CN113136561B 沉积氮化硅层的方法、该方法形成的结构以及执行系统 （Asmip私人控股有限公司）

公开了用于在表面上沉积氮化硅之前预处将所述表面暴露于由包括氮和氢的一种或多种的步骤可另外包含将所述表面暴露于包括硅的2将所述衬底暴露于包含硅和氢的前体，用于硅热吸附于所述衬底的表将所述衬底暴露于由包括氮和氢的一种或多种气体形成的活性物种以在衬底表面上2.根据权利要求1所述的方法，其中所述包括氮和氢的一种或多种气体包括含氮气体其中在所述反应室内形成活性反应物物种的5.根据权利要求1所述的方法，其中在将前体提供到所述反应室并在所述反应室内形7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述反应室内形成活性反应物物种的步骤包括8.根据权利要求4所述的方法，其中用于在所述反应室内形成活性反应物物种的步骤期间形成等离子体的功率频率在100k9.根据权利要求4所述的方法，其中用于在所述反应室内形成活性反应物物种的步骤10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述衬底暴露于由包括氮和氢的一种或多种气体形成的活性物种以在衬底表面上形成N—H和/或N—H2基团的步骤包括脉冲式等离子11.根据权利要求1所述的方法，将所述衬底暴露于由包括氮和氢的一种或多种气体形成的活性物种以在衬底表面上形成N—H和/或N—H2基团的步骤包括脉冲式等离子体过3[0003]在一些应用中，可能需要在衬底表面上沉积相对薄的——例如小于10nm或小于[0004]在若干应用中使用等离子体增强沉积来沉积氮化硅膜，以例如降低沉积温度和/[0005]减少等离子体增强氮化硅膜沉积的温育时间的一个方法包含增加前体馈入反应室的时间并且增加在等离子体增强氮化硅沉积过程的初始沉积循环期间施加射频(RF)功用于在衬底(其可包括一种或多种材料和/或表面封端键)表面上均匀沉积氮化硅膜的方法4[0011]根据本公开的额外实施例，公开一种用于执行本文所描述的方法和/或用于形成示或表明的一个优势或一组优势但未必实现本文中可能教示或表明的其它目标或优势的[0017]图4示出根据本公开的示例的在存在以及不存在预处理步骤的情况下沉积的氮化[0018]图5示出根据本公开的示例的在存在以及不存在预处理步骤的情况下沉积的氮化[0019]图6示出对于变化的氢浓度，随预处理时间而变的氧化硅和硅覆层上沉积的氮化5[0025]图14示出仅Ar/NH3等离子体预处理与硅烷热吸附和Ar/NH3等明所公开的范围不受限于下文所描述的特定公开实硅沉积的温育，和/或可在不同材料上和/或在使用不同技术形成和/或具有不同厚度的材吹扫步骤，以在化学吸附前体的转化之后从处理室移除过多前体和/或从处理室移除过多反应物和/或反应副产物。当使用前体/反应气体和吹扫(例如惰性)气体的交替脉冲执行性前体且所述挥发性前体在衬底上反应和/或分解以沉[0034]包含氮化硅(SiN)的层或氮化硅层可包括氮化硅材料、基本上由氮化硅材料组成6构之间除了所述两个结构之外没有居间离散的物理[0037]现转而参看附图，图1示出根据本公开的示例性实施例的形成氮化硅层的方法体(步骤104)；通过将衬底暴露于由一种或多种含氢和含氮气体形成的活性物种而处理衬勒市(Almere,TheNetherlands))。示例性合适的间歇式ALD反应器也可购自ASM反应室的反应器可具有加热器以通过升高衬底和/或反应物/前体中的一者或多者的温度[0040]在步骤102期间提供的衬底可包含含有一种或多种材料的表面——在本文中有时7如约0slm到约50slm的范围内。在步骤104期间，反应室内的压力可在约0.1托与约会促进氮化硅在衬底的表面上的后续(例如CVD或循环)沉积，即使所述表面包括不同材料表面上的金属氧化物的厚度的百分比。在这些情况下,可选择预处理过程的时间段以获得[0045]根据本公开的示例，包含氮和氢的一种或多种气体包含氮(N28电持续时间可在约10％到约90％的范围内。断电持续时间可在约10％到约90％的范围内。底暴露于活性物种106的步骤期间形成等离子体的功率频率可在约100kHz与约2.45GHz之102-106中的一个或多个步骤的同一反应室内执行步骤108。在将不同的反应室用于步骤[0049]沉积氮化硅层步骤108可包含CVD或循环沉积过程。周期性(例如ALD)循环可包含将衬底暴露于前体(也称为反应物)、从反应空间移除任何未反应的前体和/或反应副产物硅烷(Si2I6)和辛碘三硅烷(Si3I8)。[0050]在吹扫步骤期间，前体/反应物可通过例如氩气(Ar)或氮气(N2)或氦气(He)等惰性气体和/或真空压力暂时分离，以防止或减缓反应物之间的气相反应并实现自饱和表面[0051]在一些实施例中，提供硅源前体可包括将[0052]在一些实施例中，提供反应物可包括将源脉冲输送到衬底上的期间，氮源的流率可低于4000sccm，或低于2000sccm，或低于9用例如电容耦合等离子体(CCP)源、电感耦合等离子体(ICP)源或远程等离子体(RP)源形活性反应物物种的步骤期间形成等离子体的功率频率可在约100kHz有沟槽208的材料204和沉积在沟槽(特征)208内[0056]衬底202可包含任何合适材料，例如半导体材料和通常用于形成半导体装置的材族或金属氧化物，或氮化物，例如IV族或金属氮化物。氮化硅层206可包含使用PEALD过程——例如如本文所述的PEALD过程——沉积[0058]图4示出对于在无预处理的情况下形成的结构、通过在预处理期间施加恒定功率的膜之间的膜厚度差异显著大于经过恒定功率或脉冲式功率预处[0059]图5示出膜厚度测量值，示出对于无预处理以及通过恒定功率等离子体和脉冲式统1500可用于执行如本文所描述的一个或多个步骤或子步骤，和/或用于形成如本文所描[0061]反应器系统1500包含在反应室3的内部11(反应区)中平行且面向彼此的一对导电它们之间的任何值)施加到一个电极(例如电极4)并且电接地另一电极(例如电极2)来在反的内部16(转移区)引入反应室3的内部11中，其中提供用于分离反应区和转移区的分离板[0065]在一些实施例中，可使用双室反应器(靠近彼此安置的用于处理衬底的两个区段[0074]图6示出在氮中H2不同处理时间和浓度下，硅热氧化物与硅覆层之间的厚度差异个衬底均包含具有纵横比12的沟槽结构。将衬底安装在基座加热器上并加热到450℃的温[0085]基座加热器被加热到450℃,上部电极被加热到200℃,并且室壁被加热到150℃。[0086]反应室内的压力通过氮和氢的引入而增大到高达350Pa。总流率为391nm)发射与H2浓度极为相关。与纯N2等离子[0089]将两个沟槽图案化样本(硅衬底和上面有SiOx层的衬底)引入反应器的反应室中。反应器底部引入1.5slm的N2以防止/减缓基座[0106]使用2slm的N2载气通过75℃下加热的管将硅前体引入反应室中。馈料时间是0.3硅衬底与包含SiOx的衬底上沉积的膜之反应器底部引入1.5slm的N2以防止/减缓基座单元下侧壁膜厚度的演变。在无硅烷吸附步骤的情况下，对于预处理持续时间1，硅衬底与包含