改善HCD氮化硅片均匀性的方法.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CN105609411A(43)申请公布日2016.05.25(21)申请号201610107296.6(22)申请日2016.02.26(71)申请人上海华力微电子有限公司地址201203上海市浦东新区张江开发区高斯路568号(72)发明人肖天金康俊龙邱裕明(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人智云(51)Int.Cl.H01L21/28(2006.01)H01L21/283(2006.01)H01L21/285(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称改善HCD氮化硅片均匀性的方法(57)摘要本发明提供了一种改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其形成HCD氮化硅片的各步骤包括：在反应腔室中通入氨气、继续通入氨气、通入HCD、成膜、再次通入氨气、排出残留气体以及通入氮气；通过在成膜时逐渐降低反应腔室的温度，以此来降低产品边缘部分的成膜速率，降低产品中心与边缘的厚度差异，从而改善产品上的Spacer2HCD氮化硅片的均匀性，最终达到改善器件的饱和驱动电流均匀性的效果。CN105609411ACN105609411A权利要求书1/1页1.一种改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其形成HCD氮化硅片的各步骤包括：在反应腔室中通入氨气、继续通入氨气、通入HCD、成膜、再次通入氨气、排出残留气体以及通入氮气，其特征在于，在成膜时所述反应腔室的温度逐渐降低。2.如权利要求1所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，在通入氨气及继续通入氨气时所述反应腔室保持初始温度不变。3.如权利要求2所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，在通入HCD时所述反应腔室的温度逐渐降低，在成膜过程结束时其温度最低。4.如权利要求4所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，在再次通入氨气时所述反应腔室的温度逐渐上升，直至初始温度。5.如权利要求5所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，在排出残留气体以及通入氮气时所述反应腔室保持初始温度不变。6.如权利要求1～5中任一项所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，所述初始温度为T+ΔT，最低温度为T-ΔT，其中，ΔT为2℃～20℃。7.如权利要求1～5中任一项所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，所述各步骤完成之后需要进行N次循环，其中N为1～80。8.如权利要求1～5中任一项所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，所述反应腔室的温度降低的速率为0.2℃～5℃/分。9.如权利要求1所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，其特征在于，所述反应腔室不同温区温度降低的速率由该温区HCD氮化硅片的均匀性决定。10.如权利要求9所述的改善HCD氮化硅片均匀性的方法，所述HCD氮化硅片的均匀性越差则该温区温度降低的速率越快。2CN105609411A说明书1/4页改善HCD氮化硅片均匀性的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种改善HCD氮化硅片均匀性的方法。背景技术[0002]半导体工艺中每次热过程都会造成杂质再扩散，所有热过程对杂质再扩散的总影响，就是热预算(thermalbudget)。在整个工艺过程中，所有的热都可能影响掺杂离子在衬底中的分布和活性，从而影响器件的电器性能。一般来说MOS器件对热预算比较敏感。[0003]随着CMOS器件特征尺寸不断减小，掺杂杂质的分布轮廓正在向纳米水平靠近，其分布会严重影响器件性能，如轻掺杂漏极(LDD)，需要在纵向和横向上精确控制杂质分布。热预算容易造成大量杂质扩散而无法符合浅结及窄的杂质分布的要求，而降低热预算可以减少杂质再分布。[0004]采用六氯乙硅烷(HCD)与氨气(NH3)反应生成氮化硅(该反应简称HCDNitride)，与采用二氯硅烷(DCS)与NH3反应生成氮化硅(该反应简称DCSNitride)相比具有以下优点：(1)能够大幅降低热预算，传统的DCSNitride成膜的温度要高于650℃，而HCDNitride的成膜温度可以低于600℃；(2)具有优异的覆盖率(StepCoverage)，HCDNitride的StepCoverage能够高于95％。因此，在45纳米及以下的工艺中，第二侧墙(Spacer2)氮化硅一般采用HCDNitride来形成。[0005]由于负载效应等因素的影响，Spacer2HCDNitride产品的厚度都是相同的图形(Pattern)，呈现出中间薄、边缘厚的固定图形，其顶部(TOP)的厚度均匀性为2.7％、中间(Center)的厚度均匀性为2.9％、底部(Bottom)的厚度均匀性为2.0％，其中均匀性的定义为(最大值-最小值)/2