[發明專利]石墨烯擴散阻擋物

在審

• 申請號: 201980050230.X
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN112514031A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 巫勇;S·岡迪科塔;A·B·瑪里克;S·D·耐馬尼
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/3205;H01L21/768;H01L29/16;H01L27/11524
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張鑫

公開了一種石墨烯阻擋層。一些實施例涉及能夠防止從填充層擴散到基板表面中和/或反之亦然的石墨烯阻擋層。一些實施例涉及防止氟從鎢層擴散到下面的基板中的石墨烯阻擋層。附加實施例涉及包含石墨烯阻擋層的電子裝置。

技術領域

本公開的實施例總體上涉及石墨烯擴散阻擋物的使用以防止元素跨越邊界擴散。本公開的附加實施例涉及包括石墨烯擴散阻擋物的電子裝置。

背景技術

防止元素從電子裝置中的一種材料移動到另一種材料中已經成為半導體領域中長期以來公認的問題。已經開發出擴散阻擋物以防止大原子(如金屬)的擴散。

隨著半導體領域的發展，許多制造技術利用依賴于包括較小元素(如硼和氟)的材料的工藝。這些原子可以容易地從一種材料擴散到另一種材料，這潛在地破壞或不利地改變它們所擴散到的材料的性質。

因此，需要阻止較小原子的擴散的新的擴散阻擋物。

發明內容

本公開的一個或多個實施例涉及一種形成電子裝置的方法。方法包括：在基板表面上形成石墨烯阻擋層。在石墨烯阻擋層上沉積填充層。石墨烯阻擋層防止至少一種元素在填充層和基板表面之間的擴散。

本公開的附加實施例涉及一種形成電子裝置的方法。方法包括：在包括Al₂O₃的基板表面上形成石墨烯阻擋層。石墨烯阻擋層具有在約至約的范圍中的厚度。在石墨烯阻擋層上形成非晶硅層。將非晶硅層暴露于鎢前驅物以通過原子取代形成鎢層。鎢前驅物包括WF₆。石墨烯阻擋層防止氟擴散到基板表面中。

本公開的進一步實施例涉及一種電子裝置，所述電子裝置包括在第一材料與第二材料之間的石墨烯阻擋層。石墨烯阻擋層防止至少一種元素在第一材料與第二材料之間的擴散。

附圖說明

為了能夠詳細地理解本公開的上述特征的方式，可通過參考實施例來獲得對以上簡要概述的本公開的更具體的描述，這些實施例中的一些實施例在附圖中被示出。然而，應注意到的是，附圖僅示出了本公開的典型實施例，因此不應被認為限制其范圍，因為本公開可允許其他等效的實施例。

圖1示出了根據本文所描述的一個或多個實施例的處理期間的基板的橫截面視圖；以及

圖2示出了根據本文所描述的一個或多個實施例的可用于處理基板的系統。

具體實施方式

在描述本公開的若干示例性實施例之前，應理解，本公開不限于以下描述中所闡述的構造或處理步驟的細節。本公開能夠具有其他實施例并且能夠以各種方式實踐或實施。

如在本說明書和所附權利要求中所使用的，術語“基板”是指工藝作用在其上的表面或表面的一部分。本領域技術人員還將理解，除非上下文另有明確說明，否則對基板的引用也可僅指基板的一部分。另外，對在基板上沉積的引用可指裸基板和具有沉積或形成在其上的一個或多個膜或特征的基板兩者。

如本文所使用的“基板表面”是指在制造工藝期間在其上執行膜處理的基板上形成的任何基板或材料表面。例如，可在其上執行處理的基板表面包括諸如硅、氧化硅、應變硅、絕緣體上硅(SOI)、碳摻雜的氧化硅、非晶硅、摻雜硅、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石之類的材料、以及諸如金屬、金屬氮化物、金屬合金和其他導電材料的任何其他材料，這取決于應用。基板包括但不限于半導體晶片。可將基板暴露于預處理工藝以拋光、蝕刻、還原、氧化、羥基化、退火、UV固化、電子束固化和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上進行膜處理之外，在本公開中，如下文更詳細地公開的，所公開的任何膜處理步驟也可在基板上形成的底層上執行，并且術語“基板表面”旨在包括如上下文指示的這種底層。因此，例如，在已經將膜/層或部分膜/層沉積到基板表面上的情況下，新沉積的膜/層的暴露表面變成基板表面。