專利名稱：氧化硅和氧氮化硅的低溫沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及從硅有機(jī)前體和臭氧形成氧化硅和/或氧氮化硅的低溫化學(xué)氣相沉積(CVD)和低溫原子層沉積(ALD)方法。
背景技術(shù)：
CVD是已知的沉積方法。在CVD中，將兩種或多種反應(yīng)物氣體在沉積室中混合在一起，其中氣體在氣相中反應(yīng)且沉積成膜到襯底表面上或在襯底的表面上直接反應(yīng)。根據(jù)沉積膜的所需厚度，通過CVD的沉積發(fā)生規(guī)定長度的時(shí)間。由于規(guī)定的時(shí)間是進(jìn)入室的反應(yīng)物通量的函數(shù)，所需時(shí)間可一個(gè)室不同于另一個(gè)室。
ALD也是已知的方法。在常規(guī)ALD沉積循環(huán)中，將每種反應(yīng)物氣體按順序引入室，使得不發(fā)生氣相相互混合。第一反應(yīng)物(即前體)的單層物理或化學(xué)吸附到襯底表面上。然后通常借助于惰性凈化氣體和/或泵送排空過量的第一反應(yīng)物。然后將第二反應(yīng)物引到沉積室和與第一反應(yīng)物反應(yīng)以通過自限制表面反應(yīng)形成所需膜的單層。一旦初始吸附的第一反應(yīng)物完全與第二反應(yīng)物完全反應(yīng)，自限制反應(yīng)步驟停止。然后借助于惰性凈化氣體和/或泵送排空過量的第二反應(yīng)物。如需要通過重復(fù)沉積循環(huán)獲得所需的膜厚度?？梢酝ㄟ^簡單地計(jì)算沉積循環(huán)的數(shù)目控制膜厚度到原子層(即埃等級)精度。
已知氧化硅(SiOx)和氧氮化硅(SiOxNy)用于柵和電容器應(yīng)用。然而，由于集成電路(IC)中的線寬度尺寸持續(xù)按比例縮小，包括目前CVD技術(shù)的目前技術(shù)對于涂覆這樣的膜，變得越來越不適合。
例如，已知使用CVD以從與氧氣或水汽反應(yīng)的硅有機(jī)前體沉積氧化硅層。然而，這樣的CVD方法通常要求大于600℃的溫度-盡管雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)和二乙基硅烷(Et2SiH2)在400℃下與氧氣(O2)反應(yīng)。這樣高的溫度導(dǎo)致接觸金屬如鎢的氧化，因此增加線電阻。此外，這樣高的溫度導(dǎo)致金屬的催化反應(yīng)以在器件結(jié)構(gòu)中形成不所需的晶須如鎢晶須。因此，需要采用低溫的沉積方法。
在進(jìn)一步的例子中，在預(yù)金屬電介質(zhì)(PMD)應(yīng)用中，已知使用高密度等離子體(HDP)CVD以在300-550℃之間的溫度下沉積磷摻雜玻璃(PSG)或未摻雜硅酸鹽玻璃(NSG)。然而，HDP CVD在它的間隙-填充能力中限于大約3∶1的縱橫比?？v橫比是溝槽高度對它的寬度的比例；更高的比例更難以填充。半導(dǎo)體器件中金屬特征之間間隙，或空隙的存在可導(dǎo)致捕集水的袋，微裂紋和短路。因此，需要顯示更大間隙填充能力的沉積方法。

發(fā)明內(nèi)容
提供低溫(即小于約450℃)沉積方法以用于沉積對于間隔區(qū)和預(yù)金屬電介質(zhì)應(yīng)用的氧化硅和氧氮化硅層?？梢允荂VD和ALD方法的該方法使用臭氧作為氧化劑，與硅有機(jī)前體和，非必要地氮源結(jié)合。低溫沉積方法提供良好的臺階覆蓋和間隙-填充能力，提供6∶1或更大的高縱橫比。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，在襯底上沉積氧化硅層的CVD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；和(ii)向沉積區(qū)引入臭氧。在本發(fā)明的此方面，步驟可以同時(shí)或按順序進(jìn)行。前體和臭氧反應(yīng)以在襯底上形成氧化硅層。
在本發(fā)明的另一方面，在襯底上沉積氧氮化硅層的CVD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)向沉積區(qū)引入臭氧；和(iii)向沉積區(qū)引入氮源，如氨(NH3)。再次，步驟可以同時(shí)或按順序進(jìn)行。前體，臭氧和氮源反應(yīng)以在襯底上形成氧氮化硅層。
