【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的方面关于用于沉积贫氧金属膜的方法。
技术介绍
在基板表面上沉积薄膜在多种产业中是一项重要的工艺,该等产业包括半导体处理、扩散阻障涂层、用于磁读/写头的电介质、以及随机存取存储器。相对于易失性的存储器(诸如DRAM存储器模块),电阻式随机存取存储器(“ReRAM”或“RRAM”)已在作为未来非易失性存储器元件的候选元件的一种元件上博得许多关注,所述未来非易失性存储器元件可取代习知的快闪存储器,因为未来非易失性存储器元件有简单的结构、长保留时间、高切换速度与高可缩放能力。并入过渡金属的金属氧化物膜用于半导体应用中,该半导体应用包括高K栅极介电膜、用于铁电存储器的活性材料、薄膜电池阴极、以硅为基础的发光元件中的材料、以及存储器单元(cell)。RRAM是仰赖金属氧化物膜中氧丝(oxygen filament)以调变存储器单元电阻的新世代存储器类型。贫氧(oxygen deficient)的金属氧化物在操作RRAM单元方面是受到期望的。然而,控制金属氧化物沉积层的特定组成的能力可能受到限制。许多金属-氧凝结相系统运用已知在不同氧化位能稳定且具有明确化学当量相的金属氧化物。对于这些材料而言,大体上一旦超过氧化位能的阈值且达到平衡,则能够一贯地获得期望的金属氧化物。然而,对于期望贫氧的金属氧化物膜的应用中,已经在化学当量沉积透过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)发生时,运用诸如驱气(scavengin ...
【技术保护点】
一种沉积包含至少两层的贫氧金属复合膜的方法,所述方法是透过在基板上的具预定贫氧度(oxygen deficiency)的至少一个前体的化学反应而完成,所述方法包含以下步骤:在金属氧化物沉积循环期间,将所述基板暴露至包含金属的金属反应物气体以及包含氧的氧反应物气体,而形成含有金属氧化物的层;在贫氧沉积循环期间,将所述基板暴露至包含金属反应物气体的反应物气体以及视情况任选的排除氧的反应物气体,而形成贫氧层,所述贫氧层选自下述材料的一或更多者:金属、金属氮化物、金属碳氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属氧碳氮化物、金属硅化物、氮化的金属硅化物(MSiN)、金属硅酸盐、氮化的金属硅酸盐(MSiON)以及前述材料的组合,所述贫氧层相对于所述含金属氧化物的层为贫氧;以及重复所述金属氧化物沉积循环以及所述贫氧沉积循环,以形成具有所述预定贫氧度的所述贫氧膜;其中所述沉积的方法选自化学气相沉积与原子层沉积或前述沉积的组合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.12 US 61/670,873;2013.07.03 US 13/934,4861.一种沉积包含至少两层的贫氧金属复合膜的方法,所述方法是透过在基板
上的具预定贫氧度(oxygen deficiency)的至少一个前体的化学反应而完成,所述
方法包含以下步骤:
在金属氧化物沉积循环期间,将所述基板暴露至包含金属的金属反应物气体
以及包含氧的氧反应物气体,而形成含有金属氧化物的层;
在贫氧沉积循环期间,将所述基板暴露至包含金属反应物气体的反应物气体
以及视情况任选的排除氧的反应物气体,而形成贫氧层,所述贫氧层选自下述材料
的一或更多者:金属、金属氮化物、金属碳氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、
金属氧碳氮化物、金属硅化物、氮化的金属硅化物(MSiN)、金属硅酸盐、氮化
的金属硅酸盐(MSiON)以及前述材料的组合,所述贫氧层相对于所述含金属氧
化物的层为贫氧;以及
重复所述金属氧化物沉积循环以及所述贫氧沉积循环,以形成具有所述预定
贫氧度的所述贫氧膜;
其中所述沉积的方法选自化学气相沉积与原子层沉积或前述沉积的组合。
2.如权利要求1所述的方法,包括额外的反应物气体,其中所述第四反应物
气体包含氮气、氩气、氦气、氨气、氢气、铝烷(alane)、与碳氢化合物、与硅
烷的其中一者。
3.如权利要求1或2所述的方法,包含:
其中首先执行所述贫氧沉积循环,以将所述贫氧层直接沉积在所述基板上,
且所述贫氧沉积循环包括以下步骤:依序将所述基板暴露至含有多种金属的气体,
以在所述贫氧层上形成第二层,所述金属选自Hf、Sr、Ni、Ti、Al、Zr、Cu、In、
Zn、Pr、Ca、与Mn;并且
所述金属氧化物沉积循环包括以下步骤:依序将所述基板暴露至含有一或更
多种金属的反应物气体,以在所述贫氧层上形成所述含有金属氧化物的层,所述金
\t属选自Hf、Sr、Ni、Ti、Al、Zr、Cu、In、Zn、Pr、Ca、与Mn。
4.如权利要求1-3的任一项所述的方法,其特征在于,所述金属反应物气体
含有选自Sr、Ti、Cr、Zr、Pr、Ca、Mn、La、Fe、Co的一或更多种金属。
5.如权利要求1-4的任一项所述的方法,进一步包含以下步骤:重复所述贫
氧沉积循环与所述金属氧化物沉积循环至少一次,以调变所述复合膜中的所述贫氧
度。
6.如权利要求1-5的任一项所述的方法,其特征在于,首先沉积所述贫氧层,
之后再沉积所述含有金属氧化物的层,然后再沉积第二贫氧层。
7.如权利要求1-6的任一项所述的方法,其特征在于,所述复合膜包含选自
下述材料的一或更多者:HfO2/HfN、HfO2/HfTiO、HfO2/HfAl、Al2O3/Al2O、ZrO2/ZrO、
TiO2/TiO、NiO/Ni...
【专利技术属性】
技术研发人员:C·舒伯特,EX·平,Y·森扎齐,
申请(专利权)人:应用材料公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。