4-聯(lián)吡啶(1.25g，8.00×10^-3摩爾)作為催化劑毒物，并快速停止鼓泡。在將淬滅的反應(yīng)混合物攪拌2小時(shí)后，將揮發(fā)物真空轉(zhuǎn)移(25-35℃/1托)至冷卻至-78℃的第二1升燒瓶中。收集的粗液體通過氣相色譜(gc)和氣相色譜-質(zhì)譜(gc-ms)測(cè)定為三甲硅烷基胺與n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷的約1:1混合物。通過真空分餾(58℃/50托)純化得到164gn,n’-二甲硅烷基三硅氮烷作為純度>99％的無色液體。沸點(diǎn)(b.p.)＝135℃。gc-ms顯示以下質(zhì)譜峰：181(m-1)，149，119，104，91，72。

實(shí)施例2.使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷，式iib)和氮等離子體的peald氮化硅膜

將硅晶片裝載到配有噴頭設(shè)計(jì)且具有13.56mhz直接等離子體的cn-1反應(yīng)器中，并加熱至300℃，室壓力為2托。使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷作為硅前體和氮等離子體作為等離子體源。使用以下工藝參數(shù)進(jìn)行ald循環(huán)。

a.準(zhǔn)備反應(yīng)器并加載晶片

√室壓力：2托

b.向反應(yīng)器引入硅前體

√氮?dú)饪偭魉伲?000標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)

√硅前體脈沖：1秒

c.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

d.引入等離子體

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√等離子體功率：125w

√等離子體脈沖：10秒

e.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

步驟b至e重復(fù)300個(gè)循環(huán)。所得氮化硅膜的折射率為2.0，而生長(zhǎng)/循環(huán)(gpc)為約，證明可以使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷前體化合物獲得高質(zhì)量氮化硅。

設(shè)計(jì)了另外的實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步確認(rèn)雙(二甲硅烷基氨基)硅烷作為硅前體的peald性能。圖1顯示了使用式iib前體和氮等離子體的氮化硅等離子體增強(qiáng)原子層沉積的溫度依賴性，表明該前體的ald窗口為至少高至約400℃。圖2顯示了在300℃下使用氮等離子體時(shí)，這樣沉積的氮化硅的膜厚度相對(duì)于式iib前體的脈沖時(shí)間，證明甚至以0.1s的自限式行為，并表明式iib前體的高反應(yīng)性。圖3示出了在300℃下使用式iib前體和氮等離子體時(shí)，這樣沉積的氮化硅的膜厚度相對(duì)于循環(huán)數(shù)，證明每循環(huán)的生長(zhǎng)為約。

在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，步驟b至e重復(fù)300個(gè)循環(huán)，除了步驟d中的等離子體功率設(shè)定為250瓦特。所得氮化硅膜厚度為相當(dāng)于生長(zhǎng)/循環(huán)(gpc)為。氮化硅膜的折射率為2.0。

實(shí)施例3.使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷，式iib)和氨等離子體的peald氮化硅膜

將硅晶片裝載到配有噴頭設(shè)計(jì)且具有13.56mhz直接等離子體的cn-1反應(yīng)器中，并加熱至300℃，室壓力為2托。使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷作為硅前體和氨等離子體作為等離子體源。使用以下工藝參數(shù)進(jìn)行ald循環(huán)。

a.準(zhǔn)備反應(yīng)器并加載晶片

√室壓力：2托

b.向反應(yīng)器引入硅前體

√氬氣總流速：1000sccm

√硅前體脈沖：0.2秒

c.吹掃

√氬氣總流速：1000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

d.引入等離子體

√氬氣總流速：1000sccm

√氨總流速：500sccm

√等離子體功率：125w

√等離子體脈沖：10秒

e.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

步驟b至e重復(fù)300個(gè)循環(huán)。這樣沉積的氮化硅的厚度為約表明與類似條件(如實(shí)施例2中的那些)下的氮等離子體相比，氨等離子體不如氮源好。

比較例3.使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷，式iib)和氨的熱ald氮化硅膜

將硅晶片裝載到配有噴頭設(shè)計(jì)且具有13.56mhz直接等離子體的cn-1反應(yīng)器中，并加熱至350℃，室壓力為2托。使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷作為硅前體。使用以下工藝參數(shù)進(jìn)行ald循環(huán)。

a.準(zhǔn)備反應(yīng)器并加載晶片

√室壓力：2托

b.向反應(yīng)器引入硅前體

√氬氣總流速：1000sccm

√硅前體脈沖：0.2秒

c.吹掃

√氬氣總流速：1000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

d.引入氨

√氬氣總流速：1000sccm

√氨總流速：500sccm

√脈沖：10秒

e.吹掃

√氬氣總流速：1000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

步驟b至e重復(fù)200個(gè)循環(huán)。當(dāng)與實(shí)施例3相比不使用等離子體時(shí)，在襯底上沒有觀察到沉積。

實(shí)施例4.使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷，式iib)和氫/氮等離子體的peald氮化硅膜

將硅晶片裝載到配有噴頭設(shè)計(jì)且具有13.56mhz直接等離子體的cn-1反應(yīng)器中，并加熱至300℃，室壓力為2托。使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷作為硅前體和氮等離子體作為等離子體源。使用以下工藝參數(shù)進(jìn)行ald循環(huán)。

a.準(zhǔn)備反應(yīng)器并加載晶片

√室壓力：2托

b.向反應(yīng)器引入硅前體

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√硅前體脈沖：0.2秒

c.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

d.引入等離子體

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√氫氣總流速：500sccm

√等離子體功率：125w

√等離子體脈沖：10秒

e.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

步驟b至e重復(fù)300個(gè)循環(huán)。這樣沉積的氮化硅的厚度為約對(duì)應(yīng)于gpc為。該實(shí)驗(yàn)表明與類似條件下的氮等離子體(如實(shí)施例2)相比，氫/氮等離子體不是好的氮源。

實(shí)施例5.使用式iib的雙(二甲硅烷基氨基)硅烷(又名n,n’-二甲硅烷基三硅氮烷)和氫/氮等離子體的peald氮化硅膜

將硅晶片裝載到配有噴頭設(shè)計(jì)且具有13.56mhz直接等離子體的cn-1反應(yīng)器中，并加熱至300℃，室壓力為2托。使用雙(二甲硅烷基氨基)硅烷作為硅前體和氮等離子體作為等離子體源。使用以下工藝參數(shù)進(jìn)行ald循環(huán)。

a.準(zhǔn)備反應(yīng)器并加載晶片

√室壓力：2托

b.向反應(yīng)器引入硅前體

√氮?dú)饪偭魉伲?00sccm

√氫氣總流速：500sccm

√硅前體脈沖：0.2秒

c.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?00sccm

√氫氣總流速：500sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

d.引入等離子體

√氮?dú)饪偭魉伲?00sccm

√氫氣總流速：500sccm

√等離子體功率：125w

√等離子體脈沖：10秒

e.吹掃

√氮?dú)饪偭魉伲?000sccm

√吹掃時(shí)間：10秒

步驟b至e重復(fù)300個(gè)循環(huán)。這樣沉積的氮化硅的厚度為約對(duì)應(yīng)于gpc為。該實(shí)驗(yàn)表明改變氫氣與氮?dú)獾谋嚷士梢蕴岣叩璧某练e速率，然而生長(zhǎng)/循環(huán)仍然比實(shí)施例2中所示的氮等離子體低得多。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是在步驟b中使用1秒的硅前體脈沖，這樣沉積的氮化硅的厚度為約對(duì)應(yīng)于gpc為。