用于窄隙填充用途的介电薄膜制造技术

在形成具有低热收缩的填隙介电材料中使用分散在溶剂中由致密材料构成的纳米颗粒的胶体悬浮体。该介电材料特别用于预金属介电材料和浅槽分隔用途。根据形成介电材料的这种方法，把胶体悬浮体沉积在衬底上并干燥形成多孔中间层。通过用液相基质材料如旋涂聚合物渗透，然后固化；通过用气相基质材料渗透，然后固化；或者仅通过固化使所述中间层改性，以提供填隙的热稳定耐侵蚀介电材料。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于半导体器件中的介电材料，更具体涉及由胶体分散体制备的介电材料，其具有热稳定性和耐侵蚀性并且完全填充窄隙。
技术介绍
为了提供提高性能的集成电路(IC)，集成电路上的器件和间隙的特征尺寸不断减小。这样的器件的制备通常需要向硅衬底上的材料层中形成图案的特征(feature)中沉积介电材料。在大多数情况下，重要的是介电材料完全填充这样的特征，这些特征可能小到0.01-0.05μm，或者在下一代器件中甚至更小。填充这样的窄特征，所谓间隙填充，对所用的材料提出严格的要求，例如，对于预金属(pre-metal)电介质(PMD)或浅槽隔离(STI)用途。集成电路上的预金属介电层使这些结构与金属互联层电隔离，并且把它们与污染物流动离子电隔离，污染物流动离子降低电性能。PMD层可能要求填充具有5或更大深宽比的窄隙，深宽比即深度与宽度的比值。在沉积后，介电材料需要能够耐受加工步骤，如高温退火、蚀刻和清洗步骤。介电材料通常通过化学气相沉积(CVD)或通过旋涂法(spin-on)沉积。这些方法的每一种对于填充非常窄的间隙都有一些局限性。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法提供较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在衬底上形成介电层的方法，该方法包括：在衬底上沉积胶体分散体，该胶体分散体包含分散在溶剂中的致密材料的颗粒，其中，所述致密材料是一种介电材料或者通过氧化或氮化可以转变成介电材料的材料；干燥该胶体分散体形成中间层； 用基质材料渗透所述中间层形成渗透后的层；和固化所述渗透后的层，从而使渗透后的层改性，形成介电层。

【技术特征摘要】
1.一种在衬底上形成介电层的方法，该方法包括在衬底上沉积胶体分散体，该胶体分散体包含分散在溶剂中的致密材料的颗粒，其中，所述致密材料是一种介电材料或者通过氧化或氮化可以转变成介电材料的材料；干燥该胶体分散体形成中间层；用基质材料渗透所述中间层形成渗透后的层；和固化所述渗透后的层，从而使渗透后的层改性，形成介电层。2.权利要求1的方法，其中，用基质材料渗透所述中间层使用旋涂聚合物材料的涂料溶液渗透所述中间层。3.权利要求2的方法，其中，所述旋涂聚合物材料包含选自硅酸盐、氢倍半硅氧烷、有机倍半硅氧烷、有机硅氧烷、倍半硅氧烷-硅酸盐共聚物、硅氮烷基材料、聚碳硅烷和乙酸基硅烷。4.权利要求2的方法，其中，所述旋涂聚合物材料包含选自砷、锑、磷和硼的物质。5.权利要求1的方法，其中，所述致密材料的颗粒是包含选自二氧化硅、硅、氮化硅、氮氧化硅、铝、氮化铝和氧化铝的材料的颗粒。6.权利要求5的方法，其中，所述致密材料还包含选自砷、锑、磷和硼的物质。7.权利要求5的方法，其中，所述致密材料的颗粒包含二氧化硅。8.权利要求5的方法，其中，所述致密材料的颗粒包含硅。9.权利要求1的方法，其中，所述颗粒具有约2纳米-约50纳米的特征尺寸。10.权利要求1的方法，其中，所述介电层是在集成电路器件上的预金属介电层。11.权利要求1的方法，其中，所述介电层填充浅槽分隔结构中的沟槽。12.权利要求1的方法，其中，所述介电层填充尺寸小于100纳米的间隙。13.权利要求12的方法，其中，所述介电...

【专利技术属性】
技术研发人员：N哈克，S谢，Y邓，D恩迪施，R梁，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]