本发明专利技术涉及使用热CVD工艺、ALD工艺或循环CVD工艺形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的二氧化硅薄膜的方法，其中硅前体选自以下之一：R1nR2mSi(NR3R4)4-n-m；和(R1R2SiNR3)p的环硅氮烷，其中R1是烯基或芳香基，如乙烯基、烯丙基和苯基；R2、R3和R4选自H，直链、支链或环状C1-C10烷基，直链、支链或环状C2-C10烯基，和芳香基；n＝1-3，m＝0-2，p＝3-4。
【技术实现步骤摘要】
用于CVD和ALD SiO2薄膜的氨基乙烯基硅烷
技术介绍
由于其出色的介电性质，ニ氧化硅、氮化硅及其混合物的薄膜是半导体制造中最常用的ー些材料。在硅基半导体器件的制造中，这些材料可以用作栅极绝缘、扩散掩模、侧壁间隔、硬掩模、抗反射涂层、钝化和封装等。硅基薄膜对于其它化合物半导体器件的钝化也变得越来越重要。当硅基薄膜与湿法蚀刻エ艺-一种用于制造硅集成电路的重要和常规的生产エ 艺-结合使用吋，ニ氧化硅薄膜的湿法蚀刻速率(wet etch rate)对于许多应用是至关重要的。在某些情况下(例如当使用ニ氧化硅作为侧壁吋)，在HF溶液中的蚀刻速率需要极慢，因为对材料的过度快和侵蚀性的作用将使得难以控制钻蚀(undercut)和线宽。较慢的、可控制的蚀刻速率对于更好的制造エ艺来说是理想的，从而支持较高的半导体器件产率。在使用硅基薄膜作为蚀刻终止层、硬掩模或钝化层的ー些其它情况中，希望该材料非常耐湿蚀刻。现有的形成在HF溶液中具有低蚀刻速率的硅基薄膜的方法是(1)在较高温度下沉积薄膜以减少薄膜中的缺陷(诸如多孔性)或氢浓度，或(2)在沉积エ艺过程中除了硅或氮以外向沉积エ艺中添加其它前体，以引进其它元素来改变薄膜性质。由于较高的温度可能不总是合宜的，且使用多种前体可能增加工艺的复杂性，因此希望有控制薄膜性质的替代方法。该领域的现有技术包括公布的美国专利申请US 2010/0120262和于05/03/2010 提交的序号为12/772,518的美国专利申请。
技术实现思路
本专利技术涉及形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的ニ氧化硅薄膜的低压、热化学气相沉积方法，包括a.将提供硅源的第一前体输送至低压、热化学气相沉积反应器，其中该第一前体选自=R1nR2mSi (NR3R4) 4_n_m和(R1R2SiNR3)p的环硅氮烷，其中R1是烯基或芳香基，如乙烯基、烯丙基和苯基；R2、R3和R4选自H，直链、支链或环状C1-Cltl烷基，直链、支链或环状C2-Cltl烯基， 和芳香基；且 η = 1-3，m = 0-2，ρ = 3-4 ；b.将提供氧源的第二前体输送至该反应器；C.使第一和第二前体在400°C至700°C的温度和IOOmT至IT的压カ下反应。本专利技术还涉及形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的ニ氧化硅薄膜的原子层沉积方法，包括a.将提供硅源的第一前体输送至原子层沉积反应器，其中第一前体选自 R1nR2mSi (NR3R4)4_n_m和(R1R2SiNR3)p的环硅氮烷；其中R1是烯基或芳香基，如乙烯基、烯丙基和苯基；R2、R3和R4选自H，直链、支链或环状C1-Cltl烷基，直链、支链或环状C2-Cltl烯基，和芳香基；且 η = 1-3，m = 0-2，ρ = 3-4 ；b.用惰性气体吹扫该反应器；c.将提供氧源的第二前体输送至该反应器；d.用惰性气体吹扫该反应器；e.重复(a)-(d)之间的步骤直到达到希望的薄膜厚度。此外，本专利技术涉及形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的ニ氧化硅薄膜的循环化学气相沉积方法，包括a.将提供硅源的第一前体输送至循环化学气相沉积反应器，其中第一前体选自 R1nR2mSi (NR3R4)4_n_m和(R1R2SiNR3)p的环硅氮烷；其中R1是烯基或芳香基，如乙烯基、烯丙基和苯基；R2、R3和R4选自H，直链、支链或环状C1-Cltl烷基，直链、支链或环状C2-Cltl烯基，和芳香基；且 η = 1-3，m = 0-2，ρ = 3-4 ；b.用惰性气体吹扫该反应器0. 1-1秒；c.将提供氧源的第二前体输送至该反应器；d.