在本發(fā)明的再一方面，在襯底上沉積氧化硅層的ALD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)凈化沉積區(qū)；和(iii)向沉積區(qū)引入臭氧。在本發(fā)明的此方面，步驟按順序進(jìn)行。循環(huán)沉積一個(gè)氧化硅的單層。必要的話可以重復(fù)循環(huán)許多次以達(dá)到所需的膜厚度，只要由沉積區(qū)的另外凈化分隔每個(gè)循環(huán)。
在本發(fā)明的還另一方面，在襯底上沉積氧氮化硅層的ALD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)凈化沉積區(qū)；和(iii)向沉積區(qū)引入臭氧和氮源，如氨(NH3)。步驟按順序進(jìn)行。臭氧和氮的引入可以單獨(dú)或同時(shí)，以任何順序進(jìn)行，和可以非必要地由凈化沉積室的步驟分隔。循環(huán)沉積一個(gè)氧氮化硅的單層。必要的話可以重復(fù)循環(huán)許多次以達(dá)到所需的膜厚度，只要由沉積區(qū)的另外凈化分隔每個(gè)循環(huán)。
參考附圖在閱讀本發(fā)明的如下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)是顯然的。


圖1說明本發(fā)明的CVD方法。
圖2說明本發(fā)明的ALD方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供在襯底上，在低溫下，即小于約450℃沉積氧化硅和氧氮化硅膜，同時(shí)保持良好臺階覆蓋特性的CVD和ALD方法。本發(fā)明的方法采用與臭氧結(jié)合的金屬硅有機(jī)前體。本發(fā)明的沉積方法可用于沉積高-k和低-k電介質(zhì)兩者。
要涂敷的襯底可以是具有金屬或親水性表面的任何材料，它在采用的加工溫度下穩(wěn)定。合適的材料對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的。合適襯底包括硅、陶瓷、金屬、塑料、玻璃和有機(jī)聚合物。優(yōu)選的襯底包硅、鎢和鋁?？梢灶A(yù)處理襯底以滴注，除去，或標(biāo)準(zhǔn)化襯底表面的化學(xué)構(gòu)成和/或性能。襯底的選擇依賴于具體的應(yīng)用。
硅有機(jī)前體包括可以揮發(fā)的任何分子和在它的結(jié)構(gòu)中包括一個(gè)或多個(gè)硅原子和一個(gè)或多個(gè)有機(jī)離去基團(tuán)或配體，該離去基團(tuán)或配體可以從硅原子由包含活性氧(如臭氧)和/或活性氮的化合物(如氨)斷開。優(yōu)選，硅有機(jī)前體僅由一個(gè)或多個(gè)硅原子和一個(gè)或多個(gè)有機(jī)離去基團(tuán)或配體組成，該離去基團(tuán)或配體可以從硅原子由包含活性氧和/或活性氮的化合物斷開。更優(yōu)選，硅有機(jī)前體在室溫下或接近室溫，如優(yōu)選100℃以內(nèi)和甚至更優(yōu)選在室溫的50℃以內(nèi)是揮發(fā)性液體。合適的硅有機(jī)前體對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的。合適硅有機(jī)前體的優(yōu)選例子包括，但不限于，四甲基二硅氧烷(TMDSO)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅氮烷(HMDSN)、和硅四(乙基甲基酰胺)(TEMASi)、烷基氨基硅烷、烷基氨基二硅烷、烷基硅烷、烷氧基硅烷、烷基硅烷醇、和烷氧基硅烷醇。在一個(gè)實(shí)施方案中，硅前體是氨基硅烷或硅烷基酰胺。這些化合物包含相當(dāng)不穩(wěn)定和在低溫下容易與臭氧反應(yīng)的Si-N鍵。前體氣體的流量可以為1sccm-1000sccm。優(yōu)選，前體氣體的流量為10-500sccm。
