[发明专利]掺氮的碳化硅薄膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种掺氮的碳化硅薄膜的形成方法。

背景技术

在超大规模集成电路工艺中，有着热稳定性、抗湿性的二氧化硅一直是金属互连线路间使用的主要介质材料，金属铝则是芯片中电路互连导线的主要材料。然而，相对于元件的微型化及集成度的增加，电路中导体连线数目不断的增多，使得导体连线架构中的电阻(R)及电容(C)所产生的寄生效应，造成了严重的传输延迟(RC Delay)，在130纳米及更先进的技术中成为电路中讯号传输速度受限的主要因素。

因此，在降低导线电阻方面，由于金属铜具有高熔点、低电阻系数及高抗电子迁移的能力，已被广泛地应用于连线架构中来取代金属铝作为导体连线的材料。

另一方面，在降低寄生电容方面，由于工艺上和导线电阻的限制，使得我们无法考虑通过几何上的改变来降低寄生电容值。因此，具有低介电常数(low k)的材料便被不断地发展，在申请号为200480018730.9的中国专利文件中能够发现更多的现有低介电常数(low k)的材料的制备方法。

低介电常数材料通常比较疏松且与导线铜的粘附性比较差，现有技术中通常会在导线铜和低介电常数薄膜之间形成一层保护层，所述保护层通常采用化学气相沉积工艺形成，所述保护层通常采用与导线铜和低介电常数薄膜粘附性都比较好的材料掺氮的碳化硅，但现在制备方法形成的掺氮的碳化硅薄膜的不同批次的薄膜性质差异大，特别是反射率差异性很大，从而使得选用掺氮的碳化硅的互连结构性质不稳定。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种掺氮的碳化硅薄膜的形成方法，以减小同一批次形成的掺氮的碳化硅薄膜的反射率的差异。

为解决上述问题，本发明提供一种掺氮的碳化硅薄膜的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成掺氮的碳化硅薄膜，形成掺氮的碳化硅薄膜的反应气体包括：四甲基硅烷和氨气；

形成掺氮的碳化硅薄膜的反应气体还包括氮气。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过在形成掺氮的碳化硅薄膜时候通入氮气，本发明形成的掺氮的碳化硅薄膜反射率的差异值比现有的碳化硅薄膜的形成方法提高约64％，并且本发明提供的形成方法形成的掺氮的碳化硅薄膜厚度均一性比现有的碳化硅薄膜的形成方法提高约53％。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明一个实施例的掺氮的碳化硅薄膜的形成方法的流程示意图；

图2至图3为本发明一个实施例的掺氮的碳化硅薄膜的形成方法的剖面结构示意图。

具体实施方式

随着半导体技术的飞速发展，介质薄膜成为半导体制造领域的研究热点。k值低于3.0的介质薄膜被半导体制造业称为低介电常数材料，k值是材料的介电常数的度量。介质薄膜用于使金属导体绝缘，并且低k介质薄膜能够减少RC延迟，从而增加讯号传输速度。

由背景技术可知，RC延迟大小取决于半导体制造工艺，随着半导体工艺进入130纳米及以下节点后，除了采用金属铜作为半导体导电材料用于降低电阻R之外，同时还会采用低介电常数材料来降低电容C，从而降低导体连线架构中的电阻及电容所产生的寄生效应。

低介电常数材料通常比较疏松且与导线铜的粘附性比较差，现有技术中通常会在导线铜和低介电常数薄膜之间形成一层保护层，所述保护层通常采用化学气相沉积工艺形成，所述保护层通常采用与导线铜和低介电常数薄膜粘附性都比较好的材料掺氮的碳化硅，但现在制备方法形成的掺氮的碳化硅薄膜的不同批次的薄膜性质差异大，特别是反射率差异性很大，从而使得选用掺氮的碳化硅的互连结构性质不稳定。

本发明的发明人经过大量的实验，对现在广泛使用的介质薄膜氮掺杂的碳化硅(NDC)进行了大量的研究，提供一种掺氮的碳化硅薄膜的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成掺氮的碳化硅薄膜，形成掺氮的碳化硅薄膜的反应气体包括：四甲基硅烷和氨气；

形成掺氮的碳化硅薄膜的反应气体还包括氮气。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。