本发明专利技术描述了半导体器件和用于制作这种器件的方法。半导体器件包含已通过应用微波能量而实现沉积和/或流动的介电层(“MW介电层”)。介电层可通过以下方式制成：在反应室中提供衬底；在反应室中使前体气体混合物(包含用于反应以形成介电材料的原子)流动；然后使气体混合物承受一定频率和功率密度的微波能量而足以使得前体气体混合物的原子发生反应和沉积以在衬底上形成介电层。而且，所述器件可通过以下方式制成：在已经沉积的介电膜上施加一定频率和功率密度的微波能量而足以使得沉积的介电材料的原子流动。使用微波能量允许使用低温处理形成介电层，从而为半导体器件提供了多种益处以及处理流程效率和低成本。还描述了其它实施例。
【技术实现步骤摘要】
本申请一般涉及半导体器件和用于制作这种器件的方法。更具体地，本申请所描述的半导体器件包含在低处理温度下通过微波沉积和/或流动的介电层。
技术介绍
包含集成电路(IC)或分立器件的半导体器件广泛用于各种电子设备中。IC器件 (或芯片，或分立器件)包括已在半导体材料衬底表面中制造出的小型电子电路。电路由许多重叠层构成，所述层包括含有可扩散到衬底中的掺杂物的层(被称为扩散层)，和含有被植入衬底中的离子的层(植入层)。其它层是导体(多晶硅或金属层)或者在导电层之间的连接部(通孔或接触层)。IC器件或分立器件可通过逐层过程而制造，其中使用组合的多个步骤，包括层生长，成像，沉积，刻蚀，掺杂，和清理。典型地使用硅晶片作为衬底，使用光刻法标记将被掺杂的衬底的不同区域或者沉积和限定多晶硅、绝缘体、或金属层。这些层之一是常由介电材料制成的绝缘层。在一些情况下，绝缘层可通过以下方式制成在真空室或等离子体增强真空室中沉积所希望介电材料的前体气体混合物，然后在约950至1000°C的高温下在炉中使所沉积的介电材料密化和流动而持续5至6小时。
技术实现思路
本专利技术描述半导体器件和用于制作这种器件的方法。半导体器件包含已通过应用微波能量而实现沉积和/或流动的介电层(“MW介电层”)。介电层可通过以下方式制成 在反应室中提供衬底；在反应室中使前体气体混合物(包含用于反应以形成介电材料的原子)流动；然后使气体混合物承受一定频率和功率密度的微波能量而足以使得前体气体混合物的原子发生反应和沉积以在衬底上形成介电层。而且，所述器件可通过以下方式制成 在已经沉积的介电膜上施加一定频率和功率密度的微波能量而足以使得沉积的介电材料的原子流动。使用微波能量允许使用低温处理形成介电层，从而为半导体器件提供了多种益处以及处理流程效率和低成本。附图说明通过附图可更好地理解以下描述，其中图1显示出CMOS半导体结构的一些实施例；图2图示出LDMOS半导体结构的一些实施例；图3显示出UMOS半导体结构的一些实施例；图4显示出使用微波能量使介电层沉积的过程的一些实施例；图5显示出使用微波能量使介电层流动的过程的一些实施例；图6显示出使用微波能量使介电层沉积和流动的过程的一些实施例；图7显示出丽介电层的一些实施例的SEM照片。附图例示出半导体器件的具体方案和制作这种器件的方法。附图与以下描述一起论证和阐释所述方法和通过这些方法生产的结构的原理。在各图中，层和区域的厚度为了清晰而被夸大。也应理解，一个层、部件、或衬底当被称为在另一个层、部件、或衬底“上”时， 其可直接处于所述另一个层、部件、或衬底上，或者也可存在中间层。不同图中的相同附图标记代表相同元件，因而将不会重复对其的描述。具体实施例方式以下描述提供具体细节以实现全面理解。然而，本领域技术人员应理解，半导体器件以及制作和使用所述器件的相关方法可被实施和使用，而不必采用这些具体细节。实际上，半导体器件和相关方法可通过修改所示器件和方法而付诸实施并可与业界中传统使用的任何其它设备和技术结合使用。例如，虽然描述中是指CM0S、UM0S、LDM0S半导体器件，不过本专利技术可被修改用于其它类型的半导体器件。而且，虽然描述中是指半导体器件，不过本专利技术可被修改用于其它含介电层的器件，例如太阳能电池或MEMS器件。半导体器件和用于制作这种器件的一些实施例包括使用微波能量形成介电层。MW 介电层可通过以下方式制作在包含衬底的反应室中使前体气体混合物(包含可反应以形成介电材料的原子)流动，然后，使气体混合物承受一定频率和功率密度的微波(MW)能量而足以使得前体气体混合物的原子发生反应和沉积，从而在衬底上形成介电层。