金属硅化物膜的制作方法和金属氧化物半导体器件技术

本发明专利技术利用原子层淀积（ＡＬＤ）方法提供了金属膜，它包含ⅣＢ或ⅤＢ族金属、硅、以及可选的氮。确切地说，本发明专利技术提供了一种形成金属硅化物的低温热ＡＬＤ方法以及一种形成金属氮硅化物膜的等离子体增强原子层淀积（ＰＥ－ＡＬＤ）方法。本发明专利技术的方法能够在衬底表面上形成厚度为单层或更少的层的金属膜。本发明专利技术提供的金属膜能够被用于接触金属化、金属栅、或作为扩散势垒。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到金属膜的制作，更确切地说是涉及到用原子层淀积(ALD)技术来形成金属膜的方法。根据出现在金属膜中的元件以及环绕金属膜的材料，本专利技术形成的金属膜能够被用于接触金属化、金属栅、或用作导电的扩散势垒。确切地说，本专利技术提供了一种等离子体增强的ALD方法以及一种低温热ALD方法，用来在衬底表面上制作厚度约为100埃或以下的共形金属膜。
技术介绍
在半导体工业中，TaSixNy膜已经被广泛地研究作为铜互连的势垒层和作为DRAM电容器的底部电极。这种膜典型地表现低的电阻率和对高温处理的优异的热稳定性/化学稳定性。文献中已经报道TaSixNy膜直至900℃仍然是优异的铜扩散势垒。除了用作势垒层或底部电极之外，由于其良好的热稳定性和作为n型金属氧化物半导体器件的适当的功函数，TaSixNy膜新近已经被研究作为金属栅电极。随着半导体器件尺寸的减小，要求淀积高度共形的扩散势垒。此外，对于金属栅电极，需要一种损伤小的淀积方法。为此，由于溅射方法通常不提供足够的共形性，故TaSixNy膜的溅射不是一种恰当的技术。在溅射中，所需材料的靶被将原子敲离靶的受激离子轰击。这些原子然后被淀积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作金属硅化物膜的方法，包括下列步骤：第一暴露，即衬底暴露于第一流量的ⅣＢ或ⅤＢ族金属前体，以便在衬底表面上形成所述金属前体的凝聚和吸附的单层或更少的层；以及第二暴露，即凝聚和吸附的单层或更少的层暴露于第二流量的硅源，其 中，所述第一和第二暴露在低于４５０℃的衬底温度下执行。

【技术特征摘要】
US 2003-8-19 10/643,5341.一种制作金属硅化物膜的方法，包括下列步骤第一暴露，即衬底暴露于第一流量的IVB或VB族金属前体，以便在衬底表面上形成所述金属前体的凝聚和吸附的单层或更少的层；以及第二暴露，即凝聚和吸附的单层或更少的层暴露于第二流量的硅源，其中，所述第一和第二暴露在低于450℃的衬底温度下执行。2.权利要求1的方法，其中，所述金属前体是化学式为MXa的含卤素的IVB或VB族化合物，其中M是IVB或VB族金属，a是4或5，而X是卤素。3.权利要求1的方法，其中，所述金属前体是TaCl5。4.权利要求1的方法，其中，所述硅源是化学式为SinH2n+2的硅烷，其中n为1-10。5.权利要求4的方法，其中，所述硅烷是SiH4。6.权利要求1的方法，还包括在所述第二暴露之前将氢等离子体引入到所述衬底。7.权利要求1的方法，还包括在所述第二暴露之后将氢等离子体引入到所述衬底。8.权利要求1的方法，其中，在各个暴露步骤之后，引入冲洗气体到所述衬底。9.权利要求1的方法，其中，所述第一暴露包含TaCl5，且所述第二暴露包含SiH4。10.权利要求1的方法，其中，所述抽空步骤出现在第一和第二暴露之间。11.权利要求1的方法，其中，所述金属硅化物具有渐变组分。12.一种制作VB或VB金属氮硅化物膜的方法，包括下列步骤第一暴露，即衬底暴露于第一流量的IVB或VB族金属前体或硅源，以便在衬底表面上形成所述金属前体或硅源的凝聚和吸附的单层或更少的层；第二暴露，即包含此单层或更少的层的衬底暴露于第二流量的IVB或VB族金属前体或硅源，所述第二暴露包括与第一暴露流量不同的材料，其中，由等离子体或热源产生的氮和氢原子团和离子流在第二暴露步骤之前或之后被引入。13.权利要求12的方法，其中，所述第一或第二暴露步骤的金属前体是化学式为MXa的含卤素的IVB或VB族化合物，其中M是IVB或V...

【专利技术属性】
技术研发人员：小西里尔卡布拉尔，金亨俊，斯蒂芬M洛斯纳格尔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]