[發(fā)明專利]用于沉積含硼和鎵的硅鍺層的方法

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• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113725066A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L.彼得森巴博薩利馬;J.瑪格蒂斯;J.托爾;R.卡扎卡;謝琦
• 申請（專利權(quán)）人: ASMIP私人控股有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C30B25/02;C30B29/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 焦玉恒

本發(fā)明涉及外延生長摻雜硼和鎵的硅鍺層的方法和器件。這些層可以用作例如場效應(yīng)晶體管中的p型源極和/或漏極區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體涉及適于形成電子器件的方法和系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及可用于沉積材料的方法和系統(tǒng)，例如用于在襯底表面上選擇性地沉積材料，比如摻雜的半導(dǎo)體材料。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件例如互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件的規(guī)模已經(jīng)導(dǎo)致集成電路的速度和密度的顯著提高。然而，常規(guī)的器件擴展技術(shù)面臨著未來技術(shù)節(jié)點的重大挑戰(zhàn)。

一個特別的挑戰(zhàn)涉及降低半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的有源區(qū)域的接觸電阻。此外，在許多應(yīng)用中，可能希望選擇性地沉積包含摻雜劑的半導(dǎo)體材料(例如高摻雜的第四族半導(dǎo)體材料)。然而，這種技術(shù)可能沒有得到很好的發(fā)展。因此，需要用于沉積摻雜的半導(dǎo)體材料的改進的方法和系統(tǒng)。

此外，特別需要在更低的溫度下沉積半導(dǎo)體材料，因為許多先進電子器件能夠承受的熱預(yù)算是有限的。

此外，特別需要沉積在其上可以形成具有非常低接觸電阻的接觸的半導(dǎo)體材料。特別需要允許選擇性地沉積這種材料的方法。

美國公開號2014120678A1公開了用于三維結(jié)構(gòu)的高摻雜含Si材料的選擇性和共形外延的方法。

在本節(jié)中闡述的任何討論，包括對問題和解決方案的討論，已經(jīng)被包括在本公開中，僅僅是為了提供本公開的上下文。這種討論不應(yīng)被視為承認任何或所有信息在本發(fā)明制造時是已知的或者構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的各個實施例涉及沉積方法，例如選擇性沉積方法，涉及使用這種方法形成的結(jié)構(gòu)和器件，以及用于執(zhí)行該方法和/或用于形成該結(jié)構(gòu)和/或器件的設(shè)備。雖然下面更詳細地討論了本公開的各個實施例解決現(xiàn)有方法和系統(tǒng)的缺點的方式，但是通常，本公開的各個實施例提供了選擇性地沉積摻雜的半導(dǎo)體層的改進方法。摻雜的半導(dǎo)體層可以表現(xiàn)出相對低的接觸電阻。

本文描述了一種外延生長摻雜硼和鎵的硅鍺層的方法。該方法包括在反應(yīng)器室中提供包括單晶表面的襯底。該方法還包括引入硅前體、鍺前體、硼前體、鎵前體。因此，摻雜硼和鎵的硅鍺層生長在單晶表面上。硅前體選自硅烷、環(huán)硅烷、烷基硅烷和炔基硅烷。鍺前體選自鍺烷、環(huán)鍺烷、烷基鍺烷和炔基鍺烷。硼前體選自硼烷和有機硼氫化物。有機硼氫化物具有通式R_xM(BH₄)_3-x，其中，R獨立地選自H,CH₃,C₂H₅,C₆H₅和NH₂；M是獨立地選自鎵、鋁和銦的IIIA族金屬；x是1-3的整數(shù)。鎵前體選自烷基鎵、Ga(BH₄)₃和GaH₃。

本文進一步描述了外延生長摻雜硼和鎵的硅鍺層的方法。該方法包括在反應(yīng)器室中提供包括單晶表面的襯底。該方法還包括將硅前體、鍺前體、硼前體和鎵前體引入反應(yīng)室。因此，摻雜硼和鎵的硅鍺層生長在單晶表面上。硅前體、鍺前體、硼前體和鎵前體基本不含氯。

在一些實施例中，硅前體、鍺前體、硼前體和鎵前體基本不含鹵素。

在一些實施例中，該方法還包括將載氣引入反應(yīng)器室。

在一些實施例中，載氣不含氯。

在一些實施例中，載氣不含鹵素。

在一些實施例中，載氣選自氫氣、惰性氣體和氮氣。

在一些實施例中，載氣包括選自氦、氖、氪、氬和氙的稀有氣體。