[發(fā)明專利]形成硅鍺錫層的方法和相關(guān)的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810651690.5
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109216158A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·巴爾加瓦;J·瑪格蒂斯;J·托勒
• 申請（專利權(quán)）人: ASMIP控股有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L29/10;H01L29/161;H01L29/78;H01L31/028;H01L33/06;H01L33/28
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生;樂洪詠

公開了一種形成硅鍺錫(SiGeSn)層的方法。所述方法可包括：在反應(yīng)室內(nèi)提供襯底，暴露襯底于包含四氯化錫(SnCl₄)的預(yù)沉積前體脈沖，暴露襯底于包含氫化硅源、甲鍺烷(GeH₄)和四氯化錫(SnCl₄)的沉積前體氣體混合物，和在襯底的表面上方沉積硅鍺錫(SiGeSn)層。還提供了半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其包含通過本公開的方法形成的硅鍺錫(SiGeSn)層。

相關(guān)專利申請的交叉引用

本公開要求2017年7月5日提交并且標(biāo)題為“形成硅鍺錫層的方法及相關(guān)的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)(METHODS FOR FORMING A SILICON GER MANIUM TIN LAYER AND RELATEDSEMICONDUCTOR DEVICE STRUCTURES)”的美國臨時專利申請第62/528,818號的權(quán)益，該臨時專利申請以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及形成硅鍺錫(SiGeSn)層的方法和含有一個或多個硅鍺錫(SiGeSn)層的相關(guān)器件。本公開還一般涉及用于沉積硅鍺錫(SiGeSn)外延層的化學(xué)氣相沉積方法。

背景技術(shù)

人們對用于許多應(yīng)用的含錫半導(dǎo)體材料如鍺錫(GeSn)和硅鍺錫(SiGeSn)越來越感興趣，如用于先進(jìn)微電子器件的高遷移率溝道和應(yīng)變工程、用于光子器件的直接帶隙IV族材料或用于光伏器件的SiGeSn合金。

已發(fā)現(xiàn)硅鍺錫(SiGeSn)在某些襯底表面上的沉積可能極其困難。作為一個非限制性實例，硅襯底的表面上或鍺襯底的表面上硅鍺錫(SiGeSn)的形成可能極其困難，并且可能高度依賴于若干因素，包括但不限于用于沉積工藝的反應(yīng)物前體。因此，需要采用優(yōu)化的化學(xué)前體和條件來形成(例如，沉積)硅鍺錫(SiGeSn)層的方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的至少一個實施方案，公開了一種形成硅鍺錫(SiGeSn)層的方法。所述方法可包括：在反應(yīng)室內(nèi)提供襯底，暴露襯底于包含四氯化錫(SnCl₄)的預(yù)沉積前體脈沖，暴露襯底于包含氫化硅源、甲鍺烷(GeH₄)和四氯化錫(SnCl₄)的沉積前體氣體混合物，和在襯底的表面上方沉積硅鍺錫(SiGeSn)層。本公開的實施方案還可包括半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其可包含通過本公開的方法形成的硅鍺錫(SiGeSn)層。

為了概述本發(fā)明和所取得的優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的某些目的和優(yōu)點(diǎn)已在上文描述。當(dāng)然，應(yīng)理解，未必所有這些目的或優(yōu)勢都可以根據(jù)本發(fā)明的任何特定實施方案來實現(xiàn)。因此，舉例來說，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識，本發(fā)明可以將取得或優(yōu)化如本文所教導(dǎo)或建議的一個優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式實施或進(jìn)行而不一定取得如本文可能教導(dǎo)或建議的其他目的或優(yōu)點(diǎn)。

所有這些實施方案均意在包括在所公開的本發(fā)明的范圍內(nèi)。通過下文結(jié)合附圖對某些實施方案的詳細(xì)描述，這些及其他實施方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，本發(fā)明不限于所公開的任何特定實施方案。

附圖說明

盡管本說明書以具體地指出并明確地要求保護(hù)被視為本發(fā)明實施方案的內(nèi)容的權(quán)利要求書結(jié)束，但是在結(jié)合附圖閱讀時，可從本發(fā)明實施方案的某些實例的描述中更容易地確定本發(fā)明實施方案的優(yōu)勢，在附圖中：

圖1示意了工藝流程圖，該圖示意了根據(jù)本公開的實施方案的一種示例性沉積方法；

圖2示意了通過本公開的實施方案形成的實例硅鍺錫層的二(2)θx-射線衍射(XRD)掃描；

圖3示意了包含通過本公開的實施方案形成的硅鍺錫層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)；

圖4示意了包含通過本公開的實施方案形成的硅鍺錫層的又一半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)；和