[發明專利]用于通過反應室中的循環沉積工藝在襯底上沉積鉿鑭氧化物膜的方法

在審

• 申請號: 202010092013.1
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111564361A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: T.伊萬諾娃;P.西波拉;M.E.吉文斯
• 申請（專利權）人: ASMIP私人控股有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C16/40;C23C16/455;C23C16/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

公開一種用于在襯底上沉積鉿鑭氧化物膜的方法，其通過反應室中的循環沉積進行。所述方法可包括：利用循環沉積工藝的第一子循環在所述襯底上沉積氧化鉿膜，和利用循環沉積工藝的第二子循環沉積氧化鑭膜。

技術領域

本公開大體上涉及用于通過循環沉積工藝沉積鉿鑭氧化物膜的方法，并且涉及用于通過包括第一子循環和第二子循環的循環沉積工藝沉積鉿鑭氧化物膜的特定方法。

背景技術

多年來，已在用于如晶體管柵極電介質和電容器電介質的組件的半導體襯底中使用二氧化硅(SiO₂)。然而，隨著電路組件的尺寸減小，SiO₂的電氣性能特征導致不合需要的效應，如增加的泄漏電流。當在下一代集成電路幾何結構制造中使用老一代電介質(如SiO₂)時，控制泄漏電流以維持高速和低功率性能帶來了挑戰。

更新的工藝，尤其使用小于65nm的制造幾何結構的工藝在半導體制造中已開始包括高介電常數(“高k”)絕緣體。一些芯片制造商現依賴于高k電介質，尤其對于45nm和更小的工藝幾何結構。對于實現較小的裝置幾何結構，同時控制泄漏和其它電氣性能標準，用高k電介質替換SiO₂柵極電介質是重要的。

雖然使用高k電介質允許按比例縮小集成電路組件(如晶體管柵極電介質)，但新的性能問題因其使用而產生。舉例來說，當常規柵電極與高k電介質(如HfO₂)配對時，如低產率和不良閾值電壓(V_th)控制的問題必須得到解決。

已針對在高k介電應用中使用三元氧化物的益處進行研究。具體地說，與其它高k電介質(如HfO₂)相比，由鉿鑭氧化物(HfLaO_x)制造的膜在提供高介電常數值、降低結晶溫度、提高產率和更好閾值電壓(V_th)控制方面很有前景。此外，不同于其它基于Hf的非結晶材料，如HfSiO_x或HfAlO_x，HfLaO_x的電容率保留高值(20)。因此HfLaO_x電介質就電氣性能標準來說是合乎需要的，但在襯底上節省時間和成本地制造HfLaO_x電介質產生了挑戰。

因此，將高度期望用于在襯底上沉積高k鉿鑭氧化物膜的方法。

發明內容

提供本發明內容是為了以簡化的形式引入一系列概念。下文在本公開的實例實施例的詳細描述中更詳細地描述這些概念。本發明內容不打算標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不打算用于限制所要求保護的主題的范圍。

在一些實施例中，提供了一種通過反應室中的循環沉積工藝在襯底上沉積鉿鑭氧化物膜的方法。所述方法可包含：利用循環沉積工藝的第一子循環的至少一個沉積循環在襯底上沉積氧化鉿膜，其中第一子循環的一個沉積循環包含：使襯底與鉿氣相前體接觸；和使襯底與包含水(H₂O)的第一氧化劑前體接觸。所述方法還可包含：利用循環沉積工藝的第二子循環的至少一個沉積循環在襯底上沉積氧化鑭膜，其中第二子循環的一個沉積循環包含：使襯底與鑭氣相前體接觸；和使襯底與包含分子氧(O₂)的第二氧化劑前體接觸。

出于概述本發明和優于現有技術而實現的優勢的目的，上文中描述了本發明的某些目的和優點。當然，應當理解，未必所有這類目的或優點都可以根據本發明的任何特定實施例來實現。因此，例如，所屬領域的技術人員將認識到，可以按實現或優化如本文中所教示或建議的一個優點或一組優點但不一定實現如本文中可能教示或建議的其它目的或優點的方式來實施或進行本發明。

所有這些實施例都旨在落入本文中所公開的本發明的范圍內。對于所屬領域的技術人員來說，這些和其它實施例將根據參考附圖的某些實施例的以下詳細描述而變得顯而易見，本發明不限于所公開的任何特定實施例。

附圖說明