專利名稱：形成鋁摻雜碳氮化物柵電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及形成半導(dǎo)體器件的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及形成具有可調(diào)的鋁 濃度的鋁摻雜金屬碳氮化物柵電極。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工業(yè)中，微電子器件的最小特征尺寸正接近深亞微米階段以滿足對更快 更低功率微處理器和數(shù)字電路的要求。硅基微電子技術(shù)當(dāng)前主要面臨著材料挑戰(zhàn)以實現(xiàn)集 成電路器件的進(jìn)一步小型化。具有更高電容的柵極疊層將會替換已經(jīng)服務(wù)該工業(yè)幾十年的 包含S^2柵電介質(zhì)層和退化的摻雜多晶Si柵電極的柵極疊層。通常稱為高k材料(其中“k”是指該材料的電介質(zhì)常數(shù))的高電容材料以電介質(zhì) 常數(shù)大于SiO2的電介質(zhì)常數(shù)(k約3. 9)為特征。此外，高k材料可以指摻雜到襯底(例如， HfO2, ZrO2)而不是在襯底的表面上生成的(例如，SiO2, SiOxNy)諸如金屬硅酸鹽或者氧化 物。除了柵電介質(zhì)層，柵電極還代表了未來微電子器件的小型化的主要挑戰(zhàn)。弓丨入含 金屬的柵電極來置換傳統(tǒng)的摻雜多晶硅柵電極能帶來若干優(yōu)勢。這些優(yōu)勢包括消除多晶硅 柵損耗效應(yīng)，降低表面電阻，對先進(jìn)的高k電介質(zhì)材料提高可靠性和潛在地提高熱穩(wěn)定性。 在一個示例中，從多晶硅轉(zhuǎn)換到含金屬的柵電極能在柵極疊層的有效厚度或者電子厚度上 實現(xiàn)2-3埃(A)的改進(jìn)。產(chǎn)生這種改進(jìn)很大程度是因為全部消除了在與其他材料的界面處 的多晶硅損耗的問題。對于新的柵電極材料，功函數(shù)、電阻系數(shù)和與互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的兼 容性是主要參數(shù)。正通道金屬氧化物半導(dǎo)體(PM0Q和負(fù)通道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶 體管柵電極要求不同的柵材料以實現(xiàn)可接受的閾值電壓；前者具有接近硅價帶的費米能級 (E約^V)，而后者具有接近導(dǎo)帶的費米能級(E約5. IeV)。用于控制柵電極的功函數(shù)的常規(guī)技術(shù)包括帶邊緣金屬方法，其中選擇具有特定功 函數(shù)的金屬；P金屬(Re、Co、Ni、Ru、Pt等)的功函數(shù)大于約5eV ；并且N金屬(Ta、Hf、Y、 La、Ir等)的功函數(shù)小于約4. 5eV0然而，柵極疊層的有效的功函數(shù)還取決于主體材料和表 面材料的性能、結(jié)晶取向和與柵電極交界的高k膜的介電常數(shù)。尤其是，在層界面處不同材 料的相互作用和在后處理期間(諸如高溫退火)整個柵極疊層的化學(xué)物質(zhì)的擴散能影響半 導(dǎo)體器件的功函數(shù)和其他性能。近年來，柵電極金屬和電介質(zhì)閾值電壓調(diào)節(jié)層已經(jīng)被用來控制柵極疊層的功函數(shù) 并在制造的半導(dǎo)體器件中獲得N-MOS和P-MOS晶體管的期望閾值電壓。示例性的閾值電壓調(diào)節(jié)層包括N-MOS器件的氧化鑭(La2O3)和P-MOS器件的氧化鋁(Al2O3)。電介質(zhì)閾值電壓 調(diào)節(jié)層一般定位在高k柵電介質(zhì)的上方并與柵電極接觸。已經(jīng)表明在高溫處理過程中，電 介質(zhì)閾值電壓調(diào)節(jié)層中的元素一般穿過高k柵電介質(zhì)朝著定位在高k柵電介質(zhì)和襯底之間 的界面層(例如，高移動性、低缺陷S^2層)擴散，以在高k柵電介質(zhì)和下面的界面層交界 附近進(jìn)行閾值電壓調(diào)節(jié)。