【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氮化硅薄膜制备，特别涉及一种高应力氮化硅薄膜的形成方法。
技术介绍
1、氮化硅薄膜具有优良的光电性能和机械性能,在集成电路、微机械电子、太阳能电池以及显示器件领域都有着广泛的应用。等离子体增强化学气相沉积(pecvd)因其沉积效率高、薄膜均匀性好且可灵活操作的优势成为制备氮化硅薄膜的主要方法之一。目前形成高应力氮化硅薄膜的工艺方法主要是通过硅烷与氨气在等离子氛围下反应生成氮化硅，以大量氮气作为氛围气体及少量的反应气体，形成了高拉伸应力的氮化硅薄膜，在器件制造中起到非常重要的作用。但是由于高的拉伸应力，在腔体表面沉积该氮化硅薄膜作为保护腔体的薄膜时，其容易在反应腔表面形成片状的薄膜掉落，使得随后在基底沉积该高应力氮化硅薄膜的颗粒增多，从而导致镀膜次数有限，从而限制了镀膜设备的使用率。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种高应力氮化硅薄膜的形成方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种高应力氮化硅薄膜的形成方法，包括以下步骤：
4、s1、控制pecvd设备的真空反应腔室的温度为350～400 ℃，然后去除腔体杂质，并使真空反应腔室的上极板氟化形成氟化铝；
5、s2、向真空反应腔室内通入惰性气体吹扫后，通入含硅气体硅烷、氨气和笑气进行预处理；然后继续向真空反应腔室内通入含硅气体硅烷、氨气和笑气，并控制射频功率为1200～1300 w，在腔体表面沉积
6、s3、向真空反应腔室内通入惰性气体吹扫后，再通入笑气，并控制射频功率为500～1000 w，处理一定时间；
7、s4、将基底放入真空反应腔室内的基座上，向真空反应腔室内通入含硅气体硅烷和氨气进行预处理；然后继续向真空反应腔室内通入含硅气体硅烷和氨气，同时通入n2，在基底表面沉积形成高应力氮化硅薄膜；
8、步骤s2中，所述进行预处理的具体步骤为：向真空反应腔室内通入含硅气体硅烷400～500 sccm、氨气130～170 sccm、笑气4000～5000 sccm，通入时间为5～10 s；
9、步骤s2中，所述在腔体表面沉积保护腔体的氧化硅薄膜的步骤中，保持真空反应腔室内的压强为1～10 torr，通入含硅气体硅烷、氨气和笑气的流量与预处理的流量相同，沉积时间为17～29 s，沉积的氧化硅薄膜的厚度为1000～2000 a，应力为-50～-75 mpa。
10、优选地，所述在腔体表面沉积保护腔体的氧化硅薄膜的步骤中，控制沉积时间为17～21 s，沉积的氧化硅薄膜的厚度为1000～1400 a。
11、优选地，所述含硅气体硅烷和氨气的通入量比例为3:1。
12、优选地，步骤s3中，所述笑气的通入流量为5000～10000 sccm，使压力稳定在2～10 torr。
13、优选地，步骤s3中，所述处理一定时间为处理10～15 s。
14、优选地，步骤s1中，所述去除腔体杂质，并使真空反应腔室的上极板氟化形成氟化铝的具体步骤为：通入在腔室外部解离成氟离子的氟化氮气2000～6000 sccm和氩气 4000～12000 sccm，通入时间为30～60 s，并保持真空反应腔室内的压强为1～10 torr。
15、优选地，步骤s4中，所述进行预处理的具体步骤为：向真空反应腔室内通入含硅气体硅烷30～80 sccm、氨气60～160 sccm，通入时间为5～10 s。
16、优选地，步骤s4中，所述在基底表面沉积形成高应力氮化硅薄膜的步骤中，保持真空反应腔室内的压强为1～10 torr，通入含硅气体硅烷30～80 sccm和氨气60～160 sccm，通入n2 2000～4000 sccm，控制射频功率为50～150 w，沉积时间为50～100 s，沉积的氮化硅膜的厚度为100～500 a。
17、优选地，所述含硅气体硅烷和氨气的通入量比例为1:2。
18、本专利技术还提供了一种根据前述方法制备的高应力氮化硅薄膜。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
20、1）本专利技术通过引入较低应力（-50～-100 mpa）的、适宜厚度（1000～2000 a）的氧化硅薄膜作为保护腔体的薄膜，使得该氧化硅薄膜在沉积高应力氮化硅薄膜的时候不容易掉下颗粒，从而减少了形成的高应力氮化硅薄膜的颗粒缺陷。
21、2）本专利技术还通过在形成保护腔体的氧化硅薄膜之后、沉积高应力氮化硅薄膜之前，用笑气等离子处理腔体和基座表面，可去除腔体表面未反应完全的si-h键，对基座进行保护。
22、3）采用本专利技术的方法在连续镀膜两万片后，颗粒缺陷依然稳定，且通过采用最佳的工艺参数条件，可使颗粒数量稳定保持在10颗以下。
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1.一种高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，所述在腔体表面沉积保护腔体的氧化硅薄膜的步骤中，控制沉积时间为17～21 s，沉积的氧化硅薄膜的厚度为1000～1400 A。
3.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，所述含硅气体硅烷和氨气的通入量比例为3:1。
4.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤S3中，所述笑气的通入流量为5000～10000 sccm，使压力稳定在2～10 torr。
5.根据权利要求1或4所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤S3中，所述处理一定时间为处理10～15 s。
6.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤S1中，所述去除腔体杂质，并使真空反应腔室的上极板氟化形成氟化铝的具体步骤为：通入在腔室外部解离成氟离子的氟化氮气2000～6000 sccm和氩气 4000～12000 sccm，通入时间为30～60 s，并保持真空
7.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤S4中，所述进行预处理的具体步骤为：向真空反应腔室内通入含硅气体硅烷30～80 sccm、氨气60～160 sccm，通入时间为5～10 s。
8.根据权利要求1或7所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤S4中，所述在基底表面沉积形成高应力氮化硅薄膜的步骤中，保持真空反应腔室内的压强为1～10torr，通入含硅气体硅烷30～80 sccm和氨气60～160 sccm，通入N2 2000～4000 sccm，控制射频功率为50～150 W，沉积时间为50～100 s，沉积的氮化硅膜的厚度为100～500 A。
9.根据权利要求8所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，所述含硅气体硅烷和氨气的通入量比例为1:2。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述方法制备的高应力氮化硅薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，所述在腔体表面沉积保护腔体的氧化硅薄膜的步骤中，控制沉积时间为17～21 s，沉积的氧化硅薄膜的厚度为1000～1400 a。
3.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，所述含硅气体硅烷和氨气的通入量比例为3:1。
4.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤s3中，所述笑气的通入流量为5000～10000 sccm，使压力稳定在2～10 torr。
5.根据权利要求1或4所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤s3中，所述处理一定时间为处理10～15 s。
6.根据权利要求1所述的高应力氮化硅薄膜的形成方法，其特征在于，步骤s1中，所述去除腔体杂质，并使真空反应腔室的上极板氟化形成氟化铝的具体步骤为：通入在腔室外部解离成氟离子的氟化氮气2000～6000 sccm和氩气 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：周洁鹏，苗春雨，宋维聪，
申请(专利权)人：上海陛通半导体能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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