钼沉积方法技术

本公开涉及在衬底上沉积钼的方法。本公开还涉及钼层、包括钼层的结构和器件。在该方法中，钼通过循环沉积过程沉积在衬底上，并且该方法包括在反应室中提供衬底，以气相向反应室提供钼前体，以及以气相向反应室提供反应物，以在衬底上形成钼。钼前体包含钼原子和烃配体，反应物包括含有两个或更多个卤素原子的烃，并且至少两个卤素原子附接到不同的碳原子。子。子。

【技术实现步骤摘要】
钼沉积方法


[0001]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钼的方法和系统以及包括钼的层。

技术介绍

[0002]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。钼可以具有本领域中寻求的许多优点。例如，它可以用作线路后端(BEOL) 或线路中端(MEOL)应用中的导体，或者用作逻辑应用中的掩埋电源轨或功函数层中的导体，以及用作高级存储器应用中的字线或位线中的导体。然而，由于钼的正电性质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钼薄膜仍具有挑战性。因此，本领域需要用于沉积金属钼或具有少量碳和/或氮的钼的替代或改进方法。
[0003]在本部分中阐述的任何讨论(包括问题和解决方案的讨论)已包括在本公开中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专利技术制造时是已知的或以其他方式构成现有技术。

技术实现思路

[0004]该
技术实现思路
可以简化的形式介绍一些概念，这将在下面进一步详细描述。该
技术实现思路
不一定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。
[0005]本公开的各种实施例涉及沉积钼的方法。
[0006]在本公开中，公开了通过循环沉积过程在衬底上沉积钼的方法。该方法包括在反应室中提供衬底，以气相向反应室提供钼前体，以及以气相向反应室提供反应物，以在衬底上形成钼。根据本公开的钼前体包含钼原子和烃配体，并且反应物包括含有两个或更多个卤素原子的卤代烃，至少两个卤素原子附接到不同的碳原子。
[0007]本公开还涉及通过根据本公开的方法生产的钼层。因此，在反应室中提供衬底，以气相向反应室提供包含钼原子和烃配体的钼前体，以及向反应室提供包括包含两个或更多个卤素原子的烃的反应物，至少两个卤素原子附接到不同的碳原子，以在衬底上形成钼。
[0008]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钼的结构。结构中包含的钼可以作为层沉积。换句话说，它可以是钼层。如本文所用，“结构”可以是或包括如本文所述的衬底。结构可以包括覆盖衬底的一层或多层，比如通过根据本公开的方法形成的一层或多层。结构可以是例如 BEOL中的通孔或线路，或者MEOL中的触点或局部互连。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。
[0009]在又一方面，本公开涉及包含通过根据本公开的方法沉积的钼的半导体器件。该器件可以是例如栅电极、逻辑或存储器件。
[0010]在另一方面，公开了一种沉积组件。沉积组件构造和布置成在衬底上沉积钼。根据
本公开的用于在衬底上沉积钼的沉积组件包括构造和布置成保持衬底的一个或多个反应室，以及构造和布置成将钼前体和/或反应物以气相提供到反应室中的前体注射器系统。沉积组件还包括构造和布置成包含和蒸发包括钼原子和烃配体的钼前体的前体容器，以及构造和布置成包含和蒸发包括卤代烃的反应物的反应物容器，所述卤代烃包含两个或更多个卤素原子，至少两个卤素原子附接到不同的碳原子。沉积组件构造和布置成通过前体注射器系统向反应室提供钼前体和/或反应物，以在衬底上沉积钼。
[0011]在本公开中，变量的任意两个数字可以构成该变量的可行范围，并且指示的任何范围可以包括或排除端点。此外，指示的变量任何值(不管它们是否用“约”指示)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、中值、代表性、多数等。此外，在本公开中，在一些实施例中，术语“包括”、“由
…
构成”和“具有”独立地指“通常或广泛地包括”、“包含”、“基本由
…
构成”或“由
…
构成”。在本公开中，在一些实施例中，任何定义的含义不一定排除普通和习惯含义。
附图说明
[0012]所包括的附图用于提供对本公开的进一步理解并构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例，并与描述一起帮助解释本公开的原理。在图中：
[0013]图1A、图1B和图1C示出了根据本公开的方法的示例性实施例。
[0014]图2描绘了根据本公开的包括钼层的示例性结构。
[0015]图3以示意方式呈现了根据本公开的沉积设备。
[0016]图4描绘了包括根据本公开沉积的钼的示例性器件。
[0017]图5A至图5D描绘了包括根据本公开沉积的钼的器件。