臭氧氣體能夠在比使用常規(guī)氧化劑如水(H2O)或氧氣(O2)獲得的更低溫度下實(shí)現(xiàn)硅有機(jī)前體的氧化。前體由臭氧的氧化在小于約450℃和低至約200℃的溫度下得到良好的結(jié)果。溫度范圍優(yōu)選是300℃-400℃。使用臭氧代替水的其它優(yōu)點(diǎn)包括羥鍵的消除和由羥鍵引起的固定/俘獲電荷和膜中的較少碳。在優(yōu)選的實(shí)施方案中僅采用臭氧。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中以與氧氣的混合物采用臭氧。臭氧氣體流量可在10-2000sccm范圍內(nèi)。優(yōu)選，臭氧氣體流量為100-2000sccm。優(yōu)選，引入沉積區(qū)的臭氧濃度為10-400g/m3，更優(yōu)選150-300g/m3。作為具體的例子，使用TEMASi和臭氧在400℃下在5托的壓力下，沉積具有優(yōu)異臺階覆蓋與高縱橫比溝槽和均勻性的SiO2膜。前體氣體流量是約30sccm和臭氧濃度是250g/m3。
當(dāng)所需的膜為氧氮化物時(shí)，另外采用氮源。氮源可以是可以揮發(fā)和在它的結(jié)構(gòu)中包含活性氮的任何化合物。合適的氮源包括，但不限于原子氮、氮?dú)?、氨、肼、烷基肼、烷基胺等。?yōu)選是氨。氮源氣體以10-2000sccm的速率流入沉積室。優(yōu)選，氮源氣體以100-2000sccm的速率流動(dòng)。
在許多實(shí)施方案中，采用稀釋氣體與一種或多種反應(yīng)物氣體(如前體，臭氧，氮源)結(jié)合以改進(jìn)均勻性。稀釋氣體可以是任何非活性氣體。合適稀釋氣體包括氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣。由于成本原因?yōu)選是氮?dú)夂蜌鍤?。稀釋氣體流量通常為1sccm-1000sccm。
在一些CVD實(shí)施方案，和每個(gè)ALD實(shí)施方案中，一種或多種反應(yīng)物氣體向沉積室的引入由凈化步驟分隔。凈化可以由低壓力或真空泵進(jìn)行?；蛘?，可以通過脈沖惰性凈化氣體進(jìn)入沉積室進(jìn)行凈化。合適的凈化情況包括氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣?；蛘?，可以采用泵送和凈化氣體的組合。
由于壓力必須在要求的范圍內(nèi)，在所有的情況下以上引用的氣體流量依賴于室的尺寸和泵送能力。要求的工藝壓力依賴于沉積方法但一般地為1m托-760托，優(yōu)選0.5-7.0托。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，在襯底上沉積氧化硅層的CVD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；和(ii)向沉積區(qū)引入臭氧。在本發(fā)明的此方面，步驟可以同時(shí)或按順序進(jìn)行。前體和臭氧反應(yīng)以在襯底上形成氧化硅層。優(yōu)選，沉積區(qū)保持在0.5-2.0托的壓力和小于400℃的溫度下。
此沉積方法可以由如下公式說明(1)例如，沉積方法可以由如下公式的一個(gè)或多個(gè)說明(2)(3)其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中w等于1、2、3或4，和其中L選自氫或鹵素。或者，沉積方法可以由如下公式的一個(gè)或多個(gè)說明(4)(5)其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中z等于1、2、3、4、5或6，和其中L選自氫或鹵素。
在本發(fā)明的另一方面，在襯底上沉積氧氮化硅層的CVD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)向沉積區(qū)引入臭氧；和(iii)向沉積區(qū)引入氮源，如氨(NH3)。再次，步驟可以同時(shí)或按順序進(jìn)行。前體，臭氧和氮源反應(yīng)以在襯底上形成氧氮化硅層。優(yōu)選的，沉積區(qū)保持在0.5-2.0托的壓力和小于400℃的溫度下。
此沉積方法可以由如下公式說明(6)例如，沉積方法可以由如下公式的一個(gè)或多個(gè)說明(7)(8)其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中w等于1、2、3或4，和其中L選自氫或鹵素。或者，沉積方法可以由如下公式的一個(gè)或多個(gè)說明(9)(10)其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中z等于1、2、3、4、5或6，和其中L選自氫或鹵素。臭氧和氮源氣體可以同時(shí)或單獨(dú)引入。優(yōu)選，臭氧和氮源氣體作為混合物引入。
