不含氧的硅基薄膜以及形成该薄膜的方法
【专利摘要】本文公开了不含氧硅基薄膜以及形成该薄膜的方法。所述不含氧硅基薄膜包含大于50原子％的硅。一个方面，所述硅基薄膜具有组成SixCyNz，其中如通过XPS测量的，x为约51-100，y为0-49，以及z为0-50原子重量(wt)百分比(％)。在一个实施方式中，所述不含氧硅基薄膜采用具有至少两个SiH3基团，其中在硅原子之间具有至少一个C2-3键的至少一种有机硅前体例如1，4-二硅杂丁烷来沉积。
【专利说明】不含氧的硅基薄膜以及形成该薄膜的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2012年7月30日提交的在先美国临时专利申请第61/677，267号的权益。
【技术领域】
[0003]本文公开的是不含氧或基本不含氧的含硅或硅基薄膜，以及形成该薄膜的方法。本文描述的硅基薄膜包括但不限于，用于各种电子应用的非化学计量的碳化硅、碳氮化硅、氮化娃或无定形娃薄膜。
发明背景
[0004]除硅以外的其他元素可以存在于不含氧的硅基薄膜中。这些其他元素有时可以根据薄膜的最终应用或所需的最终性质，而有意地经由沉积方法添加到组合的混合物中。例如，可将元素氮(N)添加到硅基薄膜中以形成碳氮化物或氮化硅薄膜，其可以提供特定介电性能例如较低的泄漏电流。然而，取决于应用，薄膜中的某些元素可能是不合需要的，即使是以较低的浓度水平。
[0005]题为“Method of depositing a thin film on a semiconductor substrate，，的参考文献IPC0M000172513D公开了用于将薄膜沉积在用于半导体制造应用的衬底上的装置和方法的非限制性实施方式。该参考文献描述了采用一种或多种以下前体，三甲硅烷基胺(TSA)、1，4-二硅杂丁烷(1，4-DSB)和氨(NH3)以在 2-5Torr/400-550°C下的 LPCVD 反应器中获得SixCyNz薄膜。该实施方式具有低温沉积(低于550°C )、高前体蒸气压及通过改变反应物/比率来调节碳含量的能力。
[0006]题为“Ex·tra Low-Temperature SiC Deposition，，的参考文献 IPC0M000168604D公开了在低温(< 500°C )下在热CVD方案中沉积SiC薄膜。SiC源是以氮气作为稀释气体的有机硅烷。有机硅烷气体是S1-取代的链烧烃,例如二娃杂丁烧(例如，1,3-二娃杂丁烷)和三硅杂庚烷(例如，2，4，6-三硅杂庚烷)。
[0007]美国专利4，923，716 ( “‘716专利”)描述了从单一分子物质的含Si和C两者的蒸气源通过化学气相沉积来沉积Sic。所述分子物质具有通式CnSinHm，其中m为2n+l至4n+2 (包括端点)以及η = 2-6 (包括端点)，并显示主要的热解机制而产生含Si和C原子两者的反应性片段。所述Si和C原子以相等的数目和相等速率共沉积在衬底上，从而产生按化学计量沉积的SiC。
[0008]美国专利7，651,725( “‘725专利”)公开了通过有机硅化合物和氧化气体在约IOff至约200W的恒定RF功率水平或约20W至约500W的脉冲RF功率水平下的反应沉积低介电常数薄膜的方法和装置。所述‘725专利教导了碳(例如一些有机官能团)保留在氧化的有机硅烷层中，这造成低介电常数和优异的屏障性能。
[0009]美国专利7，972，975和美国
【发明者】H·R·鲍恩, 李建恒, M·L·奥尼尔, 萧满超, A·D·约翰逊, 雷新建 申请人:气体产品与化学公司