用惰性气体吹扫该反应器0. 1-1秒；e.重复(a)-(d)之间的步骤直到达到希望的薄膜厚度。附图说明图1是CVD反应器的横截面的示意图。图2是ALD反应器的横截面的示意图。图3是低蚀刻SW2薄膜的X-射线光电子能谱分析(XPS)。图4是显示根据本专利技术沉积的总体组成(bulk composition)的深度分布图。专利技术详述在ー个方面，本专利技术公开了ー种利用热CVDエ艺形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的硅基薄膜的方法。所述方法包括a)将基底置于隐藏式反应器(concealed reactor)中，该反应器处于400_700°C 的温度下、用Ar或N2气吹扫并保持在低于1托的压力下；之一b)向反应器中进料硅前体，该硅前体使用直接液体注射器输送并且具有下列结构权利要求1.ー种形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的ニ氧化硅薄膜的低压、热化学气相沉积方法，包括a.将提供硅源的第一前体输送至低压、热化学气相沉积反应器，其中该第一前体选自 R1nR2mSi (NR3R4)4_n_m和(R1R2SiNR3)p的环硅氮烷，其中R1是C2-Cltl烯基或芳香基，优选选自乙烯基、烯丙基和苯基；R2、R3和R4选自H，直链、支链或环状C1-Cltl烷基，直链、支链或环状 C2-Cltl烯基，和芳香基；且n= l_3，m = 0-2，ρ = 3-4;优选地，所述第一前体为双(异丙氨基)乙烯基甲基硅烷；b.将提供氧源的第二前体输送至该反应器；c.使第一和第二前体在400°C至700°C的温度和IOOmT至IT的压カ下反应。2.权利要求1的方法，其中所述氧前体选自氧气、臭氧及其混合物。3.ー种形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的ニ氧化硅薄膜的原子层沉积方法， 包括a.将提供硅源的第一前体输送至原子层沉积反应器，其中第一前体选自 R1nR2mSi (NR3R4)4_n_m 和(R1R2SiNR3)p 的环硅氮烷；其中 R1 是 C2-Cltl 烯基或芳香基；R2、R3 和 R4 选自H，直链、支链或环状C1-Cltl烷基，直链、支链或环状C2-Cltl烯基，和芳香基；且η = 1-3， m = 0-2，ρ = 3-4 ；b.用惰性气体吹扫该反应器；c.将提供氧源的第二前体输送至该反应器；d.用惰性气体吹扫该反应器；e.重复(a)-(d)之间的步骤直到达到希望的薄膜厚度。4.权利要求3的方法，其中R1选自乙烯基、烯丙基和苯基。5.权利要求3的方法，其中所述第一前体为双(异丙氨基)乙烯基甲基硅烷。6.权利要求3-5任ー项的方法，其中所述氧前体选自氧气、臭氧及其混合物。7.ー种形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的ニ氧化硅薄膜的循环化学气相沉积方法，包括a.将提供硅源的第一前体输送至循环化学气相沉积反应器，其中第一前体选自 R1nR2mSi (NR3R4)4_n_m 和(R1R2SiNR3)p 的环硅氮烷；其中 R1 是 C2-Cltl 烯基或芳香基；R2、R3 和 R4 选自H，直链、支链或环状C1-Cltl烷基，直链、支链或环状C2-Cltl烯基，和芳香基；且η = 1-3， m = 0-2，ρ = 3-4 ；b.用惰性气体吹扫该反应器0.1-1秒；c.将提供氧源的第二前体输送至该反应器；d.用惰性气体吹扫该反应器0.1-1秒；e.重复(a)-(d)之间的步骤直到达到希望的薄膜厚度。8.权利要求7的方法，其中R1选自乙烯基、烯丙基和苯基。9.权利要求7的方法，其中所述第一前体为双(异丙氨基)乙烯基甲基硅烷。10.权利要求7-9任ー项的方法，其中所述氧前体选自氧气、臭氧及其混合物。全文摘要本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：萧满超，杨柳，K·S·卡思尔，H·R·鲍恩，韩冰，M·L·奥尼尔，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：
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