在圖1中說明在低壓力低熱CVD方法中沉積膜的上述方法。在圖1中，將硅晶片100裝入沉積室101及轉(zhuǎn)移在室基礎(chǔ)壓力附近發(fā)生。在沉積室101中，將晶片100由加熱器102加熱到沉積溫度。在此實(shí)施例中，通過將惰性稀釋氣體流103引入室101建立工藝壓力。然后，使用在半導(dǎo)體和薄膜工業(yè)中使用的常規(guī)氣體輸送方法，將硅有機(jī)前體104和臭氧氧化劑105(如果要沉積SiOxNy，還有NH3106)氣體流引入室。在要求達(dá)到目標(biāo)膜厚度的適當(dāng)時(shí)間之后，關(guān)掉硅前體和氧化劑/NH3氣體流和調(diào)節(jié)稀釋惰性氣體流以凈化室中剩余反應(yīng)物。在適當(dāng)?shù)膬艋瘯r(shí)間之后，將晶片轉(zhuǎn)移出工藝室和返回盒。
在本發(fā)明的再一方面，在襯底上沉積氧化硅層的ALD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)凈化沉積區(qū)；和(iii)向沉積區(qū)引入臭氧以在基底上形成氧化硅層。在本發(fā)明的此方面，步驟按順序進(jìn)行。循環(huán)沉積一個(gè)氧化硅的單層。必要的話可以重復(fù)循環(huán)許多次以達(dá)到所需的膜厚度，只要由沉積區(qū)的另外凈化分隔每個(gè)循環(huán)。該方法的總體公式與以上公式1-5中所示的相同。然而，將反應(yīng)分成由凈化分隔的多個(gè)步驟以保證單層生長。
在本發(fā)明的還另一方面，在襯底上沉積氧氮化硅層的ALD方法包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)凈化沉積區(qū)；和(iii)向沉積區(qū)引入臭氧和氮源。步驟按順序進(jìn)行。臭氧和氮的引入可以單獨(dú)或同時(shí)，以任何順序進(jìn)行，和可以非必要地由凈化沉積室的步驟分隔。循環(huán)沉積一個(gè)氧氮化硅的單層。必要的話可以重復(fù)循環(huán)許多次以達(dá)到所需的膜厚度，只要由沉積區(qū)的另外凈化分隔每個(gè)循環(huán)。該方法的總體公式與以上公式6-10中所示的相同。然而，將反應(yīng)分成由凈化間隔的多個(gè)步驟以保證單層生長。
ALD具有相對于傳統(tǒng)CVD的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，ALD可以在甚至更低的溫度下進(jìn)行。其次，ALD可產(chǎn)生超薄保形膜。實(shí)際上，ALD可以在原子等級上控制膜厚度和用于″納米-工程師″復(fù)合薄膜。第三，ALD提供薄膜在非平面襯底上的保形覆蓋。然而，由于每個(gè)循環(huán)要求的增加的脈沖數(shù)目，ALD的工藝時(shí)間通常更長。
在圖2中所述的步驟順序中說明由ALD沉積膜的上述方法。在圖2中，在排空氣體的室之后，將晶片200轉(zhuǎn)移入沉積區(qū)201和放置在晶片加熱器202上，其中加熱晶片到沉積溫度。沉積溫度可以為100℃-550℃，但優(yōu)選小于約450℃和更優(yōu)選為300℃-400℃。將稀釋氣體203的穩(wěn)態(tài)流引入沉積區(qū)201。此氣體可以是Ar、He、Ne、Ze、N2或其它非活性氣體。在工藝壓力下建立壓力。工藝壓力可以是100m托-10托，且優(yōu)選是200m托-1.5托。在達(dá)到穩(wěn)態(tài)壓力之后和在從晶片200表面除去任何殘余氣體的適當(dāng)時(shí)間之后，ALD沉積開始。首先，通過開啟適當(dāng)?shù)拈y門將硅有機(jī)前體蒸氣流的脈沖204引入沉積區(qū)域。蒸氣流量可以是1-1000sccm，和優(yōu)選在5-100sccm的范圍內(nèi)。蒸氣可以由非活性氣體如Ar、N2、He、Ne、或Xe稀釋。稀釋流量可以是100sccm-1000sccm。