形成包括硅碳材料的结构的方法和使用该方法形成的结构技术

公开了用于形成包括硅碳材料的结构的方法和系统以及使用该方法或系统形成的结构。示例性方法包括向反应空间提供第一气体，向反应空间提供硅碳前体，停止硅碳前体向反应空间的流动，在反应空间内形成第一等离子体，从而在衬底表面上沉积硅碳材料，以及可选地用活性物种处理硅碳材料以形成处理过的硅碳材料。种处理硅碳材料以形成处理过的硅碳材料。种处理硅碳材料以形成处理过的硅碳材料。

【技术实现步骤摘要】
形成包括硅碳材料的结构的方法和使用该方法形成的结构


[0001]本公开总体涉及形成适用于电子器件制造的结构的方法。更具体地，本公开的示例涉及形成包括硅碳材料层的结构的方法、包括这种层的结构以及用于执行该方法和/或形成该结构的系统。

技术介绍

[0002]在诸如半导体器件的器件制造过程中，通常希望用绝缘或介电材料填充衬底表面上的特征(例如沟槽或间隙)。由于硅碳材料相对于其他材料(例如氧化硅)的高蚀刻选择性，因此可能希望其用于各种应用。
[0003]不幸的是，典型的硅碳材料沉积技术会导致在沉积的硅碳材料中形成多个空隙，尤其是当使用等离子体辅助技术沉积硅碳材料时。
[0004]因此，需要用于形成结构的改进方法，特别是用于用硅碳材料填充衬底表面上的间隙的方法，其减轻硅碳材料中的空隙形成和/或提供期望的硅碳材料特性。
[0005]在本部分中阐述的任何讨论(包括问题和解决方案的讨论)已经包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景，并且不应被视为承认任何或所有讨论在本专利技术被制造时是已知的或者以其他方式构成现有技术。

