使用纳米颗粒形成超晶格结构的方法技术

使用纳米颗粒形成包括含硅外延层超晶格的结构的方法和系统。示例性方法可以包括原位形成纳米颗粒并将纳米颗粒沉积到衬底表面上，从而形成外延层。从而形成外延层。从而形成外延层。

【技术实现步骤摘要】
使用纳米颗粒形成超晶格结构的方法


[0001]本公开总体涉及适于形成电子器件结构的方法、用于执行该方法的系统以及使用该方法形成的结构。更具体地，本公开涉及用于形成包括含硅外延层的结构和包括该含硅外延层的晶格结构的方法和系统。

技术介绍

[0002]近来，已经开发了三维器件，例如全栅(GAA)或纳米线器件，以努力形成具有增加的器件密度、改善的性能和/或较低成本的高性能器件。
[0003]在GAA器件的形成过程中，通过在衬底表面上顺序外延生长SiGe和Si层，可以形成包含硅锗的交替层(SiGe层)和包含硅的层(Si层)的堆叠结构或超晶格。这些层的部分可被蚀刻以形成(例如硅)线，其可以形成GAA器件的沟道区。
[0004]对于一些应用，例如三维DRAM器件的形成，希望具有相对厚(例如10
‑
20μm)的超晶格。典型的外延沉积过程相对较慢且耗时。因此，用典型的过程形成这种超晶格会导致高拥有成本。
[0005]因此，需要形成超晶格结构的改进方法，例如包括外延Si层和外延SiGe层的结构。
[0006]本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已被包括在本公开中，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专利技术被做出时是已知的，或者构成现有技术。

