氧化硅薄膜的制备方法及半导体结构与流程

本公开涉及半导体薄膜生长，特别是涉及一种氧化硅薄膜的制备方法及半导体结构。

背景技术：

1、随着存储器工艺尺寸的不断微缩，具备优异填洞性能的氧化硅（sio2）制程越发受到各大晶圆厂的青睐。目前，sod (spin-on dielectric)作为一种旋转涂布的制程，因其工艺条件温和且填洞性能优异，可被广泛应用到各类工艺器件的生产中，尤其是氧化硅薄膜的制程中。然而，sod制程的前驱体spinfil（即旋涂介电材料） 价格昂贵且原料难以长期保存，使得各大晶圆厂的生产成本居高不下。

技术实现思路

1、基于此，本公开实施例提供了一种氧化硅薄膜的制备方法及半导体结构，利于降低生产成本并提升氧化硅薄膜的制程稳定性及生产良率。

2、为了实现上述目的，一方面，本公开一些实施例提供了一种氧化硅薄膜的制备方法，包括如下步骤。

3、提供前驱体溶液，用前驱体溶液形成初始前驱体。

4、对初始前驱体进行微波处理。

5、对微波处理后的初始前驱体进行氮等离子体处理得到前驱体。

6、在水汽环境下对前驱体进行退火，形成氧化硅薄膜。

7、在本公开一些实施例中，前驱体溶液包括活化剂。

8、在本公开一些实施例中，前驱体溶液的溶质包括聚硅氧烷。前驱体溶液的溶剂包括二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。活化剂包括聚山梨酯。

9、在本公开一些实施例中，前驱体溶液中溶质的质量分数的取值范围为：0.5%~2%。

10、在本公开一些实施例中，用前驱体溶液形成初始前驱体，包括：基于旋转工作台将前驱体溶液旋涂至衬底上；烘烤旋涂有前驱体溶液的衬底以形成初始前驱体。

11、在本公开一些实施例中，烘烤形成初始前驱体的烘烤温度的取值范围为90℃~200℃。旋涂前驱体溶液时的旋涂转速的取值范围为500r/min~1500r/min。

12、在本公开一些实施例中，微波处理的输出功率的取值范围为2000w~3000w。

13、在本公开一些实施例中，氮等离子体处理的输出功率的取值范围为450w~800w，氮等离子体处理的射频周期的取值范围为45s~70s。

14、在本公开一些实施例中，氮等离子体处理的含氮气体包括：n2、 n2o、no2和n2o3中的至少一种。含氮气体的流量取值范围为4800sccm~6000sccm。

15、另一方面，本公开一些实施例还提供了一种半导体结构，包括：根据上述任一些实施例所述的方法得到的氧化硅薄膜。

16、本公开实施例可以/至少具有以下优点：

17、本公开实施例中，可以提供前驱体溶液以用前驱体溶液形成初始前驱体。这样在对初始前驱体进行微波处理后，可以对微波处理后的初始前驱体进行氮等离子体处理得到前驱体。之后，在水汽环境下对该前驱体进行退火，可以形成氧化硅薄膜。如此，相较于sod制程的前驱体spinfil（即旋涂介电材料），本公开实施例采用上述制备方法可以极大地降低生产成本，并确保该前驱体能够在水汽环境下退火后充分转换为氧化硅薄膜，以有效提升氧化硅薄膜的制程稳定性及生产良率。

18、本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本公开的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

技术特征：

1.一种氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液包括活化剂。

3.根据权利要求2所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中溶质的质量分数的取值范围为：0.5%~2%。

5.根据权利要求1所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，用所述前驱体溶液形成初始前驱体，包括：基于旋转工作台将所述前驱体溶液旋涂至衬底上；

6.根据权利要求5所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述微波处理的输出功率的取值范围为2000w~3000w。

8.根据权利要求1所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述氮等离子体处理的输出功率的取值范围为450w~800w，所述氮等离子体处理的射频周期的取值范围为45s~70s。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述氮等离子体处理的含氮气体包括：n2、 n2o、no2和n2o3中的至少一种；所述含氮气体的流量取值范围为4800sccm~6000sccm。

10.一种半导体结构，其特征在于，包括：

技术总结
本公开涉及一种氧化硅薄膜的制备方法及半导体结构。该制备方法包括：提供前驱体溶液，用所述前驱体溶液形成初始前驱体；对所述初始前驱体进行微波处理；对微波处理后的所述初始前驱体进行氮等离子体处理得到前驱体；在水汽环境下对所述前驱体进行退火，形成氧化硅薄膜。本公开利于降低生产成本并提升氧化硅薄膜的制程稳定性及生产良率。

技术研发人员：余鹏祥
受保护的技术使用者：长鑫新桥存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8