不含氧的硅基薄膜以及形成該薄膜的方法
【專利摘要】本文公開了不含氧硅基薄膜以及形成該薄膜的方法。所述不含氧硅基薄膜包含大于50原子％的硅。一個方面，所述硅基薄膜具有組成SixCyNz，其中如通過XPS測量的，x為約51-100，y為0-49，以及z為0-50原子重量(wt)百分比(％)。在一個實施方式中，所述不含氧硅基薄膜采用具有至少兩個SiH3基團，其中在硅原子之間具有至少一個C2-3鍵的至少一種有機硅前體例如1，4-二硅雜丁烷來沉積。
【專利說明】不含氧的硅基薄膜以及形成該薄膜的方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求2012年7月30日提交的在先美國臨時專利申請第61/677，267號的權益。
【技術領域】
[0003]本文公開的是不含氧或基本不含氧的含硅或硅基薄膜，以及形成該薄膜的方法。本文描述的硅基薄膜包括但不限于，用于各種電子應用的非化學計量的碳化硅、碳氮化硅、氮化娃或無定形娃薄膜。
發明背景
[0004]除硅以外的其他元素可以存在于不含氧的硅基薄膜中。這些其他元素有時可以根據薄膜的最終應用或所需的最終性質，而有意地經由沉積方法添加到組合的混合物中。例如，可將元素氮(N)添加到硅基薄膜中以形成碳氮化物或氮化硅薄膜，其可以提供特定介電性能例如較低的泄漏電流。然而，取決于應用，薄膜中的某些元素可能是不合需要的，即使是以較低的濃度水平。
[0005]題為“Method of depositing a thin film on a semiconductor substrate，，的參考文獻IPC0M000172513D公開了用于將薄膜沉積在用于半導體制造應用的襯底上的裝置和方法的非限制性實施方式。該參考文獻描述了采用一種或多種以下前體，三甲硅烷基胺(TSA)、1，4-二硅雜丁烷(1，4-DSB)和氨(NH3)以在 2-5Torr/400-550°C下的 LPCVD 反應器中獲得SixCyNz薄膜。該實施方式具有低溫沉積(低于550°C )、高前體蒸氣壓及通過改變反應物/比率來調節碳含量的能力。
[0006]題為“Ex·tra Low-Temperature SiC Deposition，，的參考文獻 IPC0M000168604D公開了在低溫(< 500°C )下在熱CVD方案中沉積SiC薄膜。SiC源是以氮氣作為稀釋氣體的有機硅烷。有機硅烷氣體是S1-取代的鏈燒烴,例如二娃雜丁燒(例如，1,3-二娃雜丁烷)和三硅雜庚烷(例如，2，4，6-三硅雜庚烷)。
[0007]美國專利4，923，716 ( “‘716專利”)描述了從單一分子物質的含Si和C兩者的蒸氣源通過化學氣相沉積來沉積Sic。所述分子物質具有通式CnSinHm，其中m為2n+l至4n+2 (包括端點)以及η = 2-6 (包括端點)，并顯示主要的熱解機制而產生含Si和C原子兩者的反應性片段。所述Si和C原子以相等的數目和相等速率共沉積在襯底上，從而產生按化學計量沉積的SiC。
[0008]美國專利7，651,725( “‘725專利”)公開了通過有機硅化合物和氧化氣體在約IOff至約200W的恒定RF功率水平或約20W至約500W的脈沖RF功率水平下的反應沉積低介電常數薄膜的方法和裝置。所述‘725專利教導了碳(例如一些有機官能團)保留在氧化的有機硅烷層中，這造成低介電常數和優異的屏障性能。
[0009]美國專利7，972，975和美國
【發明者】H·R·鮑恩, 李建恒, M·L·奧尼爾, 蕭滿超, A·D·約翰遜, 雷新建 申請人:氣體產品與化學公司