技术实现思路

[0007]本公开的各种实施例涉及形成结构的方法、使用这种方法形成的结构和器件以及用于执行方法和/或用于形成结构和/或器件的装置。虽然下面更详细地讨论了本公开的各种实施例解决现有方法和结构的缺点的方式，但一般而言，示例性方法包括用于相对快速地形成包括两种或更多种不同成分的外延层的超晶格结构的技术，这允许相对低的拥有成本来形成使用这种超晶格结构制造的器件。
[0008]根据本公开的示例性实施例，公开了形成超晶格结构的方法。示例性方法包括在反应室内提供衬底，通过向衬底表面提供第一含硅纳米颗粒形成第一含硅外延层，通过提供第二含硅纳米颗粒形成覆盖第一含硅外延层的第二含硅外延层，以及重复形成第一含硅外延层和形成第二含硅外延层的步骤以形成超晶格。根据这些实施例的示例，第一含硅外延层的成分不同于第二含硅外延层的成分。第一含硅外延层可以是或包括例如本征或掺杂硅层。第二含硅外延层可以是或包括硅锗。第一含硅纳米颗粒和/或第二含硅纳米颗粒可以在反应室内形成。例如，第一含硅纳米颗粒和/或第二含硅纳米颗粒可以使用等离子体增强过程形成，例如等离子体增强化学气相沉积过程。等离子体增强化学气相沉积过程可以包括例如使用电感耦合等离子体设备形成等离子体。根据这些实施例的进一步示例，该方法可以包括在形成第一含硅外延层和形成第二含硅外延层的步骤之间的吹扫步骤。另外或可替代地，该方法可以包括在形成第一含硅外延层和形成第二含硅外延层的步骤之间和/或
在形成第二含硅外延层和形成第一含硅外延层的步骤之间形成含碳层。根据进一步示例，方法可以包括蚀刻超晶格以形成超晶格特征。在这种情况下，方法可以进一步包括选择性地蚀刻第一含硅外延层和第二含硅外延层中的一个或多个。
[0009]根据本公开的进一步示例性实施例，使用如本文所述的方法形成结构(例如超晶格结构)。该结构可以包括例如多个含硅层和多个含硅锗层。
[0010]根据本公开的另外示例，公开了一种执行如本文所述的方法和/或形成结构、器件或两者的一部分的系统。
[0011]通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见。本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
[0012]当结合以下说明性附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可以获得对本公开的实施例的更完整的理解。
[0013]图1示出了根据本公开的示例性实施例的方法。
[0014]图2示出了根据本公开的示例性实施例的结构。
[0015]图3和图4示出了根据本公开的附加示例性实施例的反应器系统。
[0016]应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以有助于提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
[0017]下面提供的方法、结构和反应器系统的示例性实施例的描述仅仅是示例性的，并且仅用于说明的目的；以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对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者结合了所述特征的不同组合的其他实施例。除非另有说明，示例性实施例或其部件可以组合或可以彼此分开应用。
[0018]如下文更详细阐述，本公开的各种实施例提供了用于形成适于形成电子器件的结构的方法。示例性方法可以用于例如形成包括多个含硅外延层的超晶格的超晶格结构。这种超晶格结构可以用于制造例如栅极环绕(GAA)或纳米线器件，其适用于例如DRAM应用。
[0019]在本公开中，“气体”可以包括在常温常压(NTP)下为气体的材料、蒸发的固体和/或蒸发的液体，并且可以根据情况由单一气体或气体混合物构成。除了处理气体之外的气体，即不经过气体分配组件(例如多端口注入系统等)而引入的气体，可以用于例如密封反应空间，并且可以包括密封气体，例如稀有气体。在一些情况下，术语“前体”可以指参与产生另一种化合物或纳米颗粒的化学反应的化合物。术语“惰性气体”可以指不参与化学反应和/或在可感知的程度上不成为膜或纳米颗粒的一部分的气体。示例性惰性气体包括He、Ar、H2、N2及其任意组合。
[0020]本文使用的术语“载气”可以指与一种或多种前体一起提供给反应室的气体。例如，可以将载气与一种或多种这里使用的前体一起提供给反应室。示例性载气包括N2、H2和稀有气体，例如He、Ne、Kr、Ar和Xe。
[0021]如本文所用，术语“衬底”可以指可用于形成或可在其上形成器件、电路或膜的任何一种或多种材料。衬底可以包括主体材料，比如硅(例如单晶硅)、其他IV族材料，例如锗，或者其他半导体材料，例如II
‑
VI族或III
‑
V族半导体，并且可以包括覆盖或位于主体材料下面的一层或多层。此外，衬底可以包括各种特征，例如在衬底的层或表面的至少一部分内或上形成的凹陷、突起等。
[0022]如本文所用，术语“外延层”可以指下面的基本单晶衬底或层上的基本单晶层。
[0023]如本文所用，术语“化学气相沉积”可以指发生气相反应以例如形成纳米颗粒的任何过程。
[0024]如本文所用，术语“硅锗”可以指包括硅和锗的半导体材料，并且可以表示为Si1‑
x
Ge
x
，其中1≥
×
≥0或0.8≥
×
≥0.1或0.6≥
×
≥0.2，或者包括具有本文所述成分的硅和锗的材料。
[0025]如本文所用，术语“膜”和/或“层”可以指任何连续或非连续的结构和材料，例如通过本文公开的方法沉积的材料。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成超晶格结构的方法，该方法包括：在反应室内提供衬底；通过向衬底表面提供第一含硅纳米颗粒来形成第一含硅外延层；通过提供第二含硅纳米颗粒形成覆盖第一含硅外延层的第二含硅外延层；以及重复形成第一含硅外延层和形成第二含硅外延层的步骤以形成超晶格，其中，第一含硅外延层的成分不同于第二含硅外延层的成分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一含硅外延层的步骤包括形成本征或掺杂硅层。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，形成所述第二含硅外延层的步骤包括形成包含硅锗的层。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中，所述第一含硅外延层和第二含硅外延层中的一个可以相对于所述第一含硅外延层和第二含硅外延层中的另一个被选择性蚀刻。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中，提供所述第一含硅纳米颗粒的步骤包括在所述反应室内形成第一含硅纳米颗粒。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述反应室内形成所述第一含硅纳米颗粒的步骤包括第一等离子体增强化学气相沉积过程。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其中，提供所述第二含硅纳米颗粒的步骤包括在所述反应室内形成第二含硅纳米颗粒。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述反应室内形成所述第二含硅纳米颗粒的步骤包括第二等离子体增强化学气相沉积过程。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其中，在形成所述第一含硅外延层和形成所述第二含硅外延层的步骤中的一个或多个期间对衬底进行偏压。10.根据权利要求6
‑
9中任一项所述的方法，其中，所述第一或第二等离子体增强化学气相沉积过程中的一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：