在沟槽侧壁上选择性地形成氮化硅膜的方法与流程

本公开总体涉及形成氮化硅膜的方法。更具体地，本公开的示例涉及使用等离子体在沟槽侧壁上选择性地形成氮化硅膜的方法。

背景技术：

1、在大规模集成电路(lsi)的制造过程中，有多种在沟槽中形成侧壁的过程。侧壁用作间隔件或用于阻止从沟槽侧表面蚀刻结构。传统上，通过在沟槽表面上形成保形膜，然后通过不对称蚀刻去除在形成沟槽的上表面上形成的部分和在沟槽的底表面上形成的部分，来形成侧壁。然而，当使用这种形成方法时，需要过蚀刻以去除侧壁根部，其中侧壁的厚度在底部附近以及在底部增加，形成斜坡。过蚀刻导致下层的蚀刻，并导致层结构的损坏。

2、在沟槽中形成侧壁的一种方法是在低压下使用高rf功率。美国专利号us9,754,779中公开了一种示例性方法，该专利通过引用结合于此。当在沟槽中形成侧壁时，需要使用高压。

3、本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已被包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景，并且不应被认为是承认任何或所有的讨论在本发明被做出时是已知的，或者构成现有技术。

技术实现思路

1、提供本
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下公开的示例实施例的详细描述中被进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

2、根据本公开的示例性实施例，提供了一种在衬底的上表面中形成的沟槽中形成层的方法。该方法可以包括：在反应室内提供衬底；使前体在反应室内的衬底上流动；使反应物流到衬底上；以及通过包括高频(hf)分量和低频(lf)分量的双射频(rf)等离子体源产生等离子体；其中前体与反应物反应以形成层；其中至少在提供等离子体的步骤期间，反应室中的压力在2000和4000pa之间。

3、在各种实施例中，高频(hf)可以具有在约13mhz和约27mhz之间的范围内的频率，并且低频(lf)功率可以具有在约100khz和约500khz之间的范围内的频率。

4、在各种实施例中，高频rf功率可以在约400瓦和约800瓦之间，低频rf功率可以在约400瓦和约800瓦之间。

5、在各种实施例中，可以连续提供反应物。

6、在各种实施例中，使前体流动的持续时间可以在约0.3秒和约2.0秒之间。

7、在各种实施例中，产生等离子体的持续时间可以在约0.5秒和约30秒之间。

8、在各种实施例中，反应室内的温度可以在约350℃和约450℃之间。

9、在各种实施例中，该层可以包括含有si-n键的介电层。

10、在各种实施例中，介电层的厚度可以在4nm和15nm之间。

11、在各种实施例中，前体可以包括以下中的至少一种：硅烷、甲硅烷基胺、氨基硅烷或卤化硅化合物。

12、在各种实施例中，前体可以包括以下中的至少一种：硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)、三硅烷(si3h8)、四硅烷(si4h10)、n(si2h5)3、三甲硅烷基胺n(sih3)3、n(sime3)(sihmenme2)2、2,2-二甲硅烷基三硅烷(si(sih3)4)、三甲氨基硅烷(sih(nme2)3)、双(二乙基氨基)硅烷(sih2(net2)2)(bedas)、双(叔丁基氨基)硅烷(sih2(nhtbu)2)(btbas)、二异丙基氨基)硅烷(sih3(nipr2))(dipas)，其中me表示甲基，et表示乙基，tbu表示叔丁基，ipr表示异丙基，三氯二硅烷(si2cl3h3)、五氯二硅烷(si2cl5h)、六氯二硅烷(si2cl6)、八氯三硅烷(si3cl8)、二氯硅烷(sicl2h2)、二甲基二氯硅烷(sicl2me2)、四氯硅烷(sicl4)、四碘硅烷(sii4)、三碘硅烷(sii3h)或二碘硅烷(sii2h2)。

13、在各种实施例中，反应物可以包括氮前体。

14、在各种实施例中，氮前体可以包括以下中的至少一种：n2、nh3、n2和h2的混合物或其组合。

技术特征：

1.一种在衬底的上表面中形成的沟槽中形成层的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高频(hf)具有在约13mhz和约27mhz之间的范围内的频率，并且所述低频(lf)功率具有在约100khz和约500khz之间的范围内的频率。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所述高频rf功率在约400瓦和约800瓦之间，所述低频rf功率在约400瓦和约800瓦之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述反应物被连续提供。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，使前体流动的持续时间在约0.3秒和约2.0秒之间。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，产生等离子体的持续时间在约0.5秒和约30秒之间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述反应室内的温度在约350℃和约450℃之间。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述层包括含有si-n键的介电层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述介电层的厚度在4nm和15nm之间。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述前体包括以下中的至少一种：硅烷、甲硅烷基胺、氨基硅烷或卤化硅化合物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述前体包括以下中的至少一种：硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)、三硅烷(si3h8)、四硅烷(si4h10)、n(si2h5)3、三甲硅烷基胺n(sih3)3、n(sime3)(sihmenme2)2、2,2-二甲硅烷基三硅烷(si(sih3)4)、三甲氨基硅烷(sih(nme2)3)、双(二乙基氨基)硅烷(sih2(net2)2)(bedas)、双(叔丁基氨基)硅烷(sih2(nhtbu)2)(btbas)、二异丙基氨基)硅烷(sih3(nipr2))(dipas)，其中me表示甲基，et表示乙基，tbu表示叔丁基，ipr表示异丙基，三氯二硅烷(si2cl3h3)、五氯二硅烷(si2cl5h)、六氯二硅烷(si2cl6)、八氯三硅烷(si3cl8)、二氯硅烷(sicl2h2)、二甲基二氯硅烷(sicl2me2)、四氯硅烷(sicl4)、四碘硅烷(sii4)、三碘硅烷(sii3h)或二碘硅烷(sii2h2)。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述反应物包括氮前体。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述氮前体包括以下中的至少一种：n2、nh3、n2和h2的混合物或其组合。

技术总结
提供了一种在衬底表面上形成介电材料层的方法。该方法可以包括：在反应室内提供衬底；使前体在反应室内的衬底上流动；使反应物流到衬底上；以及通过包括高频(HF)分量和低频(LF)分量的双射频(RF)等离子体源产生等离子体。通过产生等离子体，前体与反应物反应以形成层，并且至少在提供等离子体的步骤期间，反应室中的压力在2000和4000Pa之间。

技术研发人员：坂智美,A·努尔希达亚蒂,L·C·黄
受保护的技术使用者：ASM IP私人控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10