一種沉積氮化鈦薄膜的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種沉積氮化鈦薄膜的方法。
【背景技術】
[0002]目前，三維數據型存儲技術(3D-NAND)以其小體積、大容量為出發點，將儲存單元采用三維模式層層堆疊的高度集成為設計理念，生產出高單位面積存儲密度，高效存儲單元性能的的存儲器，已經成為新興存儲器設計和生產的主流工藝。
[0003]在此工藝制造過程中，將儲存單元采用三維模式層層堆疊的低成本，高效率的制造工藝，將是其核心制造技術。因為采用儲存單元三維模式層層堆疊的結構，決定了在其生產工藝中將會出現復雜的結構(例如成“L”型的彎曲結構，超深孔洞的結構)，而這些結構中最終要形成金屬鎢的連接，那么作為金屬鎢的阻擋層氮化鈦的沉積將至關重要。因為為了降低接觸電阻，通常需要清除在氮化鈦沉積前的結構上一層氧化物。
[0004]因此，如何找到一種低成本的方法來去除氧化物以及沉積形成氮化鈦阻擋層成為本領域技術人員致力于研究的方向。
【發明內容】
[0005]針對上述存在的問題，本發明公開了一種沉積氮化鈦薄膜的方法，可基于原位清除氮化物工藝，所述方法包括:
[0006]步驟SI，提供一待形成氮化鈦薄膜的半導體結構，且所述半導體結構的表面具有一層氧化物；
[0007]步驟S2，將所述半導體結構放置在一反應腔體中，并向所述反應腔體中通入輔助氣體和第一體積的四氯化鈦(TiC14)氣體，以清除所述氧化物；
[0008]步驟S3，繼續向所述反應腔體中通入氨氣(NH3)和第二體積的四氯化鈦氣體，以在所述半導體結構的表面形成所述氮化鈦薄膜；
[0009]其中，所述第一體積小于所述第二體積。
[0010]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述方法應用于儲存單元三維模式層層堆疊的結構的制備工藝中。
[0011]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述氮化鈦薄膜為金屬鎢(W)的阻擋層。
[0012]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述輔助氣體為氬氣(Ar)。
[0013]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述反應腔體為真空反應腔體。
[0014]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述反應腔體為具有高溫和等離子體(也可以稱之為電漿)的氣氛的反應腔體。
[0015]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述步驟S2包括:
[0016]步驟S21，將所述半導體結構放置在所述反應腔體中，并向所述反應腔體中通入輔助氣體和第一體積的四氯化鈦氣體，所述第一體積的四氯化鈦氣體在所述高溫和等離子體的氣氛中分解產生氯離子，所述氯離子在所述輔助氣體的作用下，將所述氧化物予以清除；
[0017]步驟S21，采用氣栗(pump)將所述步驟S21中產生的反應副產物從所述反應腔體中抽出。
[0018]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述步驟S3包括:
[0019]步驟S31，向所述反應腔體中通入氨氣和第二體積的四氯化鈦氣體，在所述高溫和等離子體的氣氛中，所述氨氣和第二體積的四氯化鈦氣體在所述半導體結構的表面反應生成所述氮化鈦薄膜；
[0020]步驟S32，采用氣栗將所述步驟S31中產生的反應副產物從所述反應腔體中抽出。
[0021]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，根據工藝需求設定所述第一體積和所述第二體積。
[0022]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述氧化物為自然氧化物(nativeoxide)或金屬氧化物(metal oxide)。
[0023]上述發明具有如下優點或者有益效果:
[0024]本發明公開了一種沉積氮化鈦薄膜的方法，通過合理利用氮化鈦層沉積原物料四氯化鈦中氯元素具有蝕刻氧化物的特性，在溫度和氣流的配合作用下，原位的清除復雜的半導體結構表面的氧化物，再直接沉積需要的氮化鈦薄膜。采用原位的方法，以低成本的優點來完成復雜結構表面的氧化物清除和氮化鈦薄膜的沉積，最終實現晶圓制造成本的降低，且該方法簡單易行，操作可控性強。
【附圖說明】
[0025]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明及其特征、夕卜形和優點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。
[0026]圖1是本發明實施例中沉積氮化鈦薄膜的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的說明，但是不作為本發明的限定。
[0028]如圖1所示，本實施例涉及一種沉積氮化鈦薄膜的方法，該方法可基于原位清除氮化物工藝應用在儲存單元三維模式層層堆疊的結構的制備工藝中，具體的該方法包括如下步驟:
[0029]步驟一，提供一待形成氮化鈦薄膜的半導體結構，且半導體結構的表面具有一層氧化物，在本發明的實施例中，該半導體結構為待清除氧化層和待形成氮化硅阻擋層的儲存單元三維模式層層堆疊的結構。
[0030]在本發明一個優選的實施例中，氧化物為自然氧化物或金屬氧化物(例如Zr0，Hf0等)，在本發明的實施例中，該氧化物的厚度為10?20埃(例如10埃、12埃、15埃或20埃)。
[0031]在本發明一個優選的實施例中，氮化鈦薄膜為金屬鎢(W)的阻擋層。
[0032]步驟一，將上述半導體結構放置在一反應腔體中，并向反應腔體中通入輔助氣體和第一體積的四氯化鈦(TiC14)氣體，以清除氧化物。
[0033]在本發明一個優選的實施例中，上述輔助氣體為氬氣(Ar)。
[0034]在本發明一個優選的實施例中，上述反應腔體為真空