[发明专利]用于CVD和ALD SiO2薄膜的氨基乙烯基硅烷

说明书

本申请为申请号为201110423964.3、申请日为2011年12月09日、发明名称为“用于CVD和ALDSiO₂薄膜的氨基乙烯基硅烷”的分案申请。

背景技术

由于其出色的介电性质，二氧化硅、氮化硅及其混合物的薄膜是半导体制造中最常用的一些材料。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工艺—一种用于制造硅集成电路的重要和常规的生产工艺—结合使用时，二氧化硅薄膜的湿法蚀刻速率(wetetchrate)对于许多应用是至关重要的。在某些情况下(例如当使用二氧化硅作为侧壁时)，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工艺来说是理想的，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、硬掩模或钝化层的一些其它情况中，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)在沉积工艺过程中除了硅或氮以外向沉积工艺中添加其它前体，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US2010/0120262和于05/03/2010提交的序号为12/772,518的美国专利申请。

发明内容

本发明涉及形成在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：R¹_nR²_mSi(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；且n＝1-3，m＝0-2，p＝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℃至700℃的温度和100mT至1T的压力下反应。

本发明还涉及形成在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：R¹_nR²_mSi(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；且n＝1-3，m＝0-2，p＝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，本发明涉及形成在HF溶液中具有极低湿法蚀刻速率的二氧化硅薄膜的循环化学气相沉积方法，包括：