低温回流电介质–氟化BPSG

摘要

本发明提供一种装置与方法，使用低压化学蒸气沈积制程，在半导体元件上形成氟掺杂之硼磷矽酸盐(F-BPSG)玻璃。此F-BPSG玻璃显示一个实质上无孔隙且不含粒子层在基材上，以提供具有狭窄达0.10微米间隙且具有纵横比为6: l之结构。反应气体包含硼与磷掺杂剂之来源，氧，及 TEOS与FTES之混合物。在低压CVD制程中使用TEOS与FTES之混合物，系提供具有上述加强特征之F-BPSG层。本发明之较佳方法是在约750-850℃之温度及l至3托之压力下进行沈积，以提供F-BPSG在沈积制程期间之原位再流动。较佳亦在类似条件下，于相同化学蒸气沈积室中进行回火，以进一步使F-BPSG表面平面化。本发明亦提供F-BPSG玻璃，及半导体晶圆，其具有一层藉本发明方法与装置所形成之氟掺杂BPSG于其上。

主权项

1.一种于低压化学蒸气沈积室中在半导体晶圆上形成氟掺杂硼磷矽酸盐玻璃(F-BPSAP)之方法,其包括以下步骤:于低压化学蒸气沈积室中,使TEOS、氟烷氧基矽烷、硼与磷掺杂剂及氧来源等气体来源,在约650至850℃之温度及约0.5至5托之压力下混合与反应;在经配置于该室中之半导体基材上,沈积一层氟掺杂之BPSG;及使已层合之半导体元件,在温度低于约800℃下再流动,历经有效时间,使该已沈积层平面化。2.如申请专利范围第1项之方法,其中氟烷氧基矽烷与原矽酸四乙酯之重量比为约0.25:1至3:1。3.如申请专利范围第2项之方法,其中氟烷氧基矽烷为氟三乙氧基矽烷。4.如申请专利范围第3项之方法,其中反应温度为约720℃至780℃,且压力为约1至3托。5.如申请专利范围第4项之方法,其中硼来源为硼酸三乙酯或硼酸三甲酯,而磷来源为膦。6.如申请专利范围第1项之方法,其中系使两道个别气体注入流混合及反应,第一道气流含有磷来源、氧及载气,而第二道气流含有硼来源、原矽酸四乙酯、含氟烷氧基矽烷、氧及载气。7.如申请专利范围第6项之方法,其中硼来源为硼酸三乙酯或硼酸三甲酯,而磷来源为膦。8.一种氟掺杂硼磷矽酸盐玻璃涂覆之半导体晶圆,其系藉由申请专利范围第1项之方法制成。9.一种氟掺杂硼磷矽酸盐玻璃涂覆之半导体晶圆,其系藉由申请专利范围第6项之方法制成。10.一种在半导体晶圆上形成氟掺杂硼磷矽酸盐玻璃之装置,其包含:低压圆形化学蒸气沈积室,其具有气体入口设置,用以在该室中承载基材之承载设置,及用以使基材承载物旋转之设置;用以将原矽酸四乙酯、含氟烷氧基矽烷、硼与磷掺杂剂及氧来源等之气体来源喂至入口设置中之设置;及其中气体系在该室中反应,并沈积一层氟掺杂硼磷矽酸盐玻璃在该晶圆上。11.如申请专利范围第10项之装置,其中该室具有多个入口设置,并将两道气流引进不同入口设置中,第一道气流含有磷来源、氧及载气,而第二道气流含有硼来源、原矽酸四乙酯、含氟烷氧基矽烷、氧及载气。12.如申请专利范围第11项之装置,其中含氟烷氧基矽烷为乙氧基矽烷,硼来源为硼酸三乙酯或硼酸三甲酯,及磷来源为膦。13.如申请专利范围第12项之装置,其中含氟烷氧基矽烷为氟三乙氧基矽烷。图式简单说明:第一图为以本发明BPSG薄膜层合之半导体元件之侧面立视横截面图。第二图为以先前技艺含有孔隙之BPSG薄膜层合之半导体元件之侧面立视横截面图。第三图为以先前技艺含有表面晶体之BPSG薄膜层合之半导体元件之侧面立视横截面图。第四图为本发明用以沈积BPSG薄膜于多个半导体晶圆基材上之反应室装置之顶视图。