前體脈沖時(shí)間可以是0.01s-10s和優(yōu)選在0.05-2s范圍內(nèi)。在前體脈沖結(jié)束時(shí)，終止進(jìn)入沉積區(qū)201的前體蒸氣流。然后采用非活性氣體203凈化到沉積區(qū)域的蒸氣輸送線適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。在凈化期間，非活性氣體203通過蒸氣輸送線流入室。非活性氣體可以是Ar、He、Ne、Ze或N2。凈化氣體流量優(yōu)選與前體脈沖步驟期間通過管線的總氣體流量相同。蒸氣凈化時(shí)間可以是0.1s-10s但優(yōu)選是0.5s-5s。在蒸氣凈化步驟結(jié)束時(shí)，通過開啟適當(dāng)?shù)拈y(未顯示)將反應(yīng)物氣體流導(dǎo)入沉積區(qū)201。反應(yīng)物氣體對于沉積SiO2是臭氧205和對于SiOxNy的沉積，它是臭氧205和氨206的組合物?？偡磻?yīng)物氣體流量可以是100-2000sccm和優(yōu)選在200-1000sccm范圍內(nèi)。臭氧濃度在150-300g/m3范圍內(nèi)和優(yōu)選約200g/m3。對于SiOxNy的沉積依賴于所需的組成和溫度，氧化劑和氨流量的比例可以是0.2-10。反應(yīng)物脈沖時(shí)間可以是0.1s-10s但優(yōu)選是0.5s-3s。在完成反應(yīng)物脈沖之后，使用非活性氣體203流凈化到沉積區(qū)201的反應(yīng)物輸送管線。非活性氣體可以是He、Ne、Ar、Xe或N2。凈化流量優(yōu)選與反應(yīng)物脈沖步驟期間通過反應(yīng)物輸送管線的總流量相同。在反應(yīng)物脈沖之后，下一個(gè)前體脈沖出現(xiàn)和必要的話重復(fù)順序許多次以達(dá)到所需的膜厚度。
除凈化氣體的使用以外，可以由一個(gè)或多個(gè)凈化步驟期間泵送的包括改進(jìn)以上順序。也可以由一個(gè)或多個(gè)凈化步驟期間泵送的使用代替凈化氣體改進(jìn)以上的順序。
本方法可用于摻雜和未摻雜的SiOx和SiOxNy形成。本方法在集成電路(IC)制造中的典型應(yīng)用包括，但不限于預(yù)金屬電介質(zhì)(PMD)，淺溝槽隔離(STI)，間隔片，金屬硅酸鹽柵電介質(zhì)，和低-k電介質(zhì)。
這樣詳細(xì)描述的本發(fā)明和由專利法要求的特征，在所附的權(quán)利要求中給出要求保護(hù)和通過專利證書保護(hù)的所需內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種在襯底上沉積氧化硅的方法，包括向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體和臭氧的步驟。
2.權(quán)利要求1的方法，其中沉積通過化學(xué)氣相沉積進(jìn)行且包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；和(ii)向沉積區(qū)引入臭氧。
3.權(quán)利要求2的方法，其中步驟同時(shí)進(jìn)行。
4.權(quán)利要求2的方法，其中步驟按順序進(jìn)行。
5.權(quán)利要求1的方法，其中沉積通過原子層沉積進(jìn)行且包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下順序步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；和(ii)凈化沉積區(qū)；和(iii)向沉積區(qū)引入臭氧。
6.權(quán)利要求1的方法，其中硅有機(jī)前體選自四甲基二硅氧烷(TMDSO)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅氮烷(HMDSN)、和硅四(乙基甲基酰胺)(TEMASi)、烷基硅烷、烷基氨基硅烷、烷基氨基二硅烷、烷氧基硅烷、烷基硅烷醇、烷氧基硅烷醇。
7.權(quán)利要求1的方法，其中硅有機(jī)前體具有通式Si(NR1R2)4-WLw，其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中w等于1、2、3或4，和其中L選自氫或鹵素。
