用于形成存储器器件及其部件的方法和系统技术方案

处理衬底的方法和相关系统。所描述的方法包括执行多个沉积循环以在衬底上形成掺杂铪锆氧化物层。锆氧化物层。锆氧化物层。

【技术实现步骤摘要】
用于形成存储器器件及其部件的方法和系统


[0001]本公开总体涉及半导体处理方法和系统的领域，并且涉及集成电路制造的领域。特别是适用于形成存储器元件和可编程逻辑器件的方法和系统。

技术介绍

[0002]铁电器件已被提议作为存储器元件。需要提高铁电存储器的性能。
[0003]现代集成电路中需要具有多个阈值电压的晶体管。已经提出铁电层作为具有可编程阈值电压的金属
‑
绝缘体
‑
半导体场效应晶体管(MISFET)的栅极电介质。需要改善这些晶体管的器件性能。
[0004]本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已经包括在本公开中，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

[0005]本
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。本
技术实现思路
不旨在必要地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。
[0006]本公开的各种实施例涉及铁电存储器、逻辑器件、相关方法、相关结构和相关系统。
[0007]因此，提供了一种处理衬底的方法。该方法包括向处理室提供衬底。该方法还包括执行多个沉积循环。沉积循环包括铪前体脉冲、锆前体脉冲、氧反应物脉冲和掺杂剂脉冲。铪前体脉冲包括将衬底暴露于铪前体。锆前体脉冲包括将衬底暴露于锆前体。氧反应物脉冲包括将衬底暴露于氧反应物。掺杂剂脉冲包括将衬底暴露于掺杂剂前体。掺杂剂前体包括掺杂剂元素。因此，在衬底上形成掺杂铪锆氧化物层。
[0008]在一些实施例中，掺杂剂前体脉冲在铪前体脉冲之后进行，而没有任何插入的氧反应物脉冲。
[0009]在一些实施例中，掺杂剂前体脉冲在锆前体脉冲之后进行，而没有任何插入的氧反应物脉冲。
[0010]在一些实施例中，掺杂剂元素包括铈。
[0011]在一些实施例中，掺杂剂元素包括镧。
[0012]在一些实施例中，掺杂剂元素选自锡、碲、铈和铅。
[0013]在一些实施例中，掺杂剂元素选自钌、钯、铼、锇、铱和铂。
[0014]在一些实施例中，掺杂剂元素是钼或钨。
[0015]在一些实施例中，掺杂剂元素是Ru。
[0016]在一些实施例中，衬底包括表面层。铪锆氧化物层形成在表面层上。表面层包括表面层导电氧化物。表面层导电氧化物包含掺杂剂元素和氧。
[0017]在一些实施例中，执行多个沉积循环之前是形成表面层的步骤。表面层包括表面层导电氧化物。表面层导电氧化物包含掺杂剂元素和氧。
[0018]在一些实施例中，该方法还包括在铪锆氧化物层上形成顶部电极的步骤。顶部电极包括顶部导电氧化物，顶部导电氧化物包括掺杂剂元素。
[0019]在一些实施例中，表面层和顶部导电氧化物具有基本相同的成分。
[0020]在一些实施例中，表面层导电氧化物和顶部导电氧化物中的至少一个包括氧化钌，并且掺杂剂元素包括钌。
[0021]在一些实施例中，在铪锆氧化物层上形成顶部电极的步骤之前对铪锆氧化物层进行退火。
[0022]在一些实施例中，该方法在包括处理室的系统中进行。在这样的实施例中，执行多个沉积循环的步骤和对铪锆氧化物层进行退火的步骤可以在第一处理室中进行。
[0023]在一些实施例中，该方法在包括第一处理室和第二处理室的系统中进行。在这样的实施例中，执行多个沉积循环的步骤和对铪锆氧化物层进行退火的步骤可以在第一处理室中进行，并且形成顶部电极的步骤可以在第二处理室中进行。
[0024]在一些实施例中，该方法可以在包括第一处理室、第二处理室和第三处理室的系统中执行。在这样的实施例中，执行多个沉积循环的步骤可以在第一处理室中进行，对铪锆氧化物层进行退火的步骤可以在第二处理室中进行，形成顶部电极的步骤可以在第三处理室中进行。
[0025]本文还描述了一种系统，其包括一个或多个处理室、包含铪前体的铪前体源、包含锆前体的锆前体源、包含掺杂剂前体的掺杂剂前体源；包含氧反应物的氧反应物源；以及控制器。控制器配置成控制进入一个或多个处理室的气体流，并使系统通过本文描述的方法处理衬底。
[0026]本文还描述了一种处理衬底的方法，该方法包括：向处理室提供衬底；执行多个沉积循环，其中沉积循环包括铪前体脉冲、锆前体脉冲、氧反应物脉冲和掺杂剂脉冲；其中铪前体脉冲包括将衬底暴露于铪前体；其中锆前体脉冲包括将衬底暴露于锆前体；其中氧反应物脉冲包括将衬底暴露于氧反应物；其中第一掺杂剂脉冲包括将衬底暴露于第一掺杂剂前体，第一掺杂剂前体包括第一掺杂剂元素；从而在衬底上形成掺杂铪锆氧化物层；其中在铪前体脉冲和锆前体脉冲之一之后执行第一掺杂剂前体脉冲，而没有任何插入的氧反应物脉冲。
[0027]在一些实施例中，沉积循环还包括第二掺杂剂脉冲，其包括将衬底暴露于第二掺杂剂前体，第二掺杂剂前体包括第二掺杂剂元素，第二掺杂剂元素不同于第一掺杂剂元素。
[0028]在一些实施例中，掺杂剂前体脉冲在铪前体脉冲之后进行，而没有任何插入的氧反应物脉冲。
[0029]在一些实施例中，掺杂剂前体脉冲在锆前体脉冲之后进行，而没有任何插入的氧反应物脉冲。
[0030]在一些实施例中，第一掺杂剂元素和第二掺杂剂元素中的至少一个包括铈。
[0031]在一些实施例中，第一掺杂剂元素包括镧。
[0032]在一些实施例中，第一掺杂剂元素选自锡、碲、铈和铅。
