晶种层的形成方法以及含硅薄膜的成膜方法技术

本发明专利技术涉及一种晶种层的形成方法以及含硅薄膜的成膜方法，所述晶种层的形成方法在基底上形成晶种层，所述晶种层成为薄膜的晶种，其具备：使用氨基硅烷系气体，使氨基硅烷系气体中包含的至少硅吸附到基底上的工序；以及使用乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，在吸附有氨基硅烷系气体中包含的至少硅的基底上沉积乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅的工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近来，半导体集成电路装置的微细化逐渐发展。由于这样的微细化的发展，对于半导体集成电路装置中使用的各种薄膜而言，要求进一步的薄膜化以及膜质的进一步优质化。例如，专利文献I中记载了使用乙硅烷气体成膜非晶硅膜的成膜方法。现有技术文献_7] 专利文献专利文献1:日本特开平7-86173号公报
技术实现思路
作为评价“膜质的优质程度”的指标之一，有晶面内的膜厚均匀性(面内均匀性)。专利文献I中记载了:在成膜非晶硅膜时，将成膜温度设定为530°C以下，并将乙硅烷气体的流量设定为每分钟300cc以上。由此，可以得到面内均匀性良好的非晶硅膜。例如，在专利文献I中，通过将乙硅烷气体的流量设为每分钟lOOOcdOOOcc的范围、将成膜温度设为450°C 475°C的范围，可以得到相对于已成膜的非晶硅膜约为±3.(Γ7.0%的特别良好的面内均匀性。然而，随着半导体集成电路装置的微细化的发展，要求进一步提高薄膜的面内均匀性。本专利技术是鉴于上述情况而进行的，提供一种能够进一步提高薄膜的面内均匀性的、用于形成薄膜的晶种层的形成方法以及使用了该晶种层的含硅薄膜的成膜方法。本专利技术的第一方式所述的晶种层的形成方法在基底上形成晶种层，所述晶种层成为薄膜的晶种，其具备:(1)使用氨基硅烷系气体，使前述氨基硅烷系气体中包含的至少硅吸附到前述基底上的工序；以及(2)使用乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，在吸附有前述氨基娃烧系气体中包含的至少娃的如述基底上沉积如述乙娃烧以上的闻阶娃烧系气体中包含的至少硅的工序。本专利技术的第二方式所述的晶种层的形成方法在基底上形成晶种层，所述晶种层成为薄膜的晶种，其使用氨基硅烷系气体以及乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，边使前述氨基娃烧系气体中包含的至少娃吸附到前述基底上，边使未吸附前述氨基娃烧系气体中包含的至少硅的位点被前述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅包埋，边在前述基底上沉积前述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅，从而形成前述晶种层。本专利技术的第三方式所述的含硅薄膜的成膜方法在基底上形成晶种层，并在前述晶种层上成膜含硅薄膜，其具备:(I)在前述基底上形成前述晶种层的工序；以及(2)在前述晶种层上形成前述含硅薄膜的工序，前述(I)工序使用上述第一方式或者上述第二方式所述的晶种层的形成方法来进行。本专利技术的其它目的和优点见后述说明，其中，部分显而易见，或者可通过实施本专利技术而习得。利用下述详细说明的手段和组合(theinstrumentalities and combinations)来实现并获得本专利技术的目的和优点。附图说明纳入并构成说明书的一部分的附图阐明了本专利技术的实施方案，并且连同上述概述以及下述实施方案的具体说明，用于解释本专利技术的原理。图1是示出本专利技术的第一实施方式所述的的一例的流程2A 图2C是示出第一实施方式所述的的主要工序的剖面3是示出膜厚与面内均匀性的关系的4是示出本专利技术的 第二实施方式所述的的一例的流程5A 图5C是示出第二实施方式所述的的主要工序的剖面6是示出本专利技术的第三实施方式所述的的一例的流程7A和图7B是示出第三实施方式所述的的主要工序的剖面图。具体实施例方式现将参照附图来详细说明基于上述发现而得到的本专利技术的实施方案。在以下说明中，将具有基本上相同功能和设置的构件用相同的附图标记来表示，仅在必要时做重复说明。以下参照附图说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，在所有附图中，共同的部分赋予共同的参照符号。(第一实施方式)图1是示出本专利技术的第一实施方式所述的的一例的流程图、图2A 图2C是示出第一实施方式所述的的主要工序的剖面图。