[发明专利]一种膜层生长方法及设备

说明书

本申请实施例提供了一种膜层生长方法及设备，可以按照设定方式将反应气体通入反应腔，反应腔内放置有待处理衬底，设定方式可以包括，在第一阶段控制反应气体以第一气体分压通入反应腔内，在第二阶段控制反应气体以第二气体分压通入反应腔内以进行膜层生长，第二阶段在第一阶段之后，第一气体分压大于第二气体分压，这样，较高的第一气体分压，可以使更多的反应气体到达待处理衬底，即使待处理衬底具有凹陷结构，也可以使更多的反应气体到达凹陷结构的底部，提高凹陷结构底部的膜层质量，提高膜层的台阶覆盖率，同时膜层生长的第二阶段可以保证反应腔中合适的压强和合适的膜层生长速率，提高膜层质量。

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种膜层生长方法及设备。

背景技术

在本导体器件的制造工艺中，具有膜层生长的需求，例如在平面上沉积材料以形成平整膜层，或在具有凹陷部位的器件上沉积材料以在凹陷中形成膜层。举例来说，在3DNAND器件中，先形成沟道孔(Channel hole)，而后在沟道孔侧壁形成存储层，存储层可以包括氧化硅、氮化硅、氧化硅层构成的叠层(Oxide-Nitride-Oxide，ONO层)，存储层是器件中的重要膜层，其质量直接影响器件性能，因此得到高质量的存储层极为重要。

得到高质量的膜层具有较高的难度，尤其是在具有凹陷部位的器件上形成高质量的膜层，需要沉积材料具有良好的阶梯覆盖率(step coverage，S/C)，如何得到高质量的膜层是本领域重要的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种膜层生长方法及设备，提高材料的台阶覆盖率，提高膜层质量。

本申请实施例提供了一种膜层生长方法，包括：

按设定方式将反应气体通入反应腔，所述反应腔内放置有待处理衬底，其中，所述设定方式包括：

在第一阶段控制反应气体以第一气体分压通入反应腔内；

在第二阶段控制所述反应气体以第二气体分压通入所述反应腔内以进行膜层生长；所述第二阶段在所述第一阶段之后，所述第一气体分压大于所述第二气体分压。

可选的，所述反应腔为原子层沉积腔，所述膜层生长为原子层沉积，所述原子层沉积过程的不同反应气体交替地通入所述反应腔内以周期性地成膜生长；其中，每个成膜周期内通入的不同反应气体中的至少一种按照上述设定方式通入所述反应腔。

可选的，所述待处理衬底包括凹陷结构，所述凹陷结构为存储器件中的沟道孔，所述每个成膜周期中依次向反应腔通入第一气体和第二气体，所述第一气体为六氯乙硅烷，所述第二气体为含氮的反应气体或含氧的反应气体。

可选的，所述反应腔中的温度范围为550-670℃。

可选的，在所述第一阶段和所述第二阶段均通过同一进气管路将所述反应气体通入所述反应腔，所述进气管路上设置有控制阀；

在所述在第一阶段控制反应气体以第一气体分压通入反应腔内之前包括，关闭所述控制阀持续预设时长以升高所述进气管路中的反应气体的气压；所述预设时长内所述进气管路中有反应气体通入；

所述在第一阶段控制反应气体以第一气体分压通入反应腔内、在第二阶段控制反应气体以第二气体分压通入所述反应腔内，包括：打开所述控制阀，以使所述反应气体通入所述反应腔内的气体分压由第一气体分压逐渐减小至第二气体分压。

可选的，在所述第一阶段通过第一管路将所述反应气体通入所述反应腔，在所述第二阶段通过第二管路将所述反应气体通入所述反应腔；所述第一管路中的反应气体的气体分压大于所述第二管路中的反应气体的气体分压。

可选的，所述第一气体分压与所述第二气体分压的比值小于或等于4。

可选的，所述第一阶段的时长范围为1-30秒，所述第二阶段的时长范围为60-300秒。