然而，一些電介質(zhì)閾值電壓調(diào)節(jié)層中的元素不能穿過高k柵電介 質(zhì)充分地擴散以將半導(dǎo)體器件的閾值電壓完全調(diào)整到期望值。因而，鑒于以上問題，需要新的方法來將含金屬的柵電極集成到柵極疊層中，尤其 需要新的方法來允許形成具有可調(diào)功函數(shù)的含金屬柵電極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種用于形成具有可調(diào)鋁濃度的鋁摻雜金屬(鉭或者鈦)氮 化碳柵電極的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鉭氮化碳(TaCN)或者鈦氮化碳(TiCN)膜在沒 有等離子體的情況下通過化學(xué)氣相沉積(CVD)而沉積并與鋁摻雜以調(diào)節(jié)功函數(shù)和閾值電 壓(Vt)。根據(jù)一個實施例，該方法包括提供在其上包含電介質(zhì)層的襯底，并且在沒有等離 子體的情況下在電介質(zhì)層上形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極。鋁摻雜金屬氮化碳柵電極通過 將襯底暴露到金屬氮化碳前驅(qū)物的氣體脈沖來沉積金屬氮化碳膜而形成，其中，金屬氮化 碳前驅(qū)物包含鉭、鈦或者其組合。該方法還包括通過將襯底暴露到鋁前驅(qū)物的氣體脈沖而 將鋁前驅(qū)物的原子層吸附在金屬氮化碳膜上，其中，在沉積和吸附過程中，襯底維持在金屬 氮化碳前驅(qū)物的熱分解溫度以上和鋁前驅(qū)物的熱分解溫度以下的溫度下。沉積和吸附的步 驟可以重復(fù)期望的次數(shù)，直到鋁摻雜金屬氮化碳柵電極具有期望的厚度。


本發(fā)明通過以下示例的方式圖示而不是在附圖中作為限制。圖1A-1C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例形成包含鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的柵極疊 層的方法的示意截面視圖；圖2A-2D是用于根據(jù)本發(fā)明實施例在處理室中的襯底上沉積鋁摻雜鉭氮化碳膜 的示意氣體流程圖；圖3A-3D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例包含鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的柵極疊層的 示意截面視圖；圖4示出了使用TBTEMT前驅(qū)物在襯底上沉積的鉭氮化碳膜的實驗數(shù)據(jù)；圖5示出了在鋁摻雜鉭氮化碳膜中的鋁濃度作為襯底溫度函數(shù)的實驗數(shù)據(jù)；圖6示出了在鋁摻雜鉭氮化碳膜中的鋁濃度作為TMA脈沖的總次數(shù)的函數(shù)的實驗 數(shù)據(jù)；圖7示出了鉭氮化碳膜和鋁摻雜鉭氮化物膜的組成與處理條件的函數(shù)關(guān)系；以及圖8描述了根據(jù)本發(fā)明用于形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的處理系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式鋁摻雜金屬碳氮化物柵電極和包含這種柵電極的柵極疊層的形成在不同的實施例中公開。鋁參照金屬碳氮化物柵電極包含鋁(Al)、碳(C)、氮(N)和鉭(Ta)和/或鈦 (Ti)。鋁摻雜金屬碳氮化物柵電極能進(jìn)一步包含可能源自膜沉積處理和/或者膜沉積處理 之后在空氣中襯底轉(zhuǎn)移的諸如氧(0)、氯(Cl)和氫(H)的雜質(zhì)。在一些示例中，鋁摻雜金屬 碳氮化物柵電極可以包含1-50原子％的C和1-50原子％的N的組合。在一些實施例中， 鋁鉭碳氮化物柵電極至少包括5 (并且在一些實施例中至少包括10、15、20、25、30、35、40、 45或者甚至至少包括50)原子百分比的鋁。根據(jù)一個實施例，鋁摻雜金屬碳氮化物柵電極 能包含5至50之間的原子百分比的鋁。