如图1的步骤I所示那样，在基底上(在本例中为在形成于硅基板(硅晶片=硅单晶)上的硅氧化物(SiO2)膜上)形成晶种层。第一实施方式所述的晶种层的形成方法的一例如下所示。如图1的步骤11和图2A所示那样，使用氨基硅烷系气体，使氨基硅烷系气体中包含的至少硅w吸附到形成于硅基板I上的硅氧化物膜2上。作为具体的一例，将硅基板I加热，向硅氧化物膜2的主表面流通作为第一晶种层原料气体的氨基硅烷系气体。由此，包含氨基硅烷系气体中包含的至少硅的成分被吸附到硅氧化物膜2的主表面上，从而形成以原子层水平、例如以原子为I层左右的水平(单原子层数量级)的吸附的第一晶种层3。第一晶种层3为极薄的层。图2A中，示出硅原子以粒状吸附的第一晶种层3。这样的第一晶种层3的薄膜原料以单原子层数量级逐渐堆积，例如，可以使用原子层沉积法(ALD法)来形成。作为氨基硅烷系气体的例子，可列举出包含以下物质中的至少一种的气体，所述物质为:BAS (丁基氨基硅烷)、BTBAS (双(叔丁基氨基)硅烷)、DMAS (二甲基氨基硅烷)、BDMAS (双(二甲基氨基)硅烷)、TDMAS (三(二甲基氨基)硅烷)、DEAS (二乙基氨基硅烷)、BDEAS (双(二乙基氨基)硅烷)、DPAS (二丙基 氨基硅烷)、DIPAS (二异丙基氨基硅烷)。在本例中，使用了 DIPAS。形成第一晶种层3时的处理条件的一例为:DIPAS 流量:200sccm处理时间:1分钟处理温度:400°C处理压力:133.3Pa (ITorr)接着，如图1的步骤12和图2B所示那样，使用乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，在吸附有氨基硅烷系气体中包含的至少硅w的硅氧化物膜2上、即在形成有第一晶种层3的硅氧化物膜2上沉积乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅。作为具体的一例，将硅基板I加热，向形成有第一晶种层3的硅基板I的主表面流通作为第二晶种层原料气体的乙硅烷以上的高阶硅烷系气体。由此，乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅被沉积到第一晶种层3上，从而形成第二晶种层4。例如，在第一晶种层3形成为粒状的情况下，第二晶种层4包埋在颗粒之间，并且形成于第一晶种层3上。这样的第二晶种层4例如可以通过化学气相沉积反应(CVD反应)来逐渐沉积薄膜原料、可以通过使用化学气相沉积法(CVD法)来形成。作为乙硅烷以上的高阶硅烷系气体的例子，可列举出包含以下物质中的至少一种的气体，所述物质为:Si2H6 ；用式(其中，m为3以上的自然数)表示的硅的氢化物；用SinH2n式(其中，η为3以上的自然数)表示的硅的氢化物。作为上述用SimH2m+2式(其中，m为3以上的自然数)表示的硅的氢化物，在实用中优选选自以下物质中的至少一种，所述物质为:丙硅烷(Si3H8)、丁硅烷(Si4H10 )、戊硅烷(Si5H12)、己硅烷(Si6H14)、庚硅烷(Si7H16)15另外，作为上述用SinH2ll式(其中，η为3以上的自然数)表示的硅的氢化物，在实用中优选选自以下物质中的至少一种，所述物质为:环丙硅烷(Si3H6)、环丁硅烷(Si4H8)、环戊硅烷(Si5H10)、环己硅烷(Si6H12)、环庚硅烷(Si7H14X`在本例中，作为乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，使用了乙硅烷。形成第二晶种层4时的处理条件的一例为:乙硅烷流量:200sccm处理时间:4.3分钟处理温度:400°C处理压力:133.3Pa (ITorr)。如此操作，在本例中，形成了包含第一晶种层3、以及形成于第一晶种层3上的第二晶种层4的双层晶种层5。双层晶种层5的状态例如为非晶态。在双层晶种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶种层的形成方法，其特征在于，所述方法在基底上形成晶种层，所述晶种层成为薄膜的晶种，其具备：（1）使用氨基硅烷系气体，使所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅吸附到所述基底上的工序；以及（2）使用乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，在吸附有所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅的所述基底上沉积所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅的工序。

【技术特征摘要】
