展开一个难以捉摸的区域选择性沉积过程:TiO₂和TiON的原子层沉积在SiN和SiO₂上

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 半导体加工 半导体加工

背景情况:

• 原子层沉积 (ALD) 对于半导体行业的薄膜制造至关重要.
• 实现面积选择性沉积对于先进的设备架构至关重要.
• 现有的方法往往在高选择性和与标准制造工艺的兼容性方面扎.

研究的目的:

• 为了证明二氧化 (TiO2) 和氧化 (TiON) 薄膜的区域选择性原子层沉积 (AS-ALD).
• 为了在化 (SiN) 模式上实现选择性增长,而不是在二氧化 (SiO2) 区域上.
• 开发与300毫米半导体晶片制造相容的工艺.

主要方法:

• 在现场使用CF4/N2等离子蚀刻来去除SiN原生氧化物和SiO2表面被动化.
• 用 (二甲基胺) 三甲基作为小分子抑制剂 (SMI) 来增强选择性.
• 集成间歇性基于等离子体的回蚀步骤与沉积过程.
• 使用扫描和传输电子显微镜 (SEM/TEM) 进行了膜生长和选择性的特征.

主要成果:

• 在有图案的SiN/SiO2基板上证明了TiO2和TiON的AS-ALD.
• 通过结合等离子体被动化,SMI和间歇性回蚀,实现了几乎完美的选择性.
• 获得了与应用相容的薄膜厚度,大约为TiO2的8nm和TiON的5nm.
• 在最先进的300毫米半导体晶片上验证了该过程.

结论:

• 为TiO2和TiON开发了一种高度选择性的AS-ALD过程.
• 血治疗和SMI的结合有效地实现了区域选择性生长.
• 展示的工艺适用于先进的半导体制造应用.