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CN111564365A - 一种沉积薄膜的方法及其应用、形成半导体有源区的方法 - Google Patents

一种沉积薄膜的方法及其应用、形成半导体有源区的方法 Download PDF

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CN111564365A
CN111564365A CN202010280439.XA CN202010280439A CN111564365A CN 111564365 A CN111564365 A CN 111564365A CN 202010280439 A CN202010280439 A CN 202010280439A CN 111564365 A CN111564365 A CN 111564365A
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熊文娟
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Abstract

本发明涉及一种沉积薄膜的方法及其应用、形成半导体有源区的方法。一种沉积薄膜的方法，包括下列步骤：在载体表面上沉积籽晶层，然后除杂，再沉积薄膜；其中，所述除杂采用氢气气氛下退火处理或远程氢等离子体表面处理。该方法可以除去碳、氮杂质，提高薄膜表面的均匀性。

Description

一种沉积薄膜的方法及其应用、形成半导体有源区的方法
技术领域
本发明涉及半导体制备领域，特别涉及一种沉积薄膜的方法及其应用、形成半导体有源区的方法。
背景技术
随着电子设备的微型化，动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)作为重要的元件，在其有源化制作过程中，若在刻蚀沟槽后直接进行有源侧壁氧化，会产生有源区减薄，进而导致后续工艺不良，例如有源区上的接触面积减少。为了改善这种现象，在刻蚀沟槽后，沉积非晶硅，再进行后续氧化工艺，以防止有源区顶部减薄的问题。然而若利用非晶硅嵌入接触孔、线等，则成膜后的非晶硅在接触孔部的覆盖率差，容易产生纳米缺陷或针孔等，并且非晶硅膜表面的粗糙度大，常见如图1至3的情况。为了改善非晶硅膜表面的粗糙度，在形成非晶硅膜之前先在基底表面形成籽晶层。籽晶层通常以氨基硅烷系气体(二异丙基氨基硅烷、双(二乙基胺基)硅烷)为前驱体，这导致形成籽晶层后会引入碳、氮等杂质，造成器件不良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沉积薄膜的方法，该方法可以去除碳、氮杂质，提高非晶硅膜表面的均匀性。
为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种沉积薄膜的方法，包括下列步骤：
在载体表面上沉积籽晶层，然后除杂，再沉积薄膜；
其中，所述除杂采用氢气气氛下退火处理或远程氢等离子体表面处理。
该方法除杂的原理是：高温下氢气或者氢等离子体与碳、氮等杂原子生成气体副产物除去杂质，提高了薄膜的质量，也提高薄膜表面的均匀性，其保形效果更好。
上述方法可用于制备集成电路装置或半导体器件。
本发明并不限定集成电路装置及半导体器件的类型，包括但不限于各类储存器、逻辑计算元件等。
一种形成半导体有源区的方法，其特征在于，包括：
提供具有有源区目标图形的半导体基底；
利用上文所述的方法在所述有源区目标图形表面沉积非晶硅膜。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
图1至图3分别为现有技术沉积的非晶硅膜的三种不同形貌图；
图4为DIPAS的分子结构图；
图5为沉积籽晶层的示意图；
图6为形成的有源区目标图形的形貌；
图7为图6表面沉积硅薄膜后的形貌；
图8为图7结构表面氧化后的形貌。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
本发明沉积非晶硅膜的特点是：在沉积籽晶层和沉积非晶硅膜前增加除杂的步骤，具体为：
在载体上沉积籽晶层，然后除杂，再沉积非晶硅膜；
其中，所述除杂采用氢气气氛下退火处理或远程氢等离子体表面处理。
在沉积非晶硅膜之前沉积籽晶层是为了解决载体与非晶硅异质性的问题，异质性是导致针孔出现、表面粗糙度大的主要原因。
载体可以是经过刻蚀或未经刻蚀的晶圆等半导体载体，也可以是其它任意基体。
籽晶层所用的前驱体为含硅的化合物，通常采用能使硅稳定吸附在硅基板上的氨基硅烷系气体。
可选用的氨基硅烷系气体包括但不限于以下中的至少一种：
丁基氨基硅烷、双(叔丁基胺基)硅烷、二甲基氨基硅烷、双(二甲基胺基)硅烷、三(二甲基胺基)硅烷、二异丙基氨基硅烷、双(二乙基胺基)硅烷、六乙基胺基乙硅烷。
其中，二异丙基氨基硅烷(DIPAS，如图4的分子结构，商品名LTO520)、双(二乙基胺基)硅烷(商品名SAM.24)较为常用。图5的示例采用DIPAS作为前驱体。
沉积籽晶层后，可在氢气气氛下对载体进行退火处理，以除杂。退火的工艺条件(温度、压力及保温时间等)可根据籽晶层的化学组成以及沉积手段而定。例如当采用气相沉积法形成籽晶层时，适宜采用的退火条件为：保温温度400～600℃，压力0.1～200torr，保温时间≤30min。由于退火的高温保温要求，通常采用一次性完成，即籽晶层步骤全部完成后进行氢气H2下退火处理。
沉积籽晶层后，也可以采用远程氢等离子体表面处理达到除杂目的。用氢等离子体除杂时既可以连续进行也可以脉冲式除杂，例如沉积籽晶层与氢等离子体表面处理交替循环进行，或者籽晶层步骤全部完成后进行氢等离子体表面处理。采用上述任意方式均能达到除杂目的。
对于大部分半导体器件而言，经除杂后，若籽晶层中碳和氮的原子百分含量达到1％以下即可满足要求。
除杂后继续非晶硅薄膜的沉积，通常采用化学气相沉积法，采用的气体为硅烷系气体，包括但不限于：硅烷、乙硅烷、丙硅烷、丁硅烷、戊硅烷、己硅烷、庚硅烷、环丙硅烷、环乙硅烷、环丙硅烷、环丁硅烷、环戊硅烷等，其中乙硅烷较为常用。
上述的氢气气氛下退火处理或远程氢等离子体表面处理都可以实现原位处理，以降低工艺难度。
上述沉积非晶硅膜的方法适用于任意需要非晶硅薄膜的器件中，尤其是需要
Figure BDA0002446382330000041
以下非晶硅薄膜的器件中，这些器件对薄膜的质量要求更高。所述的器件包括但不限于集成电路装置或半导体器件，例如DRAM，2D NAND，3D NAND或LCD等。
根据本发明的一个实施例，提供了一种将上述技术应用于DRAM有源区的形成上。
在构成浅槽(即已形成有源区目标图形)后，得到如图6所示的结构，利用本发明上述任意实施方式的沉积方法在图6所示结构的表面沉积硅薄膜，即沉积籽晶层、退火/H等离子处理、沉积薄膜，形成如图7所示的结构，薄膜101表面具有均一的形貌，且碳、氮杂质的原子百分含量达到1％以下。之后经过利用ALD等技术沉积氧化物、氧化工艺等，形成如图8所示的结构，氧化层102。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (9)