這允許將鋁摻雜金屬碳氮化物柵電極的功函數(shù)改 變幾十電子伏特(eV)。本領(lǐng)域本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到不需要公開一個或者多個具體技術(shù)細(xì)節(jié)而可以 實施本發(fā)明各種實施例或者可以利用其他替代的和/或者附加的方法、材料或者部件來實 施各種實施例。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)、材料或者操作沒有詳細(xì)地示出或者描述以避 免使本發(fā)明的各種實施例變得模糊。類似地，為了說明的目的，陳述了具體的編號、材料和 構(gòu)造以提供本發(fā)明的完整的理解。不管怎樣，本發(fā)明可以在沒有具體技術(shù)細(xì)節(jié)的情況下實 施。此外，可以理解到，在附圖中示出的各種實施例是圖示性的表示，并且不一定按照比例 繪制。本說明書通篇引用的“一個實施例”或者“實施例”的意思是結(jié)合本實施例描述的 特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中，但是并非表明它們一定 出現(xiàn)在每個實施例中。因而，術(shù)語“在一個實施例中”或者“在實施例中”在說明書通篇各 個地方的出現(xiàn)不一定是指本發(fā)明相同的實施例。此外，特定的特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特性可 以以任何適合的方式在一個或者多個實施例中組合。在其他實施例中可以包括各種附加層 和/或者結(jié)構(gòu)，并且/或者可以省略所描述的特征。以最有助于理解本發(fā)明的方式依次將各種操作描述為多個離散操作。然而，描述 的順序不應(yīng)理解為要暗示這些操作一定是依賴于順序的。尤其是，這些操作不一定以呈現(xiàn) 的順序執(zhí)行。所描述的操作可以在與所描述的實施例不同的順序執(zhí)行?？梢栽诟郊訉嵤├?中執(zhí)行各種附加操作并且/或者可以省略所描述的操作。圖1A-1C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例形成包含鋁摻雜金屬碳氮化物柵電極的柵極 疊層的方法的示意截面視圖。圖IA示意性地示出包含形成在其上的高k膜102的襯底 100。襯底100可以是任何尺寸，例如200mm襯底、300mm襯底或者甚至更大的襯底。根據(jù) 一個實施例，襯底100能包含Si，例如，晶體硅、多晶硅或者無定形硅。在一個實施例中，襯 底100可以是拉伸應(yīng)變的硅層。根據(jù)另一實施例，襯底100可以包含Ge或者SixGei_x化合 物，其中χ是硅的原子分率，1-x是Ge的原子分率，并且0 < 1-x < 1。示例性的SixGei_x化 合物包括 Si0 :LGe0.9、Si0.2Ge0.8、Si0.3Ge0.7、Si0.4Ge0.6、Si0.5Ge0.5、Si0.6Ge0.4、Si0.7Ge0.3、Si0 8Ge0 2 和Sia9GetlY在一個示例中，襯底100可以是沉積在松弛的Sia5Gea5緩沖層上的壓縮應(yīng)變 Ge層或者拉伸應(yīng)變的SixGei_x (χ > 0. 5)。盡管未示出，圖IA中的結(jié)構(gòu)還可以在襯底100和 高k膜102之間包括界面層。界面層可以例如包含厚度在約5埃和約15埃之間(例如約 8埃)的硅氧氮化物(SiON)或者高移動性低缺陷的Si02。高k膜102可以例如包含鉿、鋯、或者鉿和鋯，包括氧化鉿(HfO2)、氧氮化鉿 (HfON)、硅酸鉿(HfSiO)、氧氮化鉿硅(HfSiON)、氧化鋯(&02)、氧氮化鋯(ZrON)、硅酸 鋯(ZrSiO)、氧氮化鋯硅(ZrSiON)、氧化鉿鋯(Hf^rO2)、氧氮化鉿鋯(HfZrON)、硅酸鉿鋯(HfZrSiO)、氧氮化鉿鋯硅(HfZrSiON)或者它們兩個以上的組合。然而，其他高k電介質(zhì)材 料可以想到并且可以使用。圖IB示意性地示出形成在高k膜102上的鋁摻雜金屬氮化碳柵電極108a。