[0033]在一些实施例中，第一掺杂剂元素选自钌、钯、铼、锇、铱和铂。
[0034]在一些实施例中，第一掺杂剂元素是钼或钨。
[0035]在一些实施例中，第一掺杂剂元素是Ru。
[0036]在一些实施例中，第二掺杂剂元素独立于第一掺杂剂，选自铈、镧、锡、碲、铅、钌、钯、铼、锇、铱、铂、钼和钨。
[0037]在一些实施例中，第一掺杂剂前体和第二掺杂剂前体中的至少一个独立地选自可由式M(RCp)x(L)y表示的化合物，其中M是稀土金属，其中R选自H、Me、Et、iPr和tBu，并且其中L选自N,N
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二异丙基乙脒、N,N
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二叔丁基乙脒、N,N
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二异丙基甲脒和N,N
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二叔丁基甲脒。
[0038]在一些实施例中，衬底包括表面层，其中铪锆氧化物层形成在表面层上，其中表面层包括表面层导电氧化物，其中表面层导电氧化物包括掺杂剂元素和氧。
[0039]在一些实施例中，执行多个沉积循环之前是形成表面层的步骤，表面层包括表面层导电氧化物，其中表面层导电氧化物包括掺杂剂元素和氧。
[0040]在一些实施例中，该方法还包括在铪锆氧化物层上形成顶部电极的步骤，顶部电极包括顶部导电氧化物，顶部导电氧化物包括掺杂剂元素。
[0041]在一些实施例中，表面层和顶部导电氧化物具有基本相同的成分。
[0042]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理衬底的方法，该方法包括：
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向处理室提供衬底；
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执行多个沉积循环，其中沉积循环包括铪前体脉冲、锆前体脉冲、氧反应物脉冲和掺杂剂脉冲；
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其中铪前体脉冲包括将衬底暴露于铪前体；
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其中锆前体脉冲包括将衬底暴露于锆前体；
‑
其中氧反应物脉冲包括将衬底暴露于氧反应物；
‑
其中第一掺杂剂脉冲包括将衬底暴露于第一掺杂剂前体，第一掺杂剂前体包括第一掺杂剂元素；从而在衬底上形成掺杂铪锆氧化物层；其中，在铪前体脉冲和锆前体脉冲之一之后执行第一掺杂剂前体脉冲，而没有任何插入的氧反应物脉冲。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沉积循环还包括第二掺杂剂脉冲，其包括将衬底暴露于第二掺杂剂前体，所述第二掺杂剂前体包括第二掺杂剂元素，所述第二掺杂剂元素不同于所述第一掺杂剂元素。3.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂元素和所述第二掺杂剂元素中的至少一个包含铈。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂元素包括镧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂元素选自锡、碲、铈和铅。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂元素选自钌、钯、铼、锇、铱和铂。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂元素是钼或钨。8.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述第二掺杂剂元素独立于所述第一掺杂剂，选自铈、镧、锡、碲、铅、钌、钯、铼、锇、铱、铂、钼和钨。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述第一掺杂剂前体和所述第二掺杂剂前体中的至少一个独立地选自可由式M(RCp)x(L)y表示的化合物，其中M是稀土金属，其中R选自H、Me、Et、iPr和tBu，并且其中L选自N,N
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二异丙基乙脒、N,N
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二叔丁基乙脒、N,N
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二异丙基甲脒和N,N
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二叔丁基甲脒。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述衬底包括表面层，其中，所述铪锆氧化物层形...

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