[發明專利]硅酸鉿氮氧化合物制作方法

無效

• 申請號: 201210120226.6
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN103377874A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 陳逸男;徐文吉;葉紹文;劉獻文
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種以原子層沉積形成硅酸鉿氮氧化合物的方法，其中所述硅酸鉿氮氧化合物的Hf/(Hf+Si)含量比值介于0.4～0.6之間。

背景技術

在半導體工藝、平板顯示器或其它電子元件工藝領域中，氣相沉積工藝扮演重要角色。隨著電子元件的幾何尺寸持續縮減，而元件密度持續增加，特征的尺寸和深寬比變得越來越有挑戰性。

其中，高介電常數(high-k)材料是未來電子裝置生產中，用來作為電容介電層及用來作為柵極介電質的理想材料。目前，最常用來沉積高介電常數材料的方法包括物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)及原子層沉積(ALD)。

其中，原子層沉積法比起物理氣相沉積法與化學氣相沉積法的優點在于更進一步地增進的薄膜厚度控制、且提升晶圓整體均勻度及高寬長比構造之下的質量。一般而言，原子層沉積工藝步驟包括將反應蒸汽流的脈沖到放置有基板的處理室中，然后通常用惰性氣體進行一清洗或是排空步驟。在每一次脈沖進程中，在晶圓表面上形成自化學吸附層，接著，此層與包含于下一個脈沖中的成分進行反應，介于每一脈沖之間的清洗或是排空，是用來減少或是消除反應蒸氣流的氣相混合。典型的ALD工藝可良好控制薄膜的生長，且可形成厚度極薄的膜層。藉由選擇不同的反應前驅物及氣體，可以使用ALD工藝來況積許多不同類型的膜。

其中，硅酸鉿氮氧化合物(HfXSi_1-XON)是一常使用于電容結構絕緣層的高介電常數材料。其中鉿(Hf)與硅(Si)在化合物中所占比例，對于其化合物的成分有很大的影響，所以調整各元素在整體化合物中所占比率，對于材料研究是一重大課題，特別是當其中鉿(Hf)含量較高時，則整體高介電常數介電層也隨之更厚，如此一來將會導致整體產能變低。然而若鉿的含量過低，又可能導致介電常數不足的問題。

發明內容

本發明的主要目的在提供一種硅酸鉿氮氧化合物(HfXSi_1-XON)制作方法，所制作的硅酸鉿氮氧化合物Hf/(Hf+Si)含量比值大約為0.5，比起一般含鉿量較高(Hf/(Hf+Si)＞0.8)的硅酸鉿氮氧化合物，可以制作得更薄，也擁有足夠的介電常數，可以增進整體產能。

根據本發明優選實施例，本發明提供一種硅酸鉿氮氧化合物(HfXSi_1-XON)制作方法，包含以下步驟：(a)以原子層沉積法，形成一氮化鉿(HfN)層；(b)以原子層沉積法，沉積一氧化硅(SiOx)層于所述氮化鉿層上；(c)重復以上(a)～(b)步驟，以交互沉積的方式，形成所述氮化鉿層與所述氧化硅層，以完成所述硅酸鉿氮氧化合物，其中所述硅酸鉿氮氧化合物的Hf/(Hf+Si)含量比值介于0.4～0.6之間。

為讓本發明的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施方式，并配合附圖，作詳細說明如下。然而如下的優選實施方式與附圖僅供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

附圖說明

圖1為依據本發明優選實施例所繪示的硅酸鉿氮氧化合物結構剖面示意圖。

圖2為依據本發明優選實施例所繪示制作硅酸鉿氮氧化合物的步驟流程圖。

其中，附圖標記說明如下：

10????基板????????????20????氮化鉿層

30????氧化硅層????????40????硅酸鉿氮氧化合物

S01????步驟流程????????S03????步驟流程

S05????步驟流程????????S07????步驟流程

具體實施方式

請參閱圖1，其為依據本發明優選實施例所繪示的硅酸鉿氮氧化合物(HfXSi_1-XON)的剖面示意圖，首先，提供一基板10，基板10可以為任意材質，而若要將本發明的硅酸鉿氮氧化合物(HfXSi_1-XON)應用于電容結構上，則基板可選用導電性良好的金屬，作為電容電極的一部份，例如鋁(aluminum，Al)、鎢(tungsten，W)、銅(copper，Cu)、鋁化鈦(titanium?aluminide，TiAl)、鈦(titanium，Ti)、氮化鈦(titanium?nitride，TiN)、鉭(tantalum，Ta)或氮化鉭(Tantalum?nitride，TaN)等，但不限于此。