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1、.,.4Vol7No4第7卷第期半导体学报u,,86年7月CHINE石EJOURNALOFSEMICONDUCTOR名Jl了198`CVDBPSG膜的沉积及其回流机理曾天亮江志庚(中国科学院上梅冶金研究所)1985年5月11日收到NM0sCM0I,在研制和生产硅栅Mos型(和s)场时用化学汽相沉积的翻碑硅玻璃vD,可将回流温度降低到1000c(BPGS)膜取代常规的磷硅玻璃(sPo)膜作回流介质层℃以,达到800,50,下一℃之间因而可以把高温引发的那些不希望有的杂质扩散和各种缺陷减至.最少。,:本文着重介绍CvDBPGS膜的沉积和回
2、流特性并初步探讨了掺杂CvD510膜的回流机理.一引吉、丫I只OS型Lsl,CvDPsG我们所在研制和开发各类(双极型和M)过程中已普遍地把膜、1一.,回流介质层和表面钝化保护层刃目前我们用作为多层金属布线层间的绝缘层但是、OS型Lsl,在研制和生产集成密度更高速度更快的那些浅结和短沟道的硅栅M时cvDPsG的高温(1000一105。℃)回流工艺就难于接受了.为了把高温(>1000℃)引发的那些不希望有的杂质扩散和各种缺陷减至最少或避.,CVDBPSGPsG.,免我们已试用膜取代膜作回流介质层实验结果证明含.3,一,关B3.,4PBG
3、00℃的温度范围内就可以在引线孔和多晶硅条处旦和一务的sP膜在80一95、逐渐下倾的斜坡,,不出的氧化膜陡台阶边缘产生圆滑为继后金属导线在该处连续跨越.BPsG.、现断裂和减薄提供了有利的表面构形这种是由氮气载带的硅烷(isH)硼烷、3.,(岛践)磷烷(PH)与q在低温下共氧化而形成的用这种膜作回流介质效果优于P.SG,本文着重介绍BPSG膜的沉积和回流特性并初步探讨了掺杂CVDisq的回流机理。、二实验方法3、PH,2,氮气冲稀的is氏(肠)(1并)和残践(关)在姚载带下与q分路进人,,BG.反应室在加热的衬底表面上发生共氧化反应形
4、成sP膜我们使用的沉积系统先前已作过详细介绍.田:1:81.BPsG44、3O与氢化物总和之流速比约为是在0一10℃以0一50。入/分的.70℃的氮气中致密30分钟后,0℃、850℃、速率沉积到各类衬底上膜在再分别在80:CvDBP4期曾天亮等SG膜的沉积及其回流机理,6000.090℃和95。℃的氮流中作回流处理继后在其上沉积久厚的铝膜·`、P,采用8一109m(100)取向的型和N型抛光硅片作衬底经预先抓化后长上一,.层6000入厚的多晶硅继之经光刻工序在其上形成各种陡台阶图形用,,椭圆偏振仪检测膜的厚度和折射率用湿化学分析法检测
5、膜的成分用扫描电镜.,一,(sEM)检察回流前后的台阶剖面形状此外还用cV法检测了膜的钝化效果并与.CVDSiq和CVDPSG的作了比较、三结果与讨论、一BPSG膜的性质3t,,],:正如文献和我们的实验结果所表明的那样BPGS膜有如下的优点k...:8;2;3,1有较低的回流温度0一950℃绝缘性好内应力低即使较厚的膜层在.;4,继后的热处理过程中也不会出现裂纹腐蚀速率比sPG的低得多因此在刻蚀通孔..,;,;6沉积,时图形尺寸易于控制具有良好的吸收和阻挡碱金属离子站污物的能力时成分和厚度易于控制.BPSG.,现将膜的性质测量结果列
6、于表1表中CVD510和CvDPSG的一并列,以.出资比较表1玻璃膜的性质*CVDBG.CVDPSG.CVD510:性质PS.43B,月p斗p(%%)(%)介电常数月。03。93。9..83K10`8又10`魂5又10`介电强度(伏l厘米).,刁1..,`一,6X10SK105只10直流电阻率(欧姆魔米)25℃83诊。。。.。红外吸收峰(微米)73一767692一93针孔密度(个I厘米勺簇5簇5)20折射率l。45一l。嘴81。月5l。月月1111`,固定电荷数(厘米一)5X106火10gXIO一10,.,`可动电荷数(厘米今3X10
7、5X103X10热致开裂((”O℃)没开裂没开裂产重开裂二腐蚀速率书0℃(AI秒)30一33233120.0℃致密化处理,7000各类玻璃腆均经加腆厚为孟;一.::1二启HF:HF:NHF:HO=360、二BsPG的沉积工艺1.周和碑的浓度拉制,、,。业已表明膜中硼磷的浓度不宜过高或过低它们的含量随用途不同而异,B、P,,在作钝化膜用途时一般将浓度值均控制在3并为宜因为在此浓度下极化效半导体学报7卷,应和吸水性均很小而吸收和阻挡碱金属离子等站污物的能力则优于相同磷浓度的sPG膜.,硼、,、在作回流介质膜用途时磷浓度可根据器件工艺本身的
8、要求而定通常翻磷浓度...4,分别波动在3,一5务和35一多在这种浓度范围的膜其回流温度处于80。一95。℃,。之间如表2所列,,,在我们沉积BPGS过程中亦已发现膜中的硼含t基本上不受PH流量的影响而、PH,.且膜中翻