技术实现思路

[0006]本公开的各种实施例涉及形成适用于形成电子器件的结构(在此有时称为膜结构)的方法。虽然下面更详细地讨论了本公开的各种实施例解决现有方法和结构的缺点的方式，但通常，本公开的示例性实施例提供了用于形成包括硅碳材料的结构的改进方法、包括硅碳材料的结构以及用于执行该方法和/或形成该结构的系统。这里描述的方法可以用于填充衬底表面上的特征。
[0007]根据本公开的各种实施例，提供了形成结构的方法—例如填充衬底表面上的图案化凹部的方法。示例性方法包括：在反应空间内提供包括图案化凹部的衬底；向反应空间提供第一气体；向反应空间提供硅碳前体；停止硅碳前体向反应空间的流动；以及在反应空间内形成第一等离子体，从而在衬底表面上沉积硅碳材料。根据这些实施例的示例，在形成第一等离子体之前，停止硅碳前体的流动。根据其他示例，第一等离子体可以连续通过多个沉积步骤和/或多个沉积和处理步骤，如下文更详细描述。第一气体可以包括例如Ar,He,NH3,N2和H2中的一种或多种。示例性方法还可以包括向反应室提供第二气体的步骤。第二气体包括Ar,He,NH3,N2和H2中的一种或多种。第一气体和第二气体可以是不同的气体。如下文更详细阐述，提供硅碳前体、提供第一气体、提供第二气体和形成等离子体的各个步骤可以重叠。示例性方法还可以包括处理硅碳材料的步骤；处理步骤可以包括在形成第一等离子体的步骤期间和/或在形成第二等离子体的步骤期间向反应室提供第一气体。硅碳前体的化学式可以用式Si
a
C
b
H
c
N
d
表示，其中a是自然数，b是自然数，c是自然数，d是0或自然数。如下文进一步阐述，可以通过改变第一气体、第二气体和/或另一处理参数中的一种或多种来操
纵硅碳材料的各种特性，例如蚀刻速率、密度、成分等。
[0008]根据本公开的进一步示例性实施例，至少部分地根据这里描述的方法形成结构。该结构可以包括硅碳材料和/或处理过的硅碳材料。
[0009]根据本公开的又一示例性实施例，提供了一种用于执行如本文所述的方法和/或用于形成结构的系统。
[0010]参考附图，通过下面对某些实施例的详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见；本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
[0011]当结合以下说明性附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可以获得对本公开的示例性实施例的更完整理解。
[0012]图1示出了根据本公开的示例性实施例的方法。
[0013]图2示出了根据本公开的示例性实施例的时序，没有额外的等离子体处理步骤。
[0014]图3示出了根据本公开的示例性实施例的具有等离子体处理步骤的另一时序。
[0015]图4示出了根据本公开的示例性实施例的具有等离子体处理步骤的又一时序。
[0016]图5示出了根据本公开的示例性实施例的硅碳材料的透射电子显微镜图像和特性，这取决于图2、3和4所示的处理顺序。
[0017]图6示出了根据本公开示例的另一时序。
[0018]图7示出了根据本公开的示例性实施例的硅碳材料的扫描透射电子显微镜图像，这取决于前体的类型。
[0019]图8示出了根据本公开的示例性实施例的反应器系统。
[0020]应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大，以帮助提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
[0021]尽管下面公开了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，本专利技术超出了具体公开的实施例和/或本专利技术的用途及其明显的修改和等同物。因此，所公开的本专利技术的范围不应被下面描述的特定公开实施例所限制。
[0022]本公开总体涉及沉积材料的方法、形成结构的方法、使用该方法形成的结构以及用于执行该方法和/或形成该结构的系统。举例来说，本文描述的方法可用于用硅碳材料填充特征，例如衬底表面上的间隙(例如沟槽、通孔或突起之间的空间)。术语间隙和凹部在这里可以互换使用。
[0023]为了在间隙填充过程中减轻空隙和/或接缝的形成，沉积的硅碳材料最初可流动并在间隙内流动以填充间隙。最初可流动的材料然后可以硬化。如下所述，至少在一些情况下，硬化的硅碳材料可被处理—例如以致密材料和/或增加硅碳材料的抗蚀刻性。如下文进一步描述，可以通过调整一个或多个参数来调整各种硅碳材料特性，例如在沉积和/或处理步骤期间使用的第一和/或第二气体。
[0024]本文描述的示例性结构可用于各种应用，包括但不限于3D交叉点存储器件中的单
元隔离、自对准过孔、伪栅极、反向色调图案、PC RAM隔离、切割硬掩模、DRAM存储节点接触(SNC)隔离等。
[0025]在本公开中，“气体”可以指在常温常压下为气体的材料、蒸发的固体和/或蒸发的液体，并且根据情况可以由单一气体或气体混合物构成。除了处理气体之外的气体，即没有通过气体分配组件(例如喷淋头、其他气体分配装置等)而引入的气体，可以用于例如密封反应空间，该反应空间包括密封气体，例如稀有气体。在一些情况下，例如在材料沉积的情况下，术语“前体”可以指参与产生另一种化合物的化学反应的化合物，特别是指构成膜基质或膜主骨架的化合物，而术语“反应物”可以指在一些情况下不同于前体的化合物，其活化前体、改性前体或催化前体的反应；当例如施加功率(例如射频(RF)功率)时，反应物可以向膜基质提供元素(例如H)并成为膜基质的一部分。在某些情况下，术语前体和反应物可以互换使用。术语“惰性气体”指的是当例如施加功率(例如RF功率)时，没有在可感知的程度上参与化学反应的气体和/或激发前体(例如促进前体聚合)的气体，但与反应物不同，它可能不会在可感知的程度上成为膜基质的一部分。
[0026]如本文所用，术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填充衬底表面上的图案化凹部的方法，该方法包括以下步骤：在反应空间内提供包括图案化凹部的衬底；向反应空间提供第一气体；向反应空间提供硅碳前体；停止硅碳前体向反应空间的流动；以及在反应空间内形成第一等离子体，从而在衬底表面上沉积硅碳材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一气体包括Ar,He,NH3,N2和H2中的一种或多种。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，还包括向反应室提供第二气体的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二气体包括Ar,He,NH3,N2和H2中的一种或多种，并且其中，所述第一气体不同于所述第二气体。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中，提供所述第一气体的步骤和提供所述硅碳前体的步骤重叠。6.根据权利要求3
‑
5中任一项所述的方法，其中，提供所述第一气体的步骤和提供所述第二气体的步骤重叠。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，包括处理所述硅碳材料的步骤，其中处理步骤包括在形成所述第一等离子体的步骤期间向反应室提供所述第一气体。8.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，包括处理所述硅碳材料的步骤，其中处理步骤包括在形成第二等离子体的步骤期间向反应室提供所述第二气体。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一等离子体和第二等离子体不重叠。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的方法，其中，所述方法包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)过程或等离子体增强原子层沉积(PEALD)过程或者PECVD过程和PEALD过程的组合。11.根据权利要求10所述的方法，其中，PECVD包括在连续前体供应下的RF脉冲的方法或在连续RF供应下的前体脉冲的方法。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的方法，其中，所述硅碳前体的化学式由式Si
a
C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：须佐圭雄，梅原直己，黄祐敏，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：