8.權(quán)利要求1的方法，其中硅有機(jī)前體具有通式Si2(NR1R2)6-zLz，其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中z等于1、2、3、4、5或6，和其中L選自氫或鹵素。
9.權(quán)利要求1的方法，其中沉積區(qū)保持在1m托-760托的壓力下。
10.權(quán)利要求1的方法，其中沉積在200℃-400℃之間的溫度下進(jìn)行。
11.權(quán)利要求1的方法，其中引入沉積區(qū)的臭氧提供10-400g/m3的臭氧濃度。
12.權(quán)利要求1的方法，其中襯底是硅襯底、陶瓷、金屬、塑料、玻璃、和有機(jī)聚合物。
13.一種在襯底上沉積氧氮化硅的方法，包括向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體，臭氧，和氮源的步驟。
14.權(quán)利要求13的方法，其中沉積通過化學(xué)氣相沉積進(jìn)行和包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；(ii)向沉積區(qū)引入臭氧；和(iii)向沉積區(qū)引入氮源。
15.權(quán)利要求14的方法，其中步驟同時(shí)進(jìn)行。
16.權(quán)利要求14的方法，其中步驟按順序進(jìn)行。
17.權(quán)利要求13的方法，其中沉積通過原子層沉積進(jìn)行和包括至少一個(gè)循環(huán)，該循環(huán)包括如下順序步驟(i)向襯底位于其中的沉積區(qū)引入硅有機(jī)前體；和(ii)凈化沉積區(qū)；和(iii)向沉積區(qū)引入臭氧和氮源。
18.權(quán)利要求17的方法，其中采用任何順序單獨(dú)引入臭氧和氮源。
19.權(quán)利要求17的方法，其中同時(shí)引入臭氧和氮源。
20.權(quán)利要求13的方法，其中硅有機(jī)前體選自四甲基二硅氧烷(TMDSO)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅氮烷(HMDSN)、和硅四(乙基甲基酰胺)(TEMASi)、烷基硅烷、烷基氨基硅烷、烷基氨基二硅烷、烷氧基硅烷、烷基硅烷醇、烷氧基硅烷醇。
21.權(quán)利要求13的方法，其中硅有機(jī)前體具有通式Si(NR1R2)4-WLw，其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中w等于1、2、3或4，和其中L選自氫或鹵素。
22.權(quán)利要求13的方法，其中硅有機(jī)前體有通式Si2(NR1R2)6-zLz，其中R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1-C6烷基、C5-C6環(huán)烷基、鹵素、和取代烷基和環(huán)烷基，其中z等于1、2、3、4、5或6，和其中L選自氫或鹵素。
23.權(quán)利要求13的方法，其中氮源選自原子氮、氮?dú)?、氨、肼、烷基肼、和烷基胺?br> 24.權(quán)利要求13的方法，其中沉積區(qū)保持在1m托-760托的壓力下。
25.權(quán)利要求13的方法，其中沉積在小于400℃的溫度下進(jìn)行。
26.權(quán)利要求13的方法，其中引入沉積區(qū)的臭氧提供10-400g/m3的臭氧濃度。
27.權(quán)利要求13的方法，其中襯底是硅襯底、陶瓷、金屬、塑料、玻璃、和有機(jī)聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成衍生自硅有機(jī)前體和臭氧的氧化硅和/或氧氮化硅的低溫(即小于約450℃)化學(xué)氣相沉積(CVD)和低溫原子層沉積(ALD)方法。本發(fā)明的方法提供良好的臺階覆蓋。本發(fā)明可用于沉積高－k和低－k電介質(zhì)兩者。
文檔編號H01L21/205GK1868041SQ03825798
公開日2006年11月22日 申請日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月18日
發(fā)明者先崎義秀, 李尚因, 李尚校 申請人:阿維扎技術(shù)公司, 綜合處理系統(tǒng)有限公司