。
[0049] 图2是半导体制造设备的示意性横断面视图，显示了根据本发明示例性实施方案 的用于形成薄膜的循环沉积法。如图2中所示，可以形成入口通道12以使得反应源引入半 导体制造设备10的室11。通过入口通道12提供的反应源气体可以穿过喷头13并喷入室 11内。具有薄膜沉积在其上的衬底100可以位于卡盘14上，且所述卡盘14可以由卡盘支 架16支撑。当需要时，卡盘14可以向衬底100施加热以使得衬底100具有预定温度。在 使用这种装置实施沉积工艺之后，通过出口 17排出室11内的残余物。此外，半导体制造设 备10可以包括用于形成等离子体气氛的等离子体发生器18。
[0050] 图3是显示根据本发明示例性实施方案的用于形成薄膜的循环沉积法的工艺的 图。参考图3,可以重复实施硅前体的注射和吹扫。在将硅前体的注射和吹扫分别重复实 施几次之后，可以依次形成多种等离子体气氛。在其中形成等离子体气氛的状态中，根据需 要，可以分别注射第一和第二反应源。
[0051] 由此，可以在单循环中实施如下工艺：依次重复注射硅前体和吹扫直至形成等离 子体气氛。换言之，可以在单循环中实施如下工艺：其中通过硅前体的注射和吹扫的重复工 艺形成硅薄膜，形成第一等离子体气氛以实施预加工，以及形成第二等离子体气氛以形成 含硅的绝缘膜。
[0052] 因此，在用于形成薄膜的循环沉积法中，不仅可以重复实施硅前体的注射和吹扫， 还可重复实施硅薄膜的形成和绝缘膜的形成。
[0053] 根据上述说明，将参考图4A~7对根据本发明示例性实施方案的用于形成薄膜的 循环沉积法的工艺进行详细说明。在图4A~7的描述中，可以使用与图1~3中相同的参 考编号。
[0054] 图4A~4C是显示根据本发明示例性实施方案的硅沉积的横断面视图。图4A是 显示根据本发明示例性实施方案的硅前体注射的横断面视图。
[0055] 如图4A中所示，可以将硅前体50注入其中装载衬底100的室11内。衬底100的 实例可以包括半导体衬底如硅半导体晶片或复合半导体晶片。此处，衬底100可以包括与 半导体材料不同的衬底材料如玻璃、金属、陶瓷、石英等。硅前体50例如可以为：氨基类硅 烷的前体，如双乙基甲基氨基硅烷（BEMAS)、双二甲基氨基硅烷（BDMAS)、BDEAS、四乙基甲 基氨基硅烷（TEMS)、四二甲基氨基硅烷（TDMS)和TEDAS ;氯类硅烷的前体，如六氯二硅烷 (HCD);或包括硅和氢的硅烷类前体。衬底100可以保持在例如50~600°C的温度下，使得 衬底100与硅前体50反应。此外，在其中装载衬底100的室11的内部的压力可以保持在 例如0. 01~10托。
[0056] 图4B是显示其中根据本发明示例性实施方案将硅沉积在衬底表面上的状态的横 断面视图。如图4B中所不，娃前体50的一部分可以与衬底100反应，以使得娃原子沉积在 衬底100的表面上，从而在其上形成娃层112。该娃层112可以由一个或多个娃原子层构 成。硅前体50可以与衬底100反应，并可以形成副产物52。此外，硅前体50的一部分可以 不与衬底100反应并可以保持在未反应状态。
[0057] 图4C是显示其中根据本发明示例性实施方案已经实施了第一吹扫的状态的横断 面视图。如图4C中所示，在衬底100的表面上形成硅层112之后，可以实施吹扫以从室11 的内部除去剩余的未反应硅前体50和反应副产物52。将其中从室11的内部除去剩余的未 反应硅前体50和反应副产物52的吹扫工艺称作第一吹扫。在第一吹扫期间，将衬底100 保持在例如50~600°C的温度下。此外，在其中装载衬底100的室11的内部的压力可以保 持在例如0.0 l~10托。例如，在硅层112的沉积和第一吹扫期间，衬底100的温度和在室 11的内部的压力可以保持在恒定水平。
[0058] 图5是显示其中根据本发明示例性实施方案形成多个硅薄膜的状态的横断面视 图。如图5中所示，可以重复参考图4A~4C的工艺，以在衬底100的表面上沉积多个硅层 112、114和116,从而形成使用无定形硅或具有多晶特性的多晶硅形成的硅薄膜110。硅薄 膜110可具有例如1~10 A的厚度。可以重复实施硅薄膜110的沉积和第一吹扫1~1〇 次，从而使硅薄膜110可以包括3~10个硅层112、114和116。由于硅薄膜110由多个硅 层112、114和116以此方式构成，所以硅薄膜110可以具有优异的膜品质和阶梯覆盖。