而且，MW介电层可通过以下方式制成将一定频率和功率密度的微波能量施加于已沉积的介电膜(无论原先是否使用MW能量形成)而足以使得所沉积的介电材料的原子流动。介电层可形成在现有技术中已知的任何基底表面或衬底上，包括半导体材料(例如硅晶片)，另一绝缘层(例如二氧化硅)，或导电层(例如多晶硅栅层)。衬底可被掺杂以任何所希望的掺杂物或掺杂物组合，或者可不掺杂。介电层可由任何可通过微波能量加热和/或流动的介电材料制成，不过也可被用作半导体器件中的绝缘层。在一些实施例中，介电材料可以是氧化硅，氮化硅，氧化铝，聚酰亚胺，旋涂玻璃(SOG)材料，氟化聚酰亚胺，金刚石类碳(DLC)材料，聚亚芳基醚(polyarylene ether)，聚亚芳基类化合物(polyarylene)，Cyclotene 材料，聚对二甲 苯-N，聚降冰片烯(polynorborne)，聚酰亚胺-SSQ杂化物(hybrid)，烃基硅烷/N2O,特氟纶-AF，特氟纶微乳剂，聚酰亚胺纳米泡沫材料，二氧化硅气凝胶，二氧化硅干凝胶，介孔二氧化硅，或这些材料的组合。在其它实施例中，介电材料可为黑色金刚石(Black Diamond ) 或珊瑚(Coral ) CVD膜。用于形成介电层的前体气体混合物可以是包含共同反应以形成所希望介电材料的原子在内的任何气体混合物。在介电层为氧化硅的实施例中，前体气体混合物可包括以下物质的任意混合物含硅前体，含氧气体，含硅含氧气体，含碳气体，以及惰性气体，含在此所述药剂的气体，或它们的组合。例如，当介电层是BPSG层时，前体气体混合物包括PH3， 硅烷，N2OJ2H6，这些物质在PECVD条件(压力为2. 4托)下反应以形成BPSG。作为另一示例，当介电层包括BPTEOS时，前体气体混合物可包括TEP0，TE0S，臭氧，TEB，这些物质在SACVD条件(压力为200托)下反应以形成BPTEOS层，BPTEOS层可被用作适形膜而以高纵横比填充沟槽。在介电层包括黑色金刚石(BlackDiamond )或珊瑚(Coral )的实施例中， 前体气体混合物可包含有机硅烷以及诸如A或队0的气态氧化剂。微波加热过程可使用被政府规定允许用于工业应用的任何微波频率或波长。在一些实施例中，微波频率的范围可从约2. 45GHz至约5. 8GHz，微波波长的范围从约52mm至约 123mm。微波加热过程可执行而持续足以使介电层形成至所希望厚度的任意时间。在一些实施例中，所述时间的范围可最长至120分钟，比传统炉热过程常常所要求的5至6小时短得多。在一些实施例中，所述时间的范围可从约10分钟至约120分钟。在其它实施例中， 所述时间的范围可从约15分钟至约60分钟。在又一实施例中，所述时间可为这些时间的任意适合组合或子范围。微波加热过程可在足以使介电层沉积和/或流动的任何温度下执行。在一些实施例中，所述温度可小于约800°C。在其它实施例中，所述温度的范围可从约400°C至约 800°C。在又一实施例中，所述温度的范围可从约500°C至约600°C。在再一实施例中，所述温度可为这些温度的任意适合组合或子范围。可用于形成MW介电层的过程的一些实施例图示在图4中。在这些实施例中，介电层可使用MW能量沉积。衬底可被提供并加载到沉积室中，如在框10中所示。如果需要，则沉积室可通过净化气体净化。所希望的前体气体混合物然后被引入室中，如在框20中所示。在此所述的MW能量然后用于加热气体混合物，如在框30中所示，使得所希望的介电材料沉积在衬底上。如果需要，则沉积室可通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于制作介电层的方法，包括：在沉积室中提供衬底；在所述沉积室中提供前体气体混合物，所述前体气体混合物包含用于反应以形成介电材料的原子；和提供一定频率的微波能量而足以使得所述前体气体混合物的原子发生反应和使介电层沉积在所述衬底的一部分上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·J·珀特尔，
申请(专利权)人：仙童半导体公司，
类型：发明
国别省市：US
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