[0018]图6是包括根据本公开沉积的钼的掩埋电源轨的表示。
[0019]图7描绘了具有包括根据本公开沉积的钼的功函数层的器件。
[0020]图8示出了包括根据本公开沉积的钼的3D NAND中的字线。
[0021]图9显示了包括根据本公开沉积的钼的DRAM中的字线的示例性实施例。
具体实施方式
[0022]下面提供的方法、结构、器件和设备的示例性实施例的描述仅仅是示例性的且仅是为了说明的目的。以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或包含所述特征的不同组合的其他实施例。例如，各种实施例被阐述为示例性实施例，并且可以在从属权利要求中陈述。除非另有说明，示例性实施例或其部件可以组合或者可以彼此分开应用。
[0023]本公开涉及一种在衬底上沉积钼的方法。该方法包括在反应室中提供衬底，以气相在反应室中提供钼前体，以及以气相向反应室提供反应物以在衬底上形成钼。在本公开中，钼可以主要或在一些实施例中基本完全或完全作为元素金属沉积。元素钼在本文是指氧化态为零的钼。根据本公开沉积的钼可以包括元素钼和其他形式的钼。例如，根据本公开沉积的钼可以部分具有 0、+2、+3、+4、+5和/或+6的氧化态。在一些实施例中，至少60％的钼作为元素金属沉积。在一些实施例中，至少80％或至少90％的钼作为元素金属沉积。在一些实施例中，至少93％或95％的钼作为元素金属沉积。
[0024]术语“前体”和“反应物”可以指参与产生另一种化合物的化学反应的分子 (化合物或包含单一元素的分子)。前体通常包含至少部分结合到由所讨论的化学反应产生的化合物或元素中的部分。这样得到的化合物或元素可以沉积在衬底上。反应物可以是没有在很大程度上结合到所得的化合物或元素中的元素或化合物。
[0025]如本文所用，“钼前体”包括可以变成气态并且可以由包含钼的化学式表示的气体或材料。在一些实施例中，钼前体以两种或更多种化合物的混合物提供。在混合物中，除钼前体之外的其它化合物可以是惰性化合物或元素。在一些实施例中，钼前体以组合物提供。适合用作组合物的组合物可以包括钼化合物和有效量的一种或多种稳定剂。组合物可以是标准条件下的溶液或气体。
[0026]在根据本公开的方法中，钼前体包含钼原子和烃配体。在一些实施例中，钼前体包括含钼的金属有机化合物。因此，钼前体是金属有机前体。金属有机前体在本文中是指包含钼原子和烃配体的钼前体，其中钼原子不直接键合到碳原子。在一些实施例中，金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过循环沉积过程在衬底上沉积钼的方法，该方法包括：在反应室中提供衬底；以气相向反应室提供钼前体；以及以气相向反应室提供反应物，以在衬底上形成钼；其中，所述钼前体包含钼原子和烃配体，并且所述反应物包括含有两个或更多个卤素原子的卤代烃，至少两个卤素原子附接到不同的碳原子。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钼前体包括仅包含钼、碳和氢的有机金属化合物。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述钼前体包括双(乙基苯)钼。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应物中的两个卤素原子附接到所述烃的相邻碳原子。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应物包括1,2
‑
二卤代烷烃或1,2
‑
二卤代烯烃或1,2
‑
二卤代炔烃或1,2
‑
二卤代芳烃。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应物具有通式X
a
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a
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，其中X是卤素，R、R
’
和R”独立地是H或烷基，a和b独立地是1或2，使得对于每个碳原子a+b＝3，n是0、1、2、3、4或5，并且c和d独立地是0、1或2，使得对于每个碳原子c+d＝2。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应物具有通式X
a
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a
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，其中X是卤素，R和R
’
独立地是H或烷基，a和b独立地是1或2，使得对于每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：E费尔姆，JW梅斯，C德泽拉，岩下信哉，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：