[发明专利]具有原子级平整表面的薄膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种具有原子级平整表面的薄膜的制备方法，包括：提供一衬底放置于反应腔室内，首先向反应腔室内通入包含有二硅氧烷的气体，在衬底表面上形成第一晶种层，然后向反应腔室内通入包含有环戊硅烷的气体，在所述第一晶种层上形成第二晶种层，最后在第二晶种层上形成薄膜，以此提高薄膜的表面平整度，达到原子级平整表面。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种具有原子级平整表面的薄膜的制备方法。

背景技术

随着半导体器件尺寸的不断减小，半导体制作工艺已经进入深亚微米时代，且向超深亚微米发展，然而随着集成电路密度的不断提高，对半导体器件的性能以及稳定性也提出了更高的要求。在半导体器件制作过程中形成的薄膜的平整度对于后续形成的半导体器件的性能有着非常重要的影响。

现有技术中，一般通过外延法生长硅(Si)、硅锗(SiGe)或锗(Ge)来得到具有原子级平整表面的薄膜层，然而，该方法在制造过程中需要相当高的温度，并且对于大部分绝缘体上硅(SOI)来说，获得平整表面与高结晶度需要完成多个工艺步骤，最终会导致生产成本增加，并且最终的应用也会受到限制。

另外，三维积体(3DIC)需要在绝缘体上形成活性层(active layers)，同时活性层也需要具有平整表面，然而，在绝缘体上获得比较薄的活性层的原子级平整表面比较困难。现有技术采用的ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)，CVD(Chemical VaporDeposition,化学气相沉积)等沉积方法已经无法满足需求。

因此，如何获得具有原子级平整表面的薄膜是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有原子级平整表面的薄膜的制备方法，获得具有原子级平整表面的薄膜。

本发明的技术方案是一种具有原子级平整表面的薄膜的制备方法，包括以下步骤：

提供一衬底，将所述衬底放置于反应腔室中；

向反应腔室内通入包含有二硅氧烷的气体，在所述衬底表面上形成第一晶种层；

向反应腔室内通入包含有环戊硅烷的气体，在所述第一晶种层上形成第二晶种层；

向反应腔室内通入反应气体，在所述第二晶种层上形成薄膜。

进一步的，在形成所述第一晶种层与形成所述第二晶种层的过程中，向反应腔室内通入的气体还包括惰性气体。

进一步的，形成所述第一晶种层的工艺条件为：

反应腔室温度100℃～300℃，腔内压强0.1Torr～3.0Torr，气体流量：二硅氧烷50sccm～500sccm，惰性气体100sccm～1000sccm。

进一步的，所述环戊硅烷在一部分所述惰性气体的作用下通入反应腔室内，同时在所述反应腔室内通入另一部分所述惰性气体，使所述环戊硅烷在所述反应腔室内均匀分布。

进一步的，形成所述第二晶种层的工艺条件为：

反应腔室温度100℃～500℃，腔内压强0.1Torr～3.0Torr，气体流量：环戊硅烷与惰性气体的混合气体50sccm～500sccm，惰性气体100sccm～1000sccm。

进一步的，所述惰性气体为氩气。

进一步的，所述第一晶种层为单层或双层；所述第二晶种层为单层、双层或三层。

进一步的，所述薄膜为硅薄膜、锗薄膜或硅锗薄膜。

进一步的，所述反应气体包含有含硅或/含锗气体与氢气。

进一步的，形成所述薄膜的工艺条件为：