发明名称 改善由含卤素前驱物与其产物所形成之高温氧化层品质之方法与装置
摘要 本案系关于一种减少半导体氧化物之组成物中含氯以及/或其他污染物粒子浓度之方法与装置。其中,半导体氧化物之组成物系利用提供半导体元素之反应物,例如二氯矽烷,以及提供氧之反应物,例如氧化亚氮,以化学气相沉积方法(CVD)所形成。于实施例中,DCS-HTO氧化层系以加热至约825℃到约950℃的氧化亚氮气体进行退火制程,以触发氧化亚氮气体发生放热性分解反应,并且使得加热后的氧化亚氮气体留过整个DCS-HTO氧化层,以使得伴随着加热后之氧化亚氮气体之分解氧气基原子得以传递分解能量给DCS-HTO氧化层内的氯原子,并且使得氧气基原子能够填补氧气空隙进入二氧化矽的阵列(matrix)。于是,回火后之DCS-HTO氧化层中便可形成一种改良之ONO结构,以被应用于浮动闸极或其他记忆体应用上。
申请公布号 TWI245346 申请公布日期 2005.12.11
申请号 TW092124269 申请日期 2003.09.02
申请人 台湾茂矽电子股份有限公司 发明人 董荣;章昌台;萧家顺
分类号 H01L21/316;C23C16/56 主分类号 H01L21/316
代理机构 代理人 王丽茹 台北市内湖区瑞光路583巷27号4楼;曾国轩 台北市内湖区瑞光路583巷24号7楼
主权项 1.一种选择性减少半导体氧化物之组成物之污染 粒子浓度之方法,其中半导体氧化物之组成物系以 利用提供半导体元素之反应物和提供氧之反应物 之化学气相沉积方法(CVD)所形成,其中该半导体氧 化物之组成物之污染粒子系为除了该半导体元素 以及氧以外之材料,该方法包含下列步骤: 产生能量传递基; 使该能量传递基流入以化学气相沉积制程所形成 之半导体氧化物之组成物内,以使流入之能量传递 基得以传递分解能量至该半导体氧化物之组成物 之上至少部分污染粒子,若有的话,且得以造成该 至少部分污染粒子之分解;以及 将至少部分之分解之污染粒子由高温氧化膜流出 。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该半导体 氧化物之组成物系包括二氧化矽,且该污染粒子系 包括氯粒子。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该提供半 导体元素之反应物系包含二氯矽烷(Dichlorosilane)。 4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中: (a.1)该产生能量传递基系包含产生氧原子。 5.如申请专利范围第3项所述之方法,其中: (a.1)该产生能量传递基系包含供给能量予一流动 之载体气体,该载体气体系具有分子,而该分子包 含至少一元素,该元素系可转换为相对应的能量传 递基之其中之一。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该载体气 体包含氧化亚氮。 7.如申请专利范围第5项所述之方法,其中供给能量 予该流动载体气体系包含加热该载体气体至实质 上为摄氏825度到950度的范围,以触发载体气体之成 分产生放热性的分解作用。 8.如申请专利范围第5项所述之方法,其中供给能量 予该流动载体气体系包含加热该载体气体至实质 上为摄氏875度到925度的范围。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(a)产 生传递能量基以及步骤(b)使该能量传递基流入等 等前系预先进行步骤: (d)以实质上介于每分钟一公升至每分钟十公升之 流动速率提供一载体气体至一气体加能器(energizer ),其中该载体气体包含至少一元素,该元素系可转 换为相对应的能量传递基之其中之一,且该气体加 能器系增加能量于载体气体至足够地以分解至少 一元素。 10.一种对半导体氧化物之组成物进行回火之方法, 其中半导体氧化物之组成物系以利用提供半导体 元素之反应物以及提供氧之反应物之化学气相沉 积方法(CVD)所形成,其中该半导体氧化物之组成物 系包含氧空隙位置及一个或多个卤素污染物之其 中之一或二者,该回火方法包含下列步骤: (a)提供载体气体之流动蒸气,其中该载体气体系包 含氧; (b)加热该载体气体之流动蒸气至实质上摄氏825度 到950度的范围; (c)导引该加热之载体气体至一个或一个以上之工 作组件(workpiece),其中该工作组件具有包含该化学 气相沉积方法(CVD)所形成之半导体氧化物之组成 物之暴露表面;以及 (d)持续进行步骤(a)、(b)以及(c)至少实质上五分钟 。 