1.一种沉积薄膜的方法，其特征在于，包括下列步骤：
在载体表面上沉积籽晶层，然后除杂，再沉积膜；
其中，所述除杂采用氢气气氛下退火处理或远程氢等离子体表面处理。
2.根据权利要求1所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜的厚度为
Figure FDA0002446382320000011
以下。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积所述籽晶层采用的前驱体采用以下中的至少一种：二异丙基氨基硅烷、双(二乙基胺基)硅烷。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积膜采用的前驱体为硅烷、乙硅烷、丙硅烷、丁硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述氢气气氛下退火处理的工艺条件为：保温温度400～600℃，压力0.1～200torr，保温时间≤30min。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述远程氢等离子体表面处理时，脉冲或连续性供给等离子体。
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述除杂在原位处理。
8.权利要求1-7任一项所述的方法在制备集成电路装置或半导体器件中的应用。
9.一种形成有源区的方法，其特征在于，包括：
在模块工艺中形成有源区与场区，
其中，形成所述场区的沟槽轮廓时采用权利1-7任一项所述的方法形成非晶硅膜；
所述形成非晶硅膜为形成单元栅的前阶段。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114657515A (zh) * 2022-05-24 2022-06-24 成都高真科技有限公司 一种用于dram蒸镀工艺的去除籽晶层杂质方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5198371A (en) * 1990-09-24 1993-03-30 Biota Corp. Method of making silicon material with enhanced surface mobility by hydrogen ion implantation
CN1255742A (zh) * 1993-02-03 2000-06-07 株式会社半导体能源研究所 半导体制造工艺和半导体器件制造工艺
CN101609796A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 福建钧石能源有限公司 薄膜形成方法和薄膜太阳能电池的制造方法
CN102347266A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 东京毅力科创株式会社 沟槽的填充方法和成膜系统
JP2012028741A (ja) * 2010-06-22 2012-02-09 Tokyo Electron Ltd 成膜方法及び成膜装置
CN102386090A (zh) * 2010-08-26 2012-03-21 三星移动显示器株式会社 形成多晶硅层的方法、薄膜晶体管和有机发光器件
CN103088311A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 东京毅力科创株式会社 晶种层的形成方法以及含硅薄膜的成膜方法
CN103681480A (zh) * 2013-12-22 2014-03-26 复旦大学 远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法及其应用
CN104347353A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 东京毅力科创株式会社 硅膜的成膜方法、薄膜的成膜方法以及截面形状控制方法
TW201822257A (zh) * 2016-09-19 2018-06-16 台灣積體電路製造股份有限公司 在矽基材上形成ｉｉｉ－ｖ族半導體層的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5198371A (en) * 1990-09-24 1993-03-30 Biota Corp. Method of making silicon material with enhanced surface mobility by hydrogen ion implantation
CN1255742A (zh) * 1993-02-03 2000-06-07 株式会社半导体能源研究所 半导体制造工艺和半导体器件制造工艺
CN101609796A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 福建钧石能源有限公司 薄膜形成方法和薄膜太阳能电池的制造方法
JP2012028741A (ja) * 2010-06-22 2012-02-09 Tokyo Electron Ltd 成膜方法及び成膜装置
CN102347266A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 东京毅力科创株式会社 沟槽的填充方法和成膜系统
CN102386090A (zh) * 2010-08-26 2012-03-21 三星移动显示器株式会社 形成多晶硅层的方法、薄膜晶体管和有机发光器件
CN103088311A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 东京毅力科创株式会社 晶种层的形成方法以及含硅薄膜的成膜方法
CN104347353A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 东京毅力科创株式会社 硅膜的成膜方法、薄膜的成膜方法以及截面形状控制方法
CN103681480A (zh) * 2013-12-22 2014-03-26 复旦大学 远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法及其应用
TW201822257A (zh) * 2016-09-19 2018-06-16 台灣積體電路製造股份有限公司 在矽基材上形成ｉｉｉ－ｖ族半導體層的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114657515A (zh) * 2022-05-24 2022-06-24 成都高真科技有限公司 一种用于dram蒸镀工艺的去除籽晶层杂质方法

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