本公开涉及用于制造半导体器件的方法和设备。更具体地,本公开涉及用于在衬底上沉积含过渡金属材料的方法和组件,以及包含过渡金属的层。
背景技术:
1、半导体器件制造过程通常使用先进的沉积方法来形成金属和含金属层。过渡金属比如钼可以具有本领域寻求的许多优点。例如,它们可以用作后段制程(beol)或中段制程(meol)应用中的导体,或者用于埋置电源轨或逻辑应用中的功函数层以及高级存储器应用中的字线或位线。然而,由于过渡金属尤其是钼的正电性,以及其形成氮化物或碳化物相的趋势,通过循环沉积方法沉积高质量的过渡金属薄膜仍具有挑战性。因此,本领域需要替代的或改进的方法来沉积包含一种或多种具有少量碳和/或氮的过渡金属的材料。过渡金属卤化物比如过渡金属碘化物可以在从图案化到beol金属的各种应用中找到用途。
2、本部分中阐述的任何讨论,包括对问题和解决方案的讨论,已经包括在本公开中,仅仅是为了提供本公开的背景。这种讨论不应被视为承认任何或所有信息在本发明被做出时是已知的,或者构成现有技术。
技术实现思路
1、提供本
技术实现要素:
是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下公开的示例实施例的详细描述中被进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
2、本公开的各种实施例涉及沉积过渡金属的方法。
3、在本公开中,公开了通过循环沉积过程在衬底上形成包含过渡金属的膜的方法。该方法包括在反应器室中提供衬底并执行循环沉积过程。循环沉积过程包括将过渡金属前体以气相提供到反应室中并且将卤素前体以气相提供到反应室中的步骤。所形成的膜包含衬底上的元素过渡金属,卤素前体仅包含一个卤素原子。
4、本公开还涉及通过根据本公开的方法生产的过渡金属层。因此,在反应器室中提供衬底,将过渡金属前体以气相提供到反应器室中,并且将卤素前体以气相提供到反应器室中,以在衬底上形成包含过渡金属的层。
5、在另一方面,本公开涉及一种包括通过根据本公开的方法沉积的过渡金属的半导体结构。该结构中包含的过渡金属可以作为层沉积。换句话说,它可以是过渡金属层。如本文所用,“结构”可以是或包括本文所述的衬底。结构可以包括覆盖衬底的一层或多层,例如通过根据本公开的方法形成的一层或多层。该结构可以是例如beol的通孔或线,或者meol的接触或局部互连。该结构也可以是栅电极中的功函数层,或逻辑应用中的掩埋电源轨,以及高级存储器应用中的字线或位线。
6、在另一方面,半导体器件包括通过根据本公开的方法沉积的过渡金属。该器件可以是例如逻辑或存储器件,或者器件中的栅电极。
7、在另一方面,公开了一种沉积组件。沉积组件被构造和布置成在衬底上沉积包括过渡金属的材料。根据本发明的用于在衬底上沉积包含过渡金属的材料的沉积组件包括:一个或多个反应室,其被构造和布置成保持衬底;前体注射器系统,其被构造和布置成将过渡金属前体和卤素前体以气相提供到反应室中。沉积组件还包括第一前体容器,其被构造和布置成容纳和蒸发包括过渡金属原子的过渡金属前体。沉积组件还包括第二前体容器,其被构造和布置成容纳并蒸发卤素前体。沉积组件被构造和布置成通过前体注射器系统向反应室提供过渡金属前体和卤素前体,以在衬底上沉积包含过渡金属的材料。
8、在本公开中,变量的任何两个数字可以构成该变量的可行范围,并且所指出的任何范围可以包括或不包括端点。此外,所指出的变量的任何值(不管它们是否用“约”表示)可以指精确值或近似值,并且包括等同物,并且可以指平均值、中间值、代表性值、多数值等。此外,在本公开中,术语“包括”、“由...构成”和“具有”在一些实施例中独立地指“通常或广义地包括”、“包含”、“基本由...组成”或“由...组成”。在本公开中,任何定义的含义在一些实施例中不一定排除普通和习惯的含义。
1.一种通过循环沉积过程在衬底上形成包含过渡金属的膜的方法,该方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述卤素前体包括卤代苯。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述卤素前体包括由卤素原子和烃基构成的化合物。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述烃基包括含有2至8个碳的碳链的烷基。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述烃基包括芳基。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述卤素原子是碘或溴。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述卤素前体包括碘苯或1-碘丁烷。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述卤素前体包括溴苯或1-溴丁烷。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属选自v-vi族过渡金属。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属选自vi族过渡金属。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属选自铬、钼、钨、钒、钽和铌。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属前体包括金属有机前体或有机金属前体。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述过渡金属前体包含附加配体。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述过渡金属前体包含苯或环戊二烯基。
15.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属前体包含过渡金属原子和键合到该金属原子的至少一个芳基配体。
16.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属前体包含过渡金属原子和键合到该金属原子的双芳烃配体。
17.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属前体包括mo(etbz)2。
18.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属前体和卤素前体以脉冲供应,并且在两种前体的连续脉冲之间吹扫所述反应室。
19.一种用于在衬底上沉积包含过渡金属的膜的沉积组件,该沉积组件包括:
