通过原子层沉积工艺沉积氮化硅的方法及半导体晶圆.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110648899A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201910842508.9(22)申请日2019.09.06(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区良腾路6号(72)发明人陈丹林崇茂郭晓海吴加奇(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人戴广志(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称通过原子层沉积工艺沉积氮化硅的方法及半导体晶圆(57)摘要本申请公开了一种通过原子层沉积工艺沉积氮化硅的方法及半导体晶圆。该方法包括：提供一衬底；将衬底固定在半导体炉管的晶舟上；通过原子层沉积工艺在衬底上沉积氮化硅，在衬底上形成氮化硅薄膜，在原子层沉积工艺中，通过增加反应气体的载流气体流量降低衬底外侧的氮化硅薄膜的厚度与衬底内侧的氮化硅薄膜厚度的差值，以提高氮化硅薄膜的厚度均一性。本申请通过在原子层沉积工艺沉积氮化硅的过程中增加反应气体的载流气体流量，增加了反应气体在炉管反应腔内的流速，从而减小了氮化硅在衬底外侧的淀积速度，降低了生成的氮化硅薄膜在衬底外侧与衬底内侧的厚度差值，从而提高了氮化硅薄膜的均一性。CN110648899ACN110648899A权利要求书1/1页1.一种通过原子层沉积工艺沉积氮化硅的方法，其特征在于，包括：提供一衬底；将所述衬底固定在半导体炉管的晶舟上；通过原子层沉积工艺在所述衬底上沉积氮化硅，在所述衬底上形成氮化硅薄膜；其中，在所述原子层沉积工艺中，通过增加反应气体的载流气体流量降低所述衬底外侧的氮化硅薄膜的厚度与所述衬底内侧的氮化硅薄膜厚度的差值，以提高所述氮化硅薄膜的厚度均一性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过增加反应气体的载流气体流量降低所述衬底外侧的氮化硅薄膜的厚度与所述衬底内侧的氮化硅薄膜厚度的差值，包括：通过将所述反应气体的流量增加至4升以上降低所述差值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过原子层沉积工艺在所述衬底上沉积氮化硅的过程中，使所述晶舟绕所述衬底的中心旋转。4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述反应气体包括氨气，或者，氨气和二氯硅烷。5.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述载流气体包括氮气。6.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述厚度均一性的均值低于1％。7.一种半导体晶圆，其特征在于，包括：衬底；形成于所述衬底上的氮化硅薄膜；其中，所述氮化硅薄膜是将所述衬底固定在半导体炉管的晶舟上后，通过原子层沉积工艺在所述衬底上沉积氮化硅形成的，在所述原子层沉积工艺中，通过增加反应气体的载流气体流量降低所述衬底外侧的氮化硅薄膜的厚度与所述衬底内侧的氮化硅薄膜厚度的差值，以提高所述氮化硅薄膜的厚度均一性。8.根据权利要求7所述的半导体晶圆，其特征在于，通过增加反应气体的载流气体流量降低所述衬底外侧的氮化硅薄膜的厚度与所述衬底内侧的氮化硅薄膜厚度的差值，包括：通过将所述反应气体的流量增加至4升以上降低所述差值。9.根据权利要求8所述的半导体晶圆，其特征在于，在通过原子层沉积工艺在所述衬底上沉积氮化硅的过程中，使所述晶舟绕所述衬底的中心旋转。10.根据权利要求7至9任一所述的半导体晶圆，其特征在于，所述反应气体包括氨气，或者，氨气和二氯硅烷。11.根据权利要求7至9任一所述的半导体晶圆，其特征在于，所述载流气体包括氮气。12.根据权利要求7至9任一所述的半导体晶圆，其特征在于，所述厚度均一性的均值低于1％。2CN110648899A说明书1/5页通过原子层沉积工艺沉积氮化硅的方法及半导体晶圆技术领域[0001]本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种通过原子层沉积工艺沉积氮化硅的方法及半导体晶圆。背景技术[0002]随着半导体芯片的集成度增加，半导体器件的尺寸不断缩小，集成电路的线宽越来越窄，对半导体制造工艺的精度不断提出更高的要求。[0003]半导体晶圆的片内均一性(Uniformity)是衡量半导体工艺精度的重要指标，均一性的值越低，均一性(或者平整度)就越高。在半导体制造过程中，每道工序的均一性对下一道工序的刻蚀工艺，或者研磨工艺的影响较大，从而对半导体产品的成品率造成影响，因此需要在制造过程中对晶圆的片内均一性进行有效控制。[0004]氮化硅(SiN)是半导体器件中通常作为缓冲层或者隔离层的材料，通常氮化硅薄膜是将晶圆安装在半导体炉管的晶舟上，通过原子层沉积(AtomicLayerDeposition，ALD)工艺形成。[0005]相关技术中，可通过以下方式提高氮化硅薄膜的均一性：(1)提高晶圆在晶舟上的水平度；(2