用于沉积包含锗硫族化物的层的系统、装置和方法制造方法及图纸

公开了用于沉积包含锗硫族化物的材料的方法和系统。可将所述材料选择性地沉积到衬底的表面上。沉积工艺可以是循环沉积工艺。可并入有各层的示例性装置包括存储器装置。入有各层的示例性装置包括存储器装置。入有各层的示例性装置包括存储器装置。

【技术实现步骤摘要】
用于沉积包含锗硫族化物的层的系统、装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年9月22日提交的第63/081,541号美国临时申请的优先权，所述美国临时申请以全文引用的方式并入本文。


[0003]本公开大体上涉及半导体处理方法、装置和系统领域，并且涉及集成电路制造领域。具体地，公开了适用于沉积包含锗硫族化物的材料的方法和系统。还公开了包含锗硫族化物的装置。

技术介绍

[0004]消费者对提供优良性能和/或降低成本的电子产品的需求日益增加，继而要求高度集成的半导体装置。存储类存储器(SCM)技术例如由于与闪速存储器相比更快的操作速度以及与动态随机存取存储器(DRAM)相比更低的位成本而具有弥合DRAM与闪速存储器技术之间的差距的潜力。
[0005]二维(2D)集成存储器的每位相对较高成本可能与未来SCM应用中的存储器位的指数增长不兼容。为了克服此类挑战，最近提出了具有三维或竖直布置的存储器单元的三维(3D)半导体存储器装置，但仍然对SCM应用具有一些挑战。迄今为止，已经开发了2D堆叠SCM架构，但对于包含超过例如四个层的堆叠，正面临成本问题。因此，需要改进的3D半导体存储器装置。另外，特别需要用于制造3D半导体存储器装置的简化方法、过程和系统。
[0006]以下现有技术文件存有记录：《材料化学杂志A(J.Mater.Chem.A》，2014,2,4865公开了用于通过来自单源前体的选择性化学气相沉积来控制碲化铋纳米结构的方法；《材料化学(Chem.Mater.)》，2012,24,4442
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4449公开了经由单源脱烯醚前体将二硒化锡薄膜高选择性化学气相沉积到图案化衬底上；WO2017160233公开存储器装置及其形成方法；US10381409公开了包括离散中间电极的三维相变存储器阵列及其制造方法；US10014213公开了用于互连件的选择性自下而上金属特征填充；US9899291公开用于通过形成基于烃的极薄膜来保护层的方法；US2016163725公开了三维存储器结构中的选择性浮栅半导体材料沉积；US20170110368公开了用于互连件的选择性自下而上金属特征填充；US 2014/0103145描述了半导体反应室喷淋头；US20190221610描述了三维半导体装置及其制造方法；US20010009138描述了动态混合气体递送系统和方法；US6039809描述了用于输送气体以用于外延生长的方法和设备。
[0007]本段中提出的任何论述，包括问题和解决方案的论述已经仅出于提供本公开的背景的目的而包括于本公开中。此类论述不应被视为承认任何或所有信息是在做出本专利技术时已知的或以其它方式构成现有技术。

