[发明专利]一种CVD成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制备技术领域，特别是涉及一种CVD成膜方法。

背景技术

化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)是半导体工业中一种广泛应用的沉积材料的技术，例如在薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)制备场景中，CVD技术可用于制备晶体管的开关层、保护层或者半导体绝缘层。CVD的原理比较简单：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室中，然后发生反应，形成一种新的材料，沉积到晶片表面上，以沉积氮化硅为例，它是由硅烷和氮反应得到。

然而，实际上，在反应室中的反应是很复杂的，反应室中的成膜区域并不仅仅限定在晶片表面，尤其在等离子增强CVD(PECVD，维持反应的能量由等离子体提供)工艺中，薄膜可能淀积在反应室的内部或内壁的任何地方。因此，在PECVD工艺中，通常含有远程等离子清洗(RPSC，Remote Plasma Source Clean)这一工序步骤，即在若干片基片上完成成膜工序后，通过使用氟碳化合物在等离子体中产生的氟离子与反应室中的残留的薄膜进行反应，达到移除反应室中或内壁上的薄膜残留的效果。

发明人在研究中发现，在传统技术中，通过RPSC工序会使反应室中存有过多的氟离子，在后续成膜工序中，会进入晶片表面的薄膜中，形成气泡，从而降低半导体薄膜的性能，例如使得半导体通态电流和载流子迁移率偏高，而使得半导体断态电流偏低。

发明内容

基于此，有必要提供一种CVD成膜方法，应用本发明技术方案，能够减少CVD成膜中气泡产生的几率，从而提升半导体器件的品质。

一种CVD成膜方法，包括：

通过RPSC工序利用氟离子清洁反应室内部残留的薄膜；

进行预处理工序，所述预处理工序为无晶片成膜工序：在反应室中不放置晶片，而通过反应气体在反应室中进行反应并成膜，以供产生的薄膜消耗RPSC工序后的氟离子；

常规成膜工序，即将若干片晶片先后置于反应室中，通过反应气体在晶片表面反应成膜，并吸附在晶片上；

循环上述步骤。

在一个实施例中，所述薄膜包括第一SiN层、AL层、AH层、Np层以及第二SiN层。

在一个实施例中，所述若干片晶片为6片晶片。

上述CVD成膜方法，相比于传统技术，在RPSC工序和常规成膜工序之间添加预处理工序，在反应室中不放置晶片而通过反应气体进行反应成膜，用以消耗RPSC工序之后的氟离子，减少CVD成膜中气泡产生的几率，从而提升半导体器件的品质。

附图说明

图1为一个实施例中的CVD成膜方法的流程示意图；

图2为一个实施例中的薄膜结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，在一个实施例中提供了一种CVD成膜方法。该方法包括：

步骤101，通过RPSC工序利用氟离子清洁反应室内部残留的薄膜。

具体的，反应室内部残留的薄膜为之前反应室中反应的残留物，可以附着在反应室内任何位置。这里通过RPSC工序，可以参照现有的技术，利用氟碳化合物如CF₄等当作氟的原材料气体，在等离子体的作用下产生氟离子，用于清洁反应室内的薄膜残留。

步骤102，进行预处理工序。

具体的，所述预处理工序为无晶片成膜工序：在反应室中不放置晶片，而通过反应气体在反应室中进行反应并成膜，以供产生的薄膜消耗RPSC工序后的氟离子。在实践中，若没有预处理工序，直接进行常规成膜工序，会产生气泡，并且在连续成膜的几片晶片中，通常第一片晶片的气泡率远远大于后续晶片的气泡率。因此，在RPSC和常规成膜工序之间插入无晶片成膜工序，各种反应条件，如反应气体、室内压强、温度、射频FR强度与常规成膜工序相同，产生了薄膜可以与氟离子相互作用，从而消耗氟离子，从而降低后续常规工序中晶片上产生的薄膜的气泡率。

在一个实施例中，当薄膜的结构较为复杂，如图2所示，薄膜包括第一SiN层201、AL层202、AH层203、Np层204以及第二SiN层205(AL和AH为a-Si层，区别在于成膜速率不同，Np层为N⁺a-Si层)，不同层的工艺条件不尽相同。在这种情形下，在RPSC工序和常规成膜工序中插入预处理工序，达到的效果就更为明显。