鋁摻 雜金屬氮化碳柵電極108a包含形成在高k膜102上的金屬氮化碳膜10 和吸附在金屬氮 化碳膜10 上的鋁前驅(qū)物的原子層106a。金屬氮化碳膜10 通過在沒有等離子體的條件 下將高k膜102暴露于在高k膜102上熱分解的金屬氮化碳前驅(qū)物而沉積。在暴露于金屬 氮化碳前驅(qū)物之后，在沒有等離子體的條件下將金屬氮化碳膜10 暴露于鋁前驅(qū)物以在 金屬氮化碳膜10 上形成原子層106a。原子層106a包括部分分解的鋁前驅(qū)物。在一個示 例中，鋁前驅(qū)物包含三甲基鋁(AlMe3、Al (CH3)3、TMA)，并且可以想到原子層106a可以包括 AlMex0根據(jù)本發(fā)明的實施例，在形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極108a的過程中，襯底100 維持在高于金屬氮化碳前驅(qū)物的熱分解溫度并低于鋁前驅(qū)物的熱分解溫度的溫度下。這允 許金屬氮化碳膜10 的熱化學(xué)氣相沉積(CVD)，其中金屬氮化碳膜10 的厚度與到金屬氮 化碳前驅(qū)物的暴露的長度成比例。相反，一旦在金屬氮化碳膜10 上實現(xiàn)鋁前驅(qū)物的約一 個原子層106a的自限制飽和度或者更小，金屬氮化碳膜10 到鋁前驅(qū)物的暴露不取決于 暴露的長度。金屬氮化碳前驅(qū)物和鋁前驅(qū)物的熱分解溫度可以分別如圖4和圖5所示通過 實驗確定。交替暴露到金屬氮化碳前驅(qū)物和鋁前驅(qū)物可以重復(fù)任何次數(shù)。圖IC示意性地示 出在交替暴露于金屬氮化碳前驅(qū)物和鋁前驅(qū)物分別達(dá)到總計η次以分別形成金屬氮化碳 膜104a、104b、104c、. · ·、10 和原子層106a、106b、106c、. · ·、106n之后的鋁摻雜金屬氮化 碳柵電極108η。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋁摻雜金屬氮化碳柵電極108η能包含2至40 層之間的金屬氮化碳膜，或者5到20層之間的金屬氮化碳膜。鋁摻雜金屬氮化碳柵電極中
的鋁含量可以通過控制每個金屬氮化碳膜104a、104b.....104η的厚度來選擇。鋁摻雜金
屬氮化碳柵電極108η可以退火，以便進(jìn)一步使金屬氮化碳膜和鋁混合并形成具有期望電 性能和材料性能的無定形鋁摻雜金屬氮化碳柵電極108η。在一個示例中，鋁摻雜金屬氮化 碳柵電極108η可以在300度和500度之間的溫度下退火。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋁的量可以通過鋁摻雜金屬氮化碳柵電極108η的厚
度而變化。例如，通過依次減小每個金屬氮化碳膜l(Ma、104b、l(Mc.....104η的厚度，鋁的
量可以隨著鋁摻雜鉭氮化碳柵電極108η的厚度而逐漸地增大或者減小。在一些實施例中， 鋁摻雜金屬氮化碳柵電極108η的鋁濃度是至少5 (在一些實施例中至少10、15、20、25、30、 35、40、45或者甚至至少50)原子百分比的鋁。大量鉭和鈦氮化碳前驅(qū)物可以用于沉積鉭氮化碳膜和鈦氮化碳膜。鉭氮化碳前 驅(qū)物可以包含Ta、C和N，但是附加的氮源氣體(例如，NH3)可以加入為附加的氮源。包 含“Ta-N”分子內(nèi)鍵的鉭氮化碳前驅(qū)物的代表性示例包括Ta (NME2) 3 (NCMe2Et) (TA1MATA)、 Ta (NEt2) 5 (PDEAT)、Ta (NMe2) 5 (PDMAT)、Ta (NetMe) 5 (PEMAT)、(tBuN) Ta (NMe2) 3 (TBTDMT)、 (tBuN) Ta (NEt2) 3 (TBTDET)、(tBuN) Ta (NetMe) 3 (TBTEMT)和(iPrN) Ta (NEt2) 3 (IPTDET)。類 似地，鈦氮化碳前驅(qū)物可以包含Ti、C和N，但是附加的氮源氣體(例如，NH3)可以加入為附 加的氮源。包含“Ti-N”分子內(nèi)鍵的鈦氮化碳前驅(qū)物的代表性示例包括Ti (NEt2)4(TDEAT)、 Ti (NMeEt) 4 (TEMAT)和 Ti (NMe2) 4 (TDMAT)。