[0059] 图6是显示根据本发明示例性实施方案的硅薄膜的示意图，此处，可以将双二乙 基氨基硅烷（BDEAS，SiH 2[N(C2H5)2]2)用作硅前体50。如同BDEAS的实例中所观察到的，硅 前体50可以包括娃原子和氢原子。如图6中所不，娃薄膜110可以包含在娃前体50的分 子结构中包含的娃原子和氢原子，且所述娃原子和所述氢原子可以包含在娃前体50的分 子结构中。
[0060] 在其中在衬底100表面上形成硅薄膜110的状态中，硅原子可以吸附在衬底100 的表面上且氢原子可以与硅原子结合。由此，吸附在衬底100表面上的硅前体50的密度会 因氢原子而下降，且在氢原子通过后续工艺以硅-氢（Si-H)化合物的形式存在于绝缘膜 (氧化硅膜或氮化硅膜）中的情况中，由于绝缘膜的孔隙率提高而在提高的湿腐蚀速度方 面发生问题。下文中将描述解决该问题的方法。
[0061] 图7A是显示根据本发明示例性实施方案对硅薄膜进行预加工的横断面视图。如 图7A中所示，可以将等离子体涂布到在其上形成硅薄膜110的衬底100的表面。例如，可以 在其中已经装载了衬底100的室11的内部形成等离子体气氛。为了形成等离子体气氛，可 以使用感应耦合等离子体（ICP)法、电容耦合等离子体（CCP)法或微波（MW)等离子体法。 此处，为了形成等离子体气氛，可以使用IOW~3kW的功率。
[0062] 为了形成等离子体气氛，可以注射例如选自包括如下的一种或多种引燃气体：Ar、 He、Kr和Xe，并注射例如具有氢原子的第一反应源60如册13或H2。在此情况中，所述引燃气 体可以以例如100~3000sccm的量注射，且所述第一反应源60可以以例如10~2000sccm 的量注射。此处，为了形成等离子体气氛，可以注射选自包括例如册13或!12的组的一种或多 种第一反应源60。此时，第一反应源60可以充当引燃气体，且可以不注射单独的引燃气体。 为了在等离子体气氛中对硅薄膜110的表面进行预加工，在其中装载衬底100的室11内的 压力可以保持在例如〇. 01~10托。然后，可以实施第二吹扫以除去剩余的第一反应源60 或反应副产物。
[0063] 上述预加工可以降低硅薄膜110的孔隙率并通过从硅薄膜110除去氢原子对硅薄 膜的结构致密化。例如，在预加工中，包括在第一反应源60中的氢原子可以在等离子体气 氛中转换成自由基形式，且硅薄膜110中硅原子与氢原子的结合可以被氢自由基断裂。然 后，通过氢自由基与硅薄膜110中的氢原子结合并产生氢气（H 2)，可以将硅薄膜110中的氢 原子除去。由此，通过预加工，硅薄膜110可以具有更低的孔隙率和致密结构。
[0064] 另一方面，与本发明的示例性实施方案不同，包括氢原子的第一反应源60可以被 包含氧原子的气体如N0 2、O2、或O3代替。在预加工中，包括在第一反应源60中的氧原子可 以在等离子体气氛中转换成自由基形式，且硅薄膜110中硅原子与氢原子的结合可以被氧 自由基断裂。然后，通过氢自由基与硅薄膜110中的氢原子结合并由此产生水（H2O)，可以 将硅薄膜110中的氢原子除去。然而，将其中第一反应源60可以为包括氢原子的气体的情 况与其中第一反应源60可以为包括氧原子的气体的情况相比，考虑键能，硅薄膜110中的 氢原子在其中第一反应源60为包括氢原子的气体的前一种情况中更易于除去，因此，可以 采用其中第一反应源60为包括氢原子的气体的情况。
[0065] 图7B是显示其中根据本发明示例性实施方案将硅薄膜形成为含硅的绝缘膜的工 艺的横断面视图。如图7B中所示，可以将等离子体涂布到在其上形成硅薄膜110的衬底100 的表面。例如，可以在其中装载衬底100的室11的内部形成等离子体气氛。为了形成等离 子体气氛，可以使用感应耦合等离子体（ICP)法、电容耦合等离子体（CCP)法或微波（MW) 等离子体法。此处，为了形成等离子体气氛，可以使用IOW~3kW的功率。
[0066] 为了形成等离子体气氛，可以注射例如选自包括如下气体中的一种或多种引燃气 体：Ar、He、Kr和Xe，并注射选自包括例如02、03、队和NH3的一种或多种第二反应源70。此 处，所述引燃气体可以以例如100~3000s CCm的量注射。或者，为了形成等离子体气氛，可 以注射选自包括例如如下的一种或多种第二反应源70 : 02、03、队和NH3。在此情况中，第二 反应源70可以充当引燃气体，且可以不注射单独的引燃气体。
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