氮化硅薄膜可以通過化學(xué)氣相沉積和原子層沉積法的方法獲得,化學(xué)氣相沉積法一般有低壓化學(xué)氣相沉積氧化工藝、增強(qiáng)等離子體化學(xué)氣相層積等,常JM38510/10201BCA見的機(jī)器有多片垂直氮化沉積爐管(TEI'或KE)、單片腔體式的沉積機(jī)器(應(yīng)用材料公司)和原子層沉積機(jī)器(KE)。但原子層沉積法獲得的氮化膜使用比較少。

   化學(xué)氣相沉積法使用的氮源一般為NH3,硅源有⒏H4,SiH2C12(dichlorosilane,DCS),S1C16(hexachlorodisilane,HCD),BTBAS(二丁基胺硅烷,⒏s(tertiarybutylamino)silicate),TDMAS(t⒒s(dimethylami11o)silane)等[21。通過LPCVD多片垂直爐管或單片機(jī)器得到氮化硅薄膜的方法有:

   DCS+NH3―→⒏3N1(固態(tài))+副產(chǎn)物(氣態(tài)×600~800℃)

   BTBAs+NH3―→S圮N1(固態(tài))+副產(chǎn)物(氣態(tài)×450~600℃)

   通過增強(qiáng)等離子體化學(xué)氣相層積PEC、0單片腔體式的沉積機(jī)器得到氮化硅薄膜的方法有:

   ⒏H4+NH3―→S噸N1(固態(tài))+副產(chǎn)物(氣態(tài)×450~600℃)

   兩種獲得氮化膜的方法的主要優(yōu)缺點(diǎn)如表。化學(xué)氣相沉積法和原子層沉積法的主要優(yōu)缺點(diǎn)在65nm以下,側(cè)墻T藝中的氧化硅和氮化硅的熱預(yù)算非常重要,可以通過降低爐管的層積溫度(<600℃),也可以使用單片機(jī)的SACVD OX,PECVD⒏N。但過低的溫度會(huì)使階梯覆蓋率和微差異變差,同時(shí)產(chǎn)生酸槽刻蝕率偏快的問題,需要通過結(jié)深工藝和側(cè)墻I藝的整合來取舍。

    作為柵極氧化介電層從純二氧化硅到HfO,Zr02等系列高介電常數(shù)薄膜的過渡材料,氮氧化硅為CMOS技術(shù)從0.18um演進(jìn)到45nm世代發(fā)揮了重要作用。時(shí)至今日,其技術(shù)不管是從設(shè)各、工藝、整合還是表征,都越來越成熟,越來越完善。之所以用氮氧化硅來作為 柵極氧化介電層,一方面是因?yàn)楦趸璞?氮氧化硅具有較高的介電常數(shù),在相同的等效二氧化硅厚度下,其柵極漏電流會(huì)大大降低另一方面,氮氧化硅中的氮對(duì)PMOS多晶硅中硼元素有較好的阻擋作用,它可以防止離子注人和隨后的熱處理過程中,硼元素穿過柵極氧化層到溝道,引起溝道摻雜濃度的變化,從而影響閾值電壓的控制。作為柵極氧化介電層的氮氧化硅必須要比較好的薄膜特性及工藝可控性,所以一般的工藝是先形成一層致密的、很薄的、高質(zhì)量的二氧化硅層,然后通過對(duì)二氧化硅的氮化來實(shí)現(xiàn)的。