11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中更包含 步骤: (e)于该一个或一个以上之工作组件处于加热之载 体气体持续实质上不超过30分钟的一段时间后,停 止至少该步骤(b)以及该步骤(c)之其中之一。 12.如申请专利范围第10项所述之方法,其中 (a.1)该载体气体包含至少氧化亚氮(N2O)、氧化氮(NO )、氧气(O2)、氢气(H2)或氨气(NH3)等之其中之一;以 及 (c.1)该化学气相沉积方法(CVD)所形成之半导体氧化 物之组成物系以包含二氯矽烷(DCS)之提供半导体 元素之反应物所形成。 13.如申请专利范围第10项所述之方法,其中载体气 体之流动蒸气系以实质上介于每分钟一公升至每 分钟十公升之流动速率流动。 14.一种改良之高温氧化沉积膜,其以二氯矽烷形成 且以于整个膜上之小于4000*1010 atoms/cm2之含氯浓度 之为特性。 15.如申请专利范围第14项所述之高温氧化沉积膜, 其进一步以于整个膜上之小于400*1010 atoms/cm2之含 氯浓度为特性。 16.如申请专利范围第15项所述之高温氧化沉积膜, 其进一步以于整个膜上之小于165*1010 atoms/cm2之含 氯浓度为特性。 17.如申请专利范围第15项所述之高温氧化沉积膜, 其进一步以于整个膜上之小于240*1010 atoms/cm2之含 硫(sulfur)浓度为特性。 18.如申请专利范围第15项所述之高温氧化沉积膜, 其进一步以于整个膜上之小于0.4*1010 atoms/cm2含铁( Fe)浓度为特性。 19.如申请专利范围第15项所述之高温氧化沉积膜, 其进一步以于整个膜上之小于1.3*1010 atoms/cm2含碘( Iodine)浓度为特性。 20.一种积体电路,其至少包含: 一第一多晶半导体电极;以及 一第一回火式二氯矽烷高温氧化沉积膜(DCS-HTO film ),其系位于该第一多晶半导体电极之表面上,其中 该第一回火式二氯矽烷高温氧化沉积膜以于整个 该第一回火式二氯矽烷高温氧化沉积膜上之小于 400*1010 atoms/cm2之含氯(chlorine)浓度为特性。 21.如申请专利范围第20项所述之积体电路,其更包 含: (c)一氮化物膜,其系位于该第一回火式二氯矽烷高 温氧化沉积膜之表面上;以及 (d)一第二回火式二氯矽烷高温氧化沉积膜,其系位 于该氮化物膜之表面上,其中该第二回火式二氯矽 烷高温氧化沉积膜以于整个该第二回火式二氯矽 烷高温氧化沉积膜上之小于400*1010 atoms/cm2之含氯( chlorine)浓度为特性。 22.如申请专利范围第21项所述之积体电路,其进一 步更包含: (e)一第二多晶半导体电极,其系位于至少第一回火 式二氯矽烷高温氧化沉积膜及该第二回火式二氯 矽烷高温氧化沉积膜之其中之一之表面。 23.如申请专利范围第22项所述之积体电路,其进一 步更包含: (f)一热成长氧化层,其系由该第二多晶半导体电极 延伸出来。 24.如申请专利范围第20项所述之积体电路,其进一 步更包含: (c)一单晶基材,以接触于该第一回火式二氯矽烷高 温氧化沉积膜之至少一部份。 图式简单说明: 第一图:其系概要地解说以热成长二氧化矽之传统 制程。 第二图:其系为概要地解说以DCS-HTO法之传统制程 。 第三图:其系概要地解说根据本案所揭露之回火式 DCS-HTO法之制程。 第四图:其系概要地解说根据本案所揭露之回火式 DCS-HTO法之一种可能之反应机制。 第五图:其系概要地解说根据本案所揭露之回火式 装置,该装置可由含氧化物之组成中选择性移除卤 素并可执行回火式DCS-HTO法。 第六图:其系一半导体元件之剖面示意图,该元件 系使用一次或多次之根据本案所述之回火式DCS-HTO 法所形成的。
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