【技术实现步骤摘要】
本公开总体涉及碳化硅膜的形成，并且更具体地涉及使用远程等离子体沉积渐变或多层的碳化硅膜。
技术介绍
1、碳化硅(sic)类薄膜具有独特的物理、化学和机械性能，并被用于各种应用，特别是集成电路应用中。sic薄膜的种类包括经氧掺杂的碳化硅(也称为碳氧化硅)、经氮掺杂的碳化硅(也称为碳氮化硅)、以及经氧和氮掺杂的碳化硅(也称为碳氧氮化硅)。
技术实现思路
1、本公开涉及一种沉积渐变的碳化硅膜的方法。该方法包括：在反应室中提供衬底；使有机硅前体流到所述衬底上；使共反应气体流向所述反应室；在远离所述反应室的等离子体源中提供源气体；在所述等离子体源中，从所述源气体产生所述源气体的一种或多种自由基；并且将所述源气体的所述一种或多种自由基引入到所述衬底上。所述源气体的所述一种或多种自由基中的全部或基本上全部处于与所述有机硅前体反应的实质上低能态。所述方法还包括：随着时间的推移而改变所述共反应气体的流率以形成渐变的碳化硅膜，所述渐变的碳化硅膜具有从所述渐变的碳化硅膜的第一表面到与所述渐变的碳化硅膜的所述第一表面相对的第二表面的组分梯度。
2、在一些实现方式中，使所述共反应气体流向所述反应室包括使所述共反应气体流过所述等离子体源。所述方法还包括：在所述等离子体源中由所述共反应气体产生所述共反应气体的一种或多种自由基；以及将所述共反应气体的所述一种或多种自由基引导到所述衬底上。在一些实现方式中，使所述共反应气体流向所述反应室包括使所述共反应气体在与所述有机硅前体的流动路径相同的流动路径中流动
3、本公开还涉及用于沉积渐变的碳化硅膜的装置。该装置包括：反应室、远离反应室的等离子体源、用于将衬底保持在反应室中的衬底支撑件、以及配置有用于执行以下操作的指令的控制器：在反应室中提供衬底；使有机硅前体流到所述衬底上；使共反应气体穿过所述等离子体源流向所述反应室；在所述等离子体源中提供源气体；在所述等离子体源中，由所述源气体产生所述源气体的一种或多种自由基；将所述源气体的所述一种或多种自由基引入到所述衬底上，其中所述源气体的所述一种或多种自由基中的全部或基本上全部处于与所述有机硅前体反应的实质上低能态，并且随着时间的推移而改变所述共反应气体的流率以形成渐变的碳化硅膜，所述渐变的碳化硅膜具有从所述渐变的碳化硅膜的第一表面到与所述第一表面相对的第二表面的组分梯度。
4、在一些实现方式中，控制器还配置有用于执行以下操作的指令：在所述等离子体源中由所述共反应气体产生所述共反应气体的一种或多种自由基；以及将所述共反应气体的所述一种或多种自由基引导到所述衬底上。在一些实施方案案中，共反应气体是氧气。在一些实施方案中，渐变的碳化硅膜是sico膜。在一些实施方案中，渐变的碳化硅膜的组分梯度可具有从碳化硅膜的第一表面到第二表面的渐增的碳浓度。渐变的碳化硅膜的第一表面处的碳浓度可小于约20％，并且渐变的碳化硅膜的第二表面处的碳浓度可大于约20％。
5、本公开还涉及一种用于沉积多层的碳化硅膜的方法。该方法包括：在反应室中提供衬底；使有机硅前体流到所述衬底上；使共反应气体流向所述反应室；在远离所述反应室的等离子体源中提供源气体；在所述等离子体源中，从所述源气体产生所述源气体的一种或多种自由基；并且将所述源气体的所述一种或多种自由基引入到所述衬底上。所述源气体的所述一种或多种自由基中的全部或基本上全部处于与所述有机硅前体反应的实质上低能态。所述方法还包括：随着时间的推移而渐增地改变所述共反应气体的流率以形成多层的碳化硅膜，该多层的碳化硅膜在多层的碳化硅膜的整个厚度上具有不同的浓度。
6、在一些实现方式中，使所述共反应气体流向所述反应室包括使所述共反应气体流过所述等离子体源。在一些实现方式中，使所述共反应气体流向所述反应室包括使所述共反应气体在与所述有机硅前体的流动路径相同的流动路径中流动。在一些实现方式中，所述共反应气体包括二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、水(h2o)、甲醇(ch3oh)、氧气(o2)、臭氧(o3)、氮气(n2)、一氧化二氮(n2o)、氨(nh3)、二氮烯(n2h2)、甲烷(ch4)、乙烷(c2h6)、乙炔(c2h2)、乙烯(c2h4)、乙硼烷(b2h6)或其组合。在一些实施方案中，多层的碳化硅膜中的每一层具有从多层的碳化硅膜的第一表面到与第一表面相对的第二表面的渐增的碳浓度。在一些实施方案中，在不导致真空破坏的情况下形成多层的碳化硅膜。在一些实现方式中，所述源气体的处于所述实质上低能态的所述自由基包括处于基态的氢原子自由基。
7、本公开涉及一种沉积渐变的碳化硅膜的方法。该方法包括：在反应室中提供衬底；使有机硅前体流到所述衬底上；使共反应气体流向所述反应室；在远离所述反应室的等离子体源中提供源气体；在所述等离子体源中，从所述源气体产生所述源气体的一种或多种自由基；并且将所述源气体的所述一种或多种自由基引入到所述衬底上。所述源气体的所述一种或多种自由基中的全部或基本上全部处于与所述有机硅前体反应的实质上低能态。所述方法还包括：随着时间的推移而改变所述有机硅前体的流率以形成渐变的碳化硅膜，所述渐变的碳化硅膜具有从所述渐变的碳化硅膜的第一表面到与所述渐变的碳化硅膜的所述第一表面相对的第二表面的组分梯度。
8、在一些实施方案中，随着时间的推移而改变所述有机硅前体的所述流率在不改变所述共反应气体的流率或所述源气体的流率的情况下进行。在一些实现方式中，使所述共反应气体流向所述反应室包括使所述共反应气体流过所述等离子体源。在一些实现方式中，使所述共反应气体流向所述反应室包括使所述共反应气体在与所述有机硅前体的流动路径相同的流动路径中流动。在一些实施方案中，渐变的碳化硅膜是sico膜。在一些实施方案中，渐变的碳化硅膜的组分梯度可具有从碳化硅膜的第一表面到第二表面的渐增的碳浓度。渐变的碳化硅膜的第一表面处的碳浓度可小于约20％，并且渐变的碳化硅膜的第二表面处的碳浓度可大于约20％。在一些实施方案中，在没有真空破坏的情况下形成渐变的碳化硅膜。在一些实施方案中，源气体的自由基处于实质上低能态，包括处于基态的氢原子自由基。
9、这些和其它实施方案将参考附图在下面进一步进行描述。
