基于LPCVD炉管的薄膜制备方法、相关薄膜及设备与流程

    专利查询2026-09-14  1


    本申请涉及薄膜制备,特别是涉及一种基于lpcvd炉管的薄膜制备方法、相关薄膜及设备。


    背景技术:

    1、随着半导体技术的发展,氧化硅-氮化硅薄膜叠层因其优异的电绝缘性能和化学稳定性,被广泛用作半导体器件的栅介质层、钝化层以及隔离层等结构。

    2、目前,通常先使用一台机器完成氧化硅在硅晶圆表面的生长,再使用另一台机器在氧化硅表面进行氮化硅的沉积,从而制备氧化硅-氮化硅薄膜叠层。然而,在从一台机器向另一台机器转移硅晶圆的过程中,容易引入污染,导致沉积得到的氮化硅薄膜具有较高的缺陷,影响薄膜的质量和半导体器件的性能。

    3、由此,如何得到高质量的氧化硅-氮化硅薄膜叠层,成为需要解决的问题。


    技术实现思路

    1、基于上述问题,本申请提供了一种基于lpcvd炉管的薄膜制备方法、相关薄膜及设备,可以制备高质量的氧化硅-氮化硅薄膜叠层。

    2、本申请实施例公开了如下技术方案:

    3、第一方面,本申请实施例提供了一种基于lpcvd炉管的薄膜制备方法,所述方法包括:

    4、提供硅晶圆;

    5、通入氧化剂气体,在预设的氧化温度下,以干氧法在所述硅晶圆表面生长第一氧化硅薄膜;

    6、通入硅烷和氮气,以化学气相沉积法,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层。

    7、可选地,所述通入硅烷和氮气,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层,包括:

    8、通入硅烷、二氯氢硅和氮气,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层。

    9、可选地,所述预设的氧化温度选自700℃~1200℃之间。

    10、可选地,所述通入硅烷和氮气,以化学气相沉积法,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层之后,所述方法还包括:

    11、顺序通入惰性气体和清洁气体,去除所述氮化硅薄膜表面的污染物。

    12、可选地,所述通入硅烷和氮气,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层之后,所述方法还包括:

    13、通入氧化剂气体,在预设的氧化温度下,以干氧法在所述氮化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧生长第二氧化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅-氧化硅薄膜叠层。

    14、可选地,所述通入硅烷和氮气,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层之后,所述方法还包括:

    15、通入氧化剂气体和硅源,以化学气相沉积法,在所述氮化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧沉积第二氧化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅-氧化硅薄膜叠层。

    16、可选地,所述提供硅晶圆之前,所述方法还包括:

    17、监测炉管内真空度;

    18、若所述真空度满足预设条件,则:升高炉管内温度,直至炉管内温度达到预设的清洁温度;通入氮气,直至炉管内压强达到预设压强;

    19、通入无机非金属氟化物气体,清洗炉管。

    20、第二方面,本申请实施例提供了一种氧化硅-氮化硅薄膜叠层,所述氧化硅-氮化硅薄膜叠层通过第一方面中任一实施方式所述的基于lpcvd炉管的薄膜制备方法制备。

    21、第三方面,本申请实施例提供了一种氧化硅-氮化硅-氧化硅薄膜叠层,所述氧化硅-氮化硅-氧化硅薄膜叠层通过第一方面中相应实施方式所述的基于lpcvd炉管的薄膜制备方法制备。

    22、第四方面,本申请实施例提供了一种lpcvd炉管,所述炉管用于执行第一方面中任一实施方式所述的基于lpcvd炉管的薄膜制备方法。

    23、相较于现有技术,本申请具有以下有益效果:

    24、本申请实施例提供了一种基于lpcvd炉管的薄膜制备方法,该方法中,首先,提供硅晶圆;而后,通入氧化剂气体,在预设的氧化温度下,以干氧法在所述硅晶圆表面生长第一氧化硅薄膜;最后,通入硅烷和氮气,以化学气相沉积法,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层。由此,在同一lpcvd炉管中,先后以干氧法生长了第一氧化硅薄膜和以化学气相沉积法沉积了氮化硅薄膜,中间无需在两台机器之间进行硅晶圆的转移,既能够节省制备氧化硅-氮化硅薄膜叠层的时间成本,又可以避免转移硅晶圆的过程中引入污染。一方面可以提高氧化硅-氮化硅薄膜叠层的质量,进而提升半导体器件的性能;另一方面,也不必在生长氧化硅薄膜和沉积氮化硅薄膜之间对硅晶圆进行清洗,可以降低薄膜的制备成本。此外,仅使用一台lpcvd炉管即可实现氧化硅-氮化硅薄膜叠层的制备,所需使用的机器数量少且种类单一,占地面积小,能够大大降低生产成本。



    技术特征:

    1.一种基于lpcvd炉管的薄膜制备方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通入硅烷和氮气,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设的氧化温度选自700℃~1200℃之间。

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通入硅烷和氮气,以化学气相沉积法,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层之后,所述方法还包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通入硅烷和氮气,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层之后,所述方法还包括:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通入硅烷和氮气,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧,以化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅-氮化硅薄膜叠层之后,所述方法还包括:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提供硅晶圆之前,所述方法还包括:

    8.一种氧化硅-氮化硅薄膜叠层,其特征在于,所述氧化硅-氮化硅薄膜叠层通过权利要求1~7中任一项所述的基于lpcvd炉管的薄膜制备方法制备。

    9.一种氧化硅-氮化硅-氧化硅薄膜叠层,其特征在于,所述氧化硅-氮化硅-氧化硅薄膜叠层通过权利要求5或6所述的基于lpcvd炉管的薄膜制备方法制备。

    10.一种lpcvd炉管,其特征在于,所述炉管用于执行权利要求1~7中任一项所述的基于lpcvd炉管的薄膜制备方法。


    技术总结
    本申请公开了一种基于LPCVD炉管的薄膜制备方法、相关薄膜及设备,可用于薄膜制备领域,该方法中,首先,提供硅晶圆;而后,通入氧化剂气体,在预设的氧化温度下,以干氧法在所述硅晶圆表面生长第一氧化硅薄膜;最后,通入硅烷和氮气,以化学气相沉积法,在所述氧化硅薄膜背离所述硅晶圆的一侧沉积氮化硅薄膜,得到氧化硅‑氮化硅薄膜叠层。由此,可以避免转移硅晶圆的过程中引入污染,一方面可以提高氧化硅‑氮化硅薄膜叠层的质量,进而提升半导体器件的性能;另一方面,也不必在生长氧化硅薄膜和沉积氮化硅薄膜之间对硅晶圆进行清洗,可以降低薄膜的制备成本。此外,所需使用的机器数量少且种类单一,占地面积小,还能够大大降低生产成本。

    技术研发人员:盘华秋,贾宬,王志刚
    受保护的技术使用者:珠海创飞芯科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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