[发明专利]一种氮化硅膜及其沉积方法、半导体器件

说明书

本发明涉及一种氮化硅膜及其沉积方法、半导体器件。一种氮化硅膜的沉积方法，包括：采用原子层沉积法，以氨气为反应气体，与气相硅源反应以在载体上沉积氮化硅膜；其中，在每个沉积循环中，在供应气相硅源之后和供应氨气之前进行以下工序：先进行1秒以上的吹扫，然后降低反应室内气压；并且所述沉积的反应温度为630℃以上。本发明通过加强吹扫、抽真空以及提高温度的操作提高氮化硅膜Si₃N₄的强度，从而解决后续氧化或蚀刻工艺对氮化硅膜的损伤问题。

技术领域

本发明涉及半导体制备领域，特别涉及一种氮化硅膜及其沉积方法、半导体器件。

背景技术

在制作DRAM的数据线(data line)并图形化的过程中，需要使用氮化工序形成氮化硅Si₃N₄，用于保护图形，在氮化工序之后还要进行氧化物沉积或者蚀刻，氧化物沉积和蚀刻过程会对已形成的氮化硅膜造成损伤，导致氮化硅膜无法保持足够的厚度来保护图形。以图1所示的数据线结构为例，在形成氮化硅膜1后，通常在图案顶部11沉积氧化物，在图案底部12进行蚀刻，这两种处理都会对氮化硅膜造成显著损伤，进而无法保护氮化硅覆盖的图形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化硅膜的沉积方法，该方法通过加强吹扫、抽真空以及提高温度的操作提高氮化硅膜Si₃N₄的强度，从而解决后续氧化或蚀刻工艺对氮化硅膜的损伤问题，以有利于充分保护下层结构。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种氮化硅膜的沉积方法，包括：采用原子层沉积法，以氨气为反应气体，与气相硅源反应以在载体上沉积氮化硅膜；

其中，在每个沉积循环中，在供应气相硅源之后和供应氨气之前进行以下工序：先进行1秒以上的吹扫，然后降低反应室内气压；并且所述沉积的反应温度为630℃以上。

与现有技术相比，本发明在供应硅源和氨气之间的过程中，加强了吹扫力度和真空度，这有利于氮化硅的高比例率形成，减少了其中Si-H键的占比，从而提高了沉积的氮化硅膜的强度，比现有的氮化硅膜强度提高了50％以上，氢含量降低至1％以内。随着氮化硅膜强度的提高，其耐损伤性提高，更能有力保护下层图案或结构。

上述的沉积方法以及所得到的氮化硅膜可用于任意的半导体器件，包括但不限于：DRAM、2D NAND、3D NAND或LCD。

一种半导体结构，包括：

衬底，

位于衬底上的数据线；

所述数据线上沉积上文的氮化硅膜。

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为DRAM中氮化硅膜所覆盖的数据线图形；

图2为现有技术沉积氮化硅时反应条件的循环变化趋势；

图3为本发明沉积氮化硅时反应条件的循环变化趋势；

图4为现有技术沉积氮化硅时的反应动态图；

图5为本发明沉积氮化硅时的反应动态图。

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。