2011.10.28 JP 2011-2379871.一种晶种层的形成方法，其特征在于，所述方法在基底上形成晶种层，所述晶种层成为薄膜的晶种，其具备: (1)使用氨基硅烷系气体，使所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅吸附到所述基底上的工序；以及 (2)使用乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，在吸附有所述氨基硅烷系气体中包含的至少娃的所述基底上沉积所述乙娃烧以上的闻阶娃烧系气体中包含的至少娃的工序。2.根据权利要求1所述的晶种层的形成方法，其特征在于，所述(I)工序中的所述硅的吸附通过使用了 ALD法即原子层沉积法的硅的单原子层数量级的吸附来进行； 所述(2)工序中的所述硅的沉积通过使用了化学气相沉积法的基于化学气相沉积反应的硅的沉积来进行。3.根据权利要求1所述的晶种层的形成方法，其特征在于，在所述(2)工序之后，具备: (3)使用所述氨基硅烷系气体，使所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅再吸附到沉积有所述乙娃烧以上的闻阶娃烧系气体中包含的至少娃的基底上的工序；以及 (4)使用所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体，在再吸附有所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅的所述基底上，再沉积所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅的工序， 将所述(3)工序和所述(4)工序重复至少I次以上。4.根据权利要求3所述的晶种层的形成方法，其特征在于，所述(3)工序中的所述硅的吸附通过使用了 ALD法即原子层沉积法的硅的单原子层数量级的吸附来进行； 所述(4)工序中的所述硅的沉积通过使用了化学气相沉积法的基于化学气相沉积反应的硅的沉积来进行。5.根据权利要求3所述的晶种层的形成方法，其特征在于，在所述(4)工序中，供给所述乙娃烧以上的高阶娃烧系气体以及包含选自以下掺杂剂中的至少一种掺杂剂的气体，所述掺杂剂为: 硼(B)、 磷(P)、 砷(As)、 氧(O)、 碳(C)、 氮(N), 在吸附有所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅的所述基底上，边含有所述掺杂剂边沉积所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅。6.根据权利要求1所述的晶种层的形成方法，其特征在于，在所述(2)工序中，供给所述乙娃烧以上的高阶娃烧系气体以及包含选自以下掺杂剂中的至少一种掺杂剂的气体，所述掺杂剂为: 硼(B)、 磷(P)、 砷(As)、氧(O)、 碳(C)、 氮(N), 在吸附有所述氨基 硅烷系气体中包含的至少硅的所述基底上，边含有所述掺杂剂边沉积所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅。7.一种晶种层的形成方法，其特征在于，所述方法在基底上形成晶种层，所述晶种层成为薄膜的晶种， 其使用氨基硅烷系气体和乙硅烷以上的高阶硅烷系气体， 边使所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅吸附到所述基底上， 边使未吸附所述氨基硅烷系气体中包含的至少硅的位点被所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅包埋， 边在所述基底上沉积所述乙硅烷以上的高阶硅烷系气体中包含的至少硅，从而形成所述晶种层。8.根据权利要求1所述的晶种层的形成方法，其特征在于，所述氨基硅烷系气体选自包含以下物质中的至少一种的气体，所述物质为: BAS即丁基氣基娃烧、 BTBAS即双(叔丁基氨基)硅烷、 DMAS即二甲基氨基硅烷、 BDMAS即双(二甲基氨基)硅烷、 TDMAS即三(二甲基氨基)硅烷、 DEAS即二乙基氨基硅烷、 BDEAS即双(二乙基氨基)硅烷、 DPAS即二丙基氨基硅烷、 DIPAS即二异丙基氨基硅烷、 六乙基氨基乙硅烷、(1)((R1R2)N)nSi2H6-n-m(R3)m,(2)((Rl)NH)nSi2H6-n-m(R3)m、(3)((R1R2)N)nSi2H6-...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田充弘，柿本明修，长谷部一秀，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：