[發明專利]包含鋁合金的具有高鋁含量的膜的沉積

有效

• 申請號: 201380054227.8
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104718314B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 戴維·湯普森;斯里尼瓦斯·甘迪科塔;呂新亮;唐薇;周靜;賽沙德利·甘古利;杰弗里·W·安西斯;阿蒂夫·努里;法魯克·京格爾;吳典曄;張鎂;陳世忠
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00;C23C26/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

所提供的是包括鋁、碳和金屬的膜，其中鋁的元素含量是大于約16％的量，且碳含量小于約50％。還提供了沉積所述膜的方法。

技術領域

本發明的實施方式大體涉及膜沉積，且特別涉及適合作為N-金屬膜的膜的沉積。

背景技術

在基板表面上的薄膜沉積在多種工業中都是重要的工藝，這些工業包括半導體處理、用于磁性讀取/寫入磁頭的電介質以及擴散阻擋涂層。特別地，在半導體工業中，微型化需要薄膜沉積的原子級控制，以于高深寬比結構上產生保形涂層。

膜的一種重要類型是金屬碳化物。這些膜被結合于許多應用中，包括柵極堆疊。一些金屬碳化物工藝是已知的，包括沉積含有相對低鋁含量的膜的一些工藝。然而，目前還沒有一種已知工藝可以沉積膜中包含相對高鋁濃度(level)的鋁碳化物膜。此外，因為外表特征(aspect features)的尺寸減少，所以需要調整電阻率，為了調整電阻率，將會需要降低碳含量。因此，需要有包含相對高鋁含量和/或相對低碳含量的膜以及沉積所述膜的方法。

發明內容

本發明的一個方面涉及一種包含鋁、碳和金屬的膜，其中鋁的元素含量是大于約16％的量，且碳含量小于約50％。在一些實施方式中，所述金屬選自由鈦、鉭和鉿組成的群組。在一或更多個實施方式中，鋁的元素含量是大于約20％的量。在一些實施方式中，碳的元素含量是小于約30％的量。在一或更多個實施方式中，金屬與碳的元素含量比例小于約50％。

本發明的第二方面涉及一種沉積膜的方法，所述方法包括：使基板表面暴露于金屬鹵化物前驅物，所述金屬鹵化物前驅物包括金屬鹵化物，以于所述基板表面處提供金屬鹵化物；清除過剩的金屬鹵化物；使所述基板表面暴露于一或多種烷基鋁前驅物，所述一或多種烷基鋁前驅物包括以下物質的一或多種：三甲基鋁(trimethyl aluminum)、三乙基鋁(triethyl aluminum)、氫化二甲基鋁(dimethyaluminum hydride；DMAH)、二乙基氫化鋁(diethylhydridoaluminum)、甲基二氫化鋁(methyldihydroaluminum)以及化學式是[(CxHy)_3-aAlH_a]_n的氫化烷基鋁，其中x具有1至3的數值，y具有2x+2的數值，a具有1至2的數值，以及n具有1至4的數值。在一些實施方式中，所述方法進一步包括使所述基板表面暴露于胺-鋁烷(amine-alane)和穩定化胺，以提供包括金屬鋁合金的N-金屬膜。在一或多個實施方式中，所述基板表面具有約200℃或300℃至約400℃的溫度。

在一些實施方式中，在暴露于鋁烷前驅物之前進行暴露于所述烷基鋁前驅物。在一或多個實施方式中，在暴露于所述鋁烷前驅物之后進行暴露于所述烷基鋁前驅物。在一些實施方式中，所述穩定化胺選自二甲基環己胺(dimethylcyclohexylamine)和二環甲基己胺(dicyclomethylhexylamine)。在一或多個實施方式中，所述金屬選自鈦、鉭和鉿中的一或多種。

在一些實施方式中，所述金屬鹵化物選自選自由TiCl₄、TaCl₅、和HfCl₄組成的群組的金屬鹵化物。在一或多個實施方式中，所述基板表面暴露于所述烷基鋁與所述基板表面暴露于所述鋁烷前驅物至少部分重疊。