沉积氮化硅的方法和设备与流程

文档序号:20020087发布日期:2020-02-25 11:28阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)沉积氮化硅的方法,所述方法包括以下步骤:

提供一种pecvd设备,所述pecvd设备包括腔室和设置在所述腔室内的衬底支撑件;

将衬底设置在所述衬底支撑件上;

将氮气(n2)前体引入到所述腔室中;

施加高频(hf)rf功率和低频(lf)rf功率以在所述腔室中持续产生等离子体;

在施加所述hfrf功率和所述lfrf功率的同时,将硅烷前体引入到所述腔室中,使得所述硅烷前体持续形成所述等离子体的一部分;以及

随后,在继续维持所述等离子体的同时,去除所述lfrf功率或减小至少90%的所述lfrf功率,使得通过pecvd将氮化硅沉积到所述衬底上。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,在施加所述hfrf功率和所述lfrf功率一定时段后,立即引入所述硅烷前体,其中,所述一定时段足以维持所述等离子体的稳定。

3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述一定时段为至少2秒,并且优选至少3秒。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在施加所述lfrf功率小于约15秒,优选小于约10秒,更优选约5秒的时段后,立即进行将所述硅烷前体引入所述腔室中的步骤。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在从将所述硅烷前体引入所述腔室中起约10秒,优选小于约5秒,并且更优选小于约2秒内,去除所述lfrf功率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,将所述hfrf功率施加到所述pecvd设备的进气口。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述进气口是喷头。

8.根据权利要求6或7所述的方法,其中,将所述lfrf功率施加到所述pecvd设备的所述进气口或所述衬底支撑件。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述hfrf功率的频率大于2mhz,并且优选地为约13.56mhz。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述lfrf功率的频率为300khz至500khz,优选350khz至400khz,并且更优选约360khz至380khz。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述lfrf功率的频率为500w至1200w的功率。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在施加所述高频(hf)rf功率和所述低频(lf)rf功率以在所述腔室中持续产生等离子体的步骤期间,所述低频(lf)rf功率具有100w至300w的功率。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述硅烷前体为sih4。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法进一步包括:将氢气(h2)前体引入所述腔室中的步骤。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法在低于250℃,优选低于200℃的温度下进行。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法进一步包括以下步骤:将惰性气体引入所述腔室中;以及,在引入所述氮气(n2)前体之前,产生等离子体;其中,所述惰性气体优选为氩气或氦气。

17.一种用于将氮化硅沉积到衬底上的等离子体增强化学气相沉积(pecvd)设备,所述设备包括:

腔室;

设置在所述腔室内的衬底支撑件;

用于将气体引入所述腔室中的进气系统;

高频(hf)rf功率供应器,所述高频(hf)rf功率供应器配置为向所述进气系统施加hfrf功率;

低频(lf)rf功率供应器,所述低频(lf)rf功率供应器配置为向所述进气系统或所述衬底支撑件之一施加lfrf功率;

至所述进气系统的氮气(n2)前体源;

至所述进气系统的硅烷前体源;以及

控制器;

其中,在施加所述hfrf功率和所述lfrf功率的同时,在使用中,所述控制器所述将硅烷前体引入所述腔室中,使得所述硅烷前体能够在所述腔室中持续形成等离子体的一部分,并且随后,在继续维持所述等离子体的同时,去除所述lfrf功率,使得通过pecvd能够将氮化硅沉积到所述衬底上。

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