[發明專利]硅化物沉積的方法

有效

• 申請號: 201980040003.9
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN112368414B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 李學斌;帕特里夏·M·劉
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C16/42
• 分類號: C23C16/42;C23C16/02;C23C16/56;H01L21/28;H01L21/285;H01L29/49
• 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

提供用于沉積金屬硅化物的方法，所述方法包括：將具有含硅表面的基板加熱到沉積溫度；以及在化學氣相沉積工藝期間將所述基板暴露到沉積氣體以在所述含硅表面上沉積硅化物膜。所述沉積氣體含有硅前驅物、鈦或其他金屬前驅物、及磷或其他非金屬前驅物。

技術領域

本公開內容大致上關于沉積工藝，且特別是關于用于沉積硅化物材料的工藝。

背景技術

鎳或鈦的硅化物(例如，NiSi或TiSi₂)一般用于源極/漏極(S/D)接觸區域中，用于減少nMOS和pMOS中的接觸電阻率(Rc)。在后續高溫退火(例如，約700℃或更高)期間，鎳或鈦的硅化物膜經歷團聚(agglomeration)，其中硅化物多晶粒傾向于在晶界之間球化(spheroidize)，這導致膜不連續以及更高的Rc。已經提出了幾種方法減少或抑制硅化物膜的團聚，以達成更佳的熱穩定性。這些方法包括沉積保護層(例如氮化硅)以及離子注入(例如氮)進入硅化物膜中。然而，這些方法不利地影響硅化物膜的電阻率，且經常不能減輕團聚問題。

因此，需要用于沉積金屬硅化物的改良方法，與傳統硅化物相比，所述金屬硅化物有更高的熱穩定性并且具有減少的或受到抑制的團聚。

發明內容

在一或多個實施方式中，提供一種用于沉積金屬硅化物(例如，磷化硅化鈦)的方法，所述方法包括將具有含硅表面的基板加熱到沉積溫度，以及在化學氣相沉積(CVD)工藝期間將所述基板暴露于沉積氣體，以在含硅表面上沉積硅化物膜，其中所述沉積氣體含有硅前驅物、鈦前驅物和磷前驅物。

在一些實施方式中，提供一種沉積金屬硅化物的方法，所述方法包括：將具有含硅表面的基板加熱至在從約400℃至約750℃范圍中的沉積溫度，其中所述含硅表面是源極-漏極的上表面；以及在CVD工藝期間將所述基板暴露于沉積氣體，以在所述含硅表面上沉積硅化物膜。所述沉積氣體含有硅前驅物、鈦前驅物和非金屬前驅物。所述方法還包括在所述硅化物膜上沉積介電層(例如，氮化硅)或含金屬的阻擋物(例如，氮化鈦)，以及將含有所述硅化物膜的所述基板退火至約600℃或更高的溫度。

在其他實施方式中，提供一種用于沉積金屬硅化物的方法，所述方法包括將具有含硅表面的基板加熱到沉積溫度，以及在CVD工藝期間將所述基板暴露于沉積氣體以在所述含硅表面上沉積硅化物膜。所述沉積氣體含有硅前驅物、金屬前驅物和摻雜劑前驅物。所述金屬前驅物可以是或包括鈦前驅物、鈷前驅物、鉬前驅物、鎳前驅物或上述前驅物的任何組合。所述摻雜劑前驅物可以是或包括磷前驅物、硼前驅物、砷前驅物、碳前驅物、氮前驅物或上述前驅物的任何組合。

附圖說明

為了能夠詳細了解本公開內容的上述特征的方式，可通過參考實施方式(其中一些在附圖中示出)而獲得上文簡要概述的本公開內容的更特定的描述。然而，應注意，附圖僅示出示例性實施方式，因此不應視為限制其范圍，因為本公開內容可容許其他等效實施方式。

圖1描繪在硅化工藝期間在源極-漏極元件的上表面上沉積的金屬硅化物膜，如本文的一或多個實施方式中所描述及討論。

圖2描繪能夠用于沉積金屬硅化物膜的處理系統的示意圖，如本文的一或多個實施方式中所描述及討論。

為助于了解，已盡可能使用相同的附圖標號來表示圖中共用的相同元件。考慮到一個實施方式的元件和特征可以有利地并入其他實施方式而無需贅述。

具體實施方式

本文描述及討論的實施方式提供用于在基板的表面上沉積金屬硅化物(例如，TiSiP或TiSiB)的方法。在一或多個實施方式中，用于沉積金屬硅化物的方法包括將具有含硅表面的基板加熱到沉積溫度，以及在化學氣相沉積(CVD)工藝期間將所述基板暴露于沉積氣體，以在所述含硅表面上沉積硅化物膜。含硅表面可以是或包括基板上的源極-漏極區域的上表面或其他表面或設置在所述基板上的特征。在一些示例中，所述方法包括在所述硅化物膜上沉積介電層(例如，氮化硅或高k介電材料)及/或含金屬阻擋層(例如，氮化鈦)，以及使含有所述硅化物膜的基板退火。