[發明專利]一種碳氮摻雜的金屬鈷薄膜、其制備方法及用途

在審

• 申請號: 201910068247.X
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109609927A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 丁士進;朱寶;丁子君;劉文軍;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C23C16/18
• 分類號: C23C16/18;C23C16/44;H01L21/02
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;劉琰

1.一種碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，該方法包含至少一個反應循環，每個反應循環包含以下步驟：

S1，向反應腔中通入Co(EtCp)₂蒸汽，使其與反應腔中的襯底表面充分反應；

S2，向反應腔中通入無氧保護氣氛以將未反應的Co(EtCp)₂蒸汽吹洗干凈；

S3，向反應腔中通入NH₃等離子體，使其與含有Co(EtCp)₂的襯底表面充分發生化學反應；

S4，向反應腔中通入無氧保護氣氛以將未反應NH₃等離子體及反應副產物吹洗干凈，獲得碳氮摻雜的金屬鈷薄膜；

其中，碳氮摻雜的金屬鈷薄膜厚度依循環數而定。

2.如權利要求1所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，所述的襯底選擇硅基襯底、氧化物襯底、氮化物襯底和金屬襯底中的任意一種。

3.如權利要求1所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，每個反應循環中，反應腔內溫度高于Co(EtCp)₂冷凝溫度，以防止Co(EtCp)₂蒸汽冷凝。

4.如權利要求3所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，每個反應循環中，反應腔內溫度選擇125～225℃。

5.如權利要求1所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，S1步驟中，采用脈沖的方式通入Co(EtCp)₂蒸汽，脈沖的時間為2～4s，Co(EtCp)₂蒸汽與襯底的反應時間為5～15s。

6.如權利要求1所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，S2步驟中，所述的無氧保護氣氛選擇氮氣或氬氣，流量為30～100sccm，通入氣體的時間為5～10s。

7.如權利要求1所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，S3步驟中，采用脈沖的方式向反應腔中通入NH₃，通入NH₃的脈沖時間為10～40s，流量為30～180sccm，并同時開啟等離子體發生器以提供NH₃等離子體，NH₃等離子體在腔體中停留5～15s。

8.如權利要求1所述的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的制備方法，其特征在于，S4步驟中，所述的無氧保護氣氛選擇氮氣或氬氣，流量為30～100sccm，通入氣體的時間為5～15s。

9.一種采用權利要求1-8中任意一項所述的方法制備的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜，其特征在于，該薄膜包含：襯底，及沉積在襯底上的金屬鈷薄膜層，該金屬鈷薄膜層經碳氮摻雜。

10.一種采用權利要求1-8中任意一項所述的方法制備的碳氮摻雜的金屬鈷薄膜的用途，其特征在于，該薄膜用于Cu互連工藝中的Cu粘附層。