技术实现思路

[0008]本概述可引入简化形式的概念选择，其可在下文进一步详细描述。本概述并非打
算必定标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非打算用于限制所要求保护的主题的范围。
[0009]本公开的各种实施例涉及用于选择性地沉积例如GeSbTe、GeSe、GeTe的锗硫族化物、三元锗硫族化物、以及例如GeAsSiSe和GeAsSiTe的四元锗硫族化物的方法和系统。GeSbTe可用于例如相变RRAM(PCRAM)。GeSe、GeTe、三元锗硫族化物和四元锗硫族化物可用于例如双向阈值开关(OTS)选择器。
[0010]本文描述一种用于选择性地沉积材料的方法，所述方法按照以下顺序包含：在反应室中提供包含第一表面和第二表面的衬底；将表面调节剂提供到反应器室，由此选择性地钝化所述第一表面并且形成钝化的第一表面；以及将包含锗的锗前体、包含氮族元素的氮族元素反应物和包含硫族元素的硫族元素反应物提供到所述反应室，因此将所述材料选择性地沉积在所述第二表面上，所述材料包含所述锗、所述氮族元素和所述硫族元素。
[0011]在一些实施例中，所述锗前体包含卤化锗。
[0012]在一些实施例中，所述锗前体包含氯化锗。
[0013]在一些实施例中，所述氮族元素包含锑，并且所述氮族元素反应物包含锑前体。
[0014]在一些实施例中，所述锑前体包含卤化锑。
[0015]在一些实施例中，所述锑前体包含氯化锑。
[0016]在一些实施例中，所述硫族元素包含碲，并且所述硫族化物前体包含碲前体。
[0017]在一些实施例中，所述碲前体包含硅烷基碲。
[0018]在一些实施例中，所述碲前体包含烷基硅烷基碲。
[0019]在一些实施例中，所述烷基硅烷基碲包含三甲基硅烷基碲(II)。
[0020]在一些实施例中，所述表面调节剂包含硅烷基部分，并且选择性地钝化所述第一表面包含在所述第一表面上选择性地形成硅烷基。
[0021]在一些实施例中，所述表面调节剂包含甲基硅烷基。
[0022]在一些实施例中，所述表面调节剂包含三甲基硅烷基二甲基胺。
[0023]在一些实施例中，将锗前体、氮族元素反应物和硫族元素反应物提供到所述反应室的步骤包含循环沉积工艺，所述循环沉积工艺包含多个循环，所述循环包含多个脉冲，所述多个脉冲按照任何顺序包含：以锗前体脉冲将所述锗前体提供到所述反应室；以氮族元素反应物脉冲将所述氮族元素反应物提供到所述反应室；以及以硫族元素反应物脉冲将所述硫族元素反应物提供到所述反应室。
[0024]在一些实施例中，借助于吹扫将所述锗前体脉冲、所述氮族元素反应物脉冲和/或所述硫族元素反应物脉冲与其它脉冲分离。
[0025]在一些实施例中，所述氮族元素反应物脉冲在所述锗前体脉冲之前。
[0026]在一些实施例中，所述第二表面包含金属氮化物或金属。
[0027]在一些实施例中，所述第二表面包含氮化钛或钨。
[0028]在一些实施例中，所述第一表面包含氧化物，例如氧化硅。
[0029]本文进一步描述一种用于制造中间存储器装置结构的方法，所述方法包含：提供衬底，所述衬底在上表面上包含多层堆叠，所述多层堆叠包含水平交替的第一层和第二层；所述第一层包含第一材料，所述第一材料包含电介质材料；所述第二层包含末端，所述第二层至少在其末端上包含金属或金属氮化物，所述金属或所述金属氮化物形成电极；在所述
多层堆叠中形成开口，由此暴露所述金属或所述金属氮化物；借助于如本文描述的方法在所述金属或所述金属氮化物上选择性地沉积包含锗、氮族元素和硫族化物的材料。
[0030]在一些实施例中，所述方法进一步包含在沉积所述锗硫族化物之前使所述金属或所述金属氮化物部分地凹进的步骤。
[0031]在一些实施例中，所述方法进一步包含在所述锗硫族化物上沉积另外的金属或另外的金属氮化物，从而形成第二电极。
[0032]在一些实施例中，所述开口是贯穿所述多层堆叠的厚度延伸的沟槽。
[0033]在一些实施例中，所述中间存储器装置结构包含于相变随机存取存储器(PCRAM)中。
[0034]本文进一步描述一种用于制造存储器装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于选择性地沉积材料的方法，所述方法按照以下顺序包含：在反应室中提供包含第一表面和第二表面的衬底；将表面调节剂提供到所述反应室，由此选择性地钝化所述第一表面并且形成钝化的第一表面；以及将包含锗的锗前体、包含氮族元素的氮族元素反应物和包含硫族元素的硫族元素反应物提供到所述反应室，因此，相对于所述第一表面将所述材料选择性地沉积在所述第二表面上，所述材料包含所述锗、所述氮族元素和所述硫族元素。2.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述锗前体包含卤化锗。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述氮族元素包含锑，并且其中所述氮族元素反应物包含锑前体。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述锑前体包含卤化锑。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述硫族元素包含碲，并且其中所述硫族化物前体包含碲前体。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述碲前体包含硅烷基碲。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述表面调节剂包含硅烷基部分，并且其中选择性地钝化所述第一表面包含在所述第一表面上选择性地形成硅烷基。8.根据权利要求1或2所述的方法，其中将锗前体、氮族元素反应物和硫族元素反应物提供到所述反应室的步骤包含循环沉积工艺，所述循环沉积工艺包含多个循环，所述循环包含多个脉冲，所述多个脉冲按照任何顺序包含：以锗前体脉冲将所述锗前体提供到所述反应室；以氮族元素反应物脉冲将所述氮族元素反应物提供到所述反应室；以及以硫族元素反应物脉冲将所述硫族元素反应物提供到所述反应室。9.根据权利要求8所述的方法，其中借助于吹扫将所述锗前体脉冲、所述氮族元素反应物脉冲和/或所述硫族元素反应物脉冲与其它脉冲分离。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述氮族元素反应物脉冲在所述锗前体脉冲之前。11.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二表面包含金属氮化物或金属。12.根据权利要求11所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：ME吉文斯，朴容国，M凯迈克斯，A海德，R德尔霍涅，
申请(专利权)人：IMEC公司，
类型：发明
国别省市：