[發明專利]使用四碘化鈦前體低溫沉積純鈦薄膜的方法和裝置

有效

• 申請號: 201510514930.3
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN105390370B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 思魯提·維韋克·托姆貝爾;伊斯達克·卡里姆;桑杰·戈皮納特;丹耐克·邁克爾
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01J37/32
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

1.一種在室中的半導體襯底上沉積鈦的方法，所述方法包括：

(a)在低于約450℃的溫度下使用原子層沉積循環沉積鈦，每個循環包括：

(i)將所述襯底暴露于四碘化鈦，

(ii)吹掃所述室，

(iii)將所述襯底暴露于點燃的等離子體，以及

(iv)吹掃所述室；以及

(b)重復(i)至(iv)直至在所述襯底上沉積了期望厚度的鈦，

其中，所述等離子體在遠程的等離子體產生器中被點燃。

2.如權利要求1所述的方法，其還包括在將所述襯底暴露于四碘化鈦之前，預清潔所述襯底。

3.如權利要求1所述的方法，其中，在整個(i)至(v)將所述襯底暴露于載氣。

4.如權利要求1所述的方法，其還包括將所沉積的鈦退火以形成硅化鈦。

5.如權利要求1所述的方法，其中，所述等離子體被遠程產生。

6.如權利要求3所述的方法，其中，所述載氣從如下群組中選擇：氬氣、氫氣、和它們的組合。

7.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中在(i)中將所述襯底暴露于四碘化鈦介于1秒和約30秒之間的持續時間，在(ii)和(iv)中吹掃所述襯底，每個持續時間為介于1秒和5秒之間，并且在(iii)中將所述襯底暴露于等離子體介于1秒和10秒之間的持續時間。

8.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所沉積的鈦具有小于約1％的污染物。

9.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所沉積的鈦具有至少約4.0克/立方厘米的膜密度。

10.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，每個循環沉積具有厚度為約的鈦。

11.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所沉積的鈦具有介于約70％和約100％之間的階梯覆蓋。

12.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述室具有介于約0.1乇和約20乇之間的室壓強。

13.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述襯底包括具有介于約3：1和約10：1之間的深寬比的特征。

14.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其還包括：

(d)在低于約450℃的溫度下使用原子層沉積循環沉積氮化鈦，每個循環包括：

(i)將所述襯底暴露于四碘化鈦，

(ii)吹掃所述室，

(iii)將所述襯底暴露于含氮氣體并點燃等離子體；以及

(iv)吹掃所述室；以及

(e)重復(i)至(iv)，直至在所述襯底上沉積了所述期望厚度的氮化鈦。

15.如權利要求14所述的方法，其中，所述含氮氣體從如下群組中選擇：氮氣、氨氣、肼和胺。

16.一種用于在半導體襯底上沉積鈦的裝置，所述裝置包括：

反應室，其包括用于保持所述襯底的底座；

至少一個出口，其用于耦接至真空；

一個或多個處理氣體入口，其耦接至一個或多個前體源；

遠程射頻(RF)產生器；以及

用于控制所述裝置中的操作的控制器，其包括用于以下操作的機器可讀指令：

(a)將所述反應室中的所述底座的溫度設置為低于約450℃的溫度，

(b)將四碘化鈦導入所述室，

(c)吹掃所述室，

(d)向所述室中提供來自所述遠程射頻產生器的等離子體，

(e)吹掃所述室，以及

(f)重復(b)至(e)。