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1.一种沉积渐变的碳化硅膜的方法，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括随着时间的推移而改变所述共反应气体的流率，其中随着时间的推移而改变所述共反应气体的所述流率调节了所述渐变的碳化硅膜的碳含量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述有机硅前体的流率改变时，所述共反应气体的流率保持不变。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述共反应气体流入所述反应室包括使所述共反应气体流经所述等离子体源。
5.根据权利要求1所述的方法，其中使所述共反应气体流入所述反应室包括使所述共反应气体在与所述有机硅前体的流动路径相同的流动路径中流动。
6.根据权利要求1所述的方法，其中随着时间的推移而改变所述有机硅前体的所述流率调节了所述渐变的碳化硅膜的碳含量。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机硅前体选自由环状硅氧烷、线性硅氧烷和烷氧基硅烷组成的组。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述共反应气体包括二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、水(H
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述渐变的碳化硅膜的组分梯度具有从所述渐变的碳化硅膜的所述第一表面到所述第二表面的渐增的碳浓度。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述源气体的所述一种或多种自由基包括氢自由基。
12.一种沉积多层的碳化硅膜的方法，该方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述不连续的时间间隔中的每一个在约100秒和约500秒之间。
14.根据权利要求12所述的方法，其中当所述共反应气体的所述流率以不连续的时间间隔而改变时，所述有机硅前体的流率保持不变。
15.根据权利要求12所述的方法，其中使所述共反应气体流入所述反应室包括使所述共反应气体流经所述等离子体源。
16.根据权利要求12所述的方法，其中使所述共反应气体流入所述反应室包括使所述共反应气体在与所述有机硅前体的流动路径相同的流动路径中流动。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述有机硅前体选自由以下组成的组中：环状硅氧烷、线性硅氧烷和烷氧基硅烷。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述共反应气体包括二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、水(H2O)、甲醇(CH3OH)、氧气(O2)、臭氧(O3)、氮气(N2)、一氧化二氮(N2O)、氨(NH3)、二氮烯(N2H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、乙硼烷(B2H6)或其组合。
19.根据权利要求12所述的方法，其中从所述第一表面到所述第二表面的所述不同组成具有从所述多层的碳化硅膜的所述第一表面到所述第二表面的渐增的碳浓度。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述源气体的所述一种或多种自由基包括氢自由基。
...【技术特征摘要】
1.一种沉积渐变的碳化硅膜的方法，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括随着时间的推移而改变所述共反应气体的流率，其中随着时间的推移而改变所述共反应气体的所述流率调节了所述渐变的碳化硅膜的碳含量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述有机硅前体的流率改变时，所述共反应气体的流率保持不变。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述共反应气体流入所述反应室包括使所述共反应气体流经所述等离子体源。
5.根据权利要求1所述的方法，其中使所述共反应气体流入所述反应室包括使所述共反应气体在与所述有机硅前体的流动路径相同的流动路径中流动。
6.根据权利要求1所述的方法，其中随着时间的推移而改变所述有机硅前体的所述流率调节了所述渐变的碳化硅膜的碳含量。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机硅前体选自由环状硅氧烷、线性硅氧烷和烷氧基硅烷组成的组。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述共反应气体包括二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、水(h2o)、甲醇(ch3oh)、氧气(o2)、臭氧(o3)、氮气(n2)、一氧化二氮(n2o)、氨(nh3)、二氮烯(n2h2)、甲烷(ch4)、乙烷(c2h6)、乙炔(c2h2)、乙烯(c2h4)、乙硼烷(b2h6)或其组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述渐变的碳化硅膜的组分梯度具有从所述渐变的碳化硅膜的所述第一表面到所述第二表面的渐增的碳浓度。
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴德里·N·瓦拉达拉简，龚波，袁广毕，桂哲，赖丰源，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：
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