薄膜的形成方法及形成装置与流程

本公开涉及半导体，具体而言，涉及一种薄膜的形成方法及形成装置。

背景技术：

1、原子层沉积(atomic layer deposition，ald)技术是目前最先进的薄膜沉积技术之一，其采用的单原子逐层沉积的方式使得制备的薄膜在均一性、粗糙度以及厚度精准控制等方面有很大的改进。

2、目前，在进行原子层沉积的过程中，主要通过前驱体和共反应物在反应腔室内进行反应，进而形成附着于半导体结构表面的薄膜。然而，在此过程中，固态的副产物含量较大，易阻塞管道，机台产出速率较低。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提供一种薄膜的形成方法及形成装置，可避免阻塞管道，提高机台的产出速率，提高产量。

2、根据本公开的一个方面，提供一种薄膜的形成方法，包括：

3、提供反应腔室，所述反应腔室内设有承载台，所述承载台上设有半导体结构；

4、向所述反应腔室内通入前驱体；

5、在第一预设温度下向所述反应腔室通入第一气体，所述第一气体与所述前驱体反应生成中间体和第二气体；

6、除去所述第二气体；

7、在第二预设温度下向所述反应腔室通入第三气体，所述第三气体与所述中间体反应生成第四气体以及附着于所述半导体结构表面的目标薄膜。

8、在本公开的一种示例性实施例中，所述前驱体包括钛离子，所述第一气体为含硫气体，所述中间体为硫化钛。

9、在本公开的一种示例性实施例中，所述第三气体为含氮气体。

10、在本公开的一种示例性实施例中，所述前驱体包括四氯化钛，所述含硫气体包括硫化氢。

11、在本公开的一种示例性实施例中，所述含氮气体包括nh3、n2h2、n2h4中的至少一种。

12、在本公开的一种示例性实施例中，所述除去所述第二气体包括：

13、向所述反应腔室内通入第一保护气体；

14、对所述反应腔室进行第一次抽真空处理，以排出所述第二气体。

15、在本公开的一种示例性实施例中，所述第一预设温度与所述第二预设温度相等。

16、在本公开的一种示例性实施例中，所述第一预设温度和所述第二预设温度的范围均为200℃～500℃。

17、在本公开的一种示例性实施例中，所述形成方法还包括：

18、除去所述第四气体。

19、在本公开的一种示例性实施例中，所述除去所述第四气体包括：

20、向所述反应腔室内通入第二保护气体；

21、对所述反应腔室进行第二次抽真空处理，以排出所述第四气体。

22、根据本公开的一个方面，提供一种薄膜的形成装置，包括：

23、反应腔室，所述反应腔室内设有承载台，所述承载台上设有半导体结构；所述反应腔室的侧壁具有第一进气口和前驱体通入口；所述第一进气口用于通入第一气体和/或第三气体，所述前驱体通入口用于通入所述前驱体；所述前驱体和所述第一气体在所述半导体结构表面反应生成中间体和第二气体；所述第三气体与所述中间体反应生成第四气体以及附着于所述半导体结构表面的目标薄膜；

24、排气管，位于所述反应腔室外，并与所述反应腔室连通，用于在生成所述第二气体后供所述第二气体流通和/或用于在生成所述第四气体后供所述第四气体流通；

25、真空泵，位于所述反应腔室外，并与所述排气管远离所述反应腔室的一端连接，用于向所述排气管提供抽真空的吸力。

26、在本公开的一种示例性实施例中，所述反应腔室的侧壁还设有第二进气口，所述第二进气口用于通入第一保护气体或第二保护气体。

27、在本公开的一种示例性实施例中，所述前驱体包括钛离子，所述第一气体为含硫气体，所述中间体为硫化钛。

28、在本公开的一种示例性实施例中，所述第三气体为含氮气体。

29、在本公开的一种示例性实施例中，所述前驱体包括四氯化钛，所述含硫气体包括硫化氢。

30、在本公开的一种示例性实施例中，所述含氮气体包括nh3、n2h2、n2h4中的至少一种。

31、本公开的薄膜的形成方法及形成装置，一方面，前驱体与第一气体可在反应腔室内发生反应进而形成中间体和第二气体，由于第二气体呈气态，可使其通过管道流出至反应腔室外，在此过程中，气态的第二气体可在管道内流通，不会附着在管道侧壁，更不会阻塞管道，有助于提高机台的产出速率；另一方面，中间体可与第三气体反应生成目标薄膜和第四气体，第四气体可通过管道排出至反应腔室外，且气态的第四气体可在管道内流通，不会附着在管道侧壁，更不会阻塞管道，可进一步提高机台的产出速率，提高产量；且在上述过程中，不会产生其他副产物，可避免副产物阻塞管道，可延长管道的维护周期，节约时间成本，提高产出率，提高产量。

32、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

技术特征：

1.一种薄膜的形成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述前驱体包括钛离子，所述第一气体为含硫气体，所述中间体为硫化钛。

3.根据权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第三气体为含氮气体。

4.根据权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述前驱体包括四氯化钛，所述含硫气体包括硫化氢。

5.根据权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述含氮气体包括nh3、n2h2、n2h4中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述除去所述第二气体包括：

7.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一预设温度与所述第二预设温度相等。

8.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一预设温度和所述第二预设温度的范围均为200℃～500℃。

9.根据权利要求1-8任一项所述的形成方法，其特征在于，所述形成方法还包括：

10.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述除去所述第四气体包括：

11.一种薄膜的形成装置，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的形成装置，其特征在于，所述反应腔室的侧壁还设有第二进气口，所述第二进气口用于通入第一保护气体或第二保护气体。

13.根据权利要求11所述的形成装置，其特征在于，所述前驱体包括钛离子，所述第一气体为含硫气体，所述中间体为硫化钛。

14.根据权利要求13所述的形成装置，其特征在于，所述第三气体为含氮气体。

15.根据权利要求13所述的形成装置，其特征在于，所述前驱体包括四氯化钛，所述含硫气体包括硫化氢。

16.根据权利要求14所述的形成装置，其特征在于，所述含氮气体包括nh3、n2h2、n2h4中的至少一种。

技术总结
本公开是关于半导体技术领域，涉及一种薄膜的形成方法及形成装置。本公开的形成方法包括：提供反应腔室，反应腔室内设有承载台，承载台上设有半导体结构；向反应腔室内通入前驱体；在第一预设温度下向反应腔室通入第一气体，第一气体与前驱体反应生成中间体和第二气体；除去第二气体；在第二预设温度下向反应腔室通入第三气体，第三气体与中间体反应生成第四气体以及附着于半导体结构表面的目标薄膜。本公开的形成方法可避免阻塞管道，提高机台的产出速率，提高产量。

技术研发人员：查天庸,赵水平,付伟佳,简良翰,晏陶燕,李华胜,杨弘,叶李欣,张曼玲,李洋,李伟,唐林
受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15