本發(fā)明的實施例可以使用多種鋁前驅(qū)物。例如，許多鋁前驅(qū)物具有以下分子式AlL1L2L3Dx其中，L1、L2、L3是各個陰離子配體，并且D是中性供體配體，其中χ可以是0、1或 者2。每個L\L2、L3配體可以分別從烷氧化物、鹵化物、芳氧化物、酰胺、環(huán)戊二烯、烷基、硅 烷基、咪、β-二酮、酮亞胺、硅烷化物和羧酸鹽的組中分別選擇。D配體可以從醚、呋喃、吡 啶、吡咯、批咯烷、酰胺、冠醚、甘醇二甲醚和腈組成的組中選擇。鋁前驅(qū)物的其他示例包括AlMe3、A1K3、AlI\fe2H、[Al(OsBu) 3]4、 Al ^H3C0CHC0CH3) 3、A1C13、AlBr3, Al 13、Al (OiPr) 3、[Al (NMe2) 3] 2、Al (iBu) 2C1、Al (iBu) 3、 Al (iBu) 2H、AlEt2Cl、Et3Al2 (Osbu) 3、Al (THD) 3、H3AlNMe3^ H2AlEt3^ H3AlNMe2Et H3AlMeEt2。圖2A-2D是用于根據(jù)本發(fā)明實施例在處理室中的襯底上沉積鋁摻雜鉭氮化碳膜 的示意氣體流程圖。不同的流程圖可以用來沉積具有不同元素成分的鋁摻雜鉭氮化碳膜或 者鋁摻雜鈦氮化碳膜。TBTEMT、NH3和TMA用來圖示實施例，但是也可以使用其他鉭或者鈦 氮化碳前驅(qū)物、附加氮源氣體和鋁前驅(qū)物。圖2A示意性地示出交替地暴露TBTEMT氣體脈 沖202和TMA氣體脈沖204，并以[TBTEMT — TMA]沉積循環(huán)表示。盡管在圖2A-圖2D中未 示出，諸如氬(Ar)的凈化氣體可以用來連續(xù)地凈化處理室或者在反應(yīng)氣體的氣體脈沖(例 如，TBTEMT、TMA或者NH3)之間凈化處理室。圖2B示意性地示出TBTEMT氣體脈沖212和NH3氣體脈沖216的重疊暴露，之后 是TMA氣體脈沖214。該暴露順序表示為[(TBTEMT+NH3) - TMA]沉積循環(huán)。圖2C示意性地示出TBTEMT氣體脈沖222和NH3氣體脈沖226的重疊 暴露，之后是TMA氣體脈沖2M和附加的NH3氣體脈沖226’。該暴露順序表示為 [(TBTEMT+NH3) — TMA — NH3]沉積循環(huán)。盡管氣體脈沖226’和2 示出為單獨的氣體循 環(huán)，它們也可以組合成單一 NH3氣體脈沖。圖2D示意性地示出TBTEMT氣體脈沖232和NH3氣體脈沖236的重疊暴露，之后 依次是第二 TBTEMT氣體脈沖232”、TMA氣體脈沖234和第三TBTEMT氣體脈沖232，。該暴 露順序表示為[(TBTENT+NH3) — TBTEMT — TMA — TBTEMT]沉積循環(huán)。盡管氣體脈沖232，、 232和232”示出為單獨的氣體脈沖，但是兩個以上氣體脈沖可以組合成單個TBTEMT氣體脈 沖。在圖2A-2D中，不同的沉積循環(huán)可以重復(fù)任何次數(shù)，直到鋁摻雜鉭氮化碳柵電極 具有期望的厚度。圖3A-3D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的含有鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的柵極疊層 的示意截面視圖。圖3A示意性地示出了含有形成在其上的高k膜302和形成在高k膜302 上的鋁摻雜金屬氮化碳柵電極304的襯底300。鋁摻雜金屬氮化碳柵電極320使用圖2A 所示的[TBTEMT — TMA]沉積循環(huán)形成。圖示出了包含使用[TBTEMT — TMA]沉積循環(huán) 形成在高k膜302上的鋁摻雜金屬氮化碳柵電極308和使用(TBTEMT+NH3)暴露形成在鋁 摻雜金屬氮化碳柵電極308上的金屬氮化碳膜310的混合鋁摻雜金屬氮化碳柵電極320。 圖3C示出了包含使用(TBTEMT+NH3)暴露形成在高k膜302上的金屬氮化碳膜310和使用 [TBTEMT — TMA]沉積循環(huán)形成在金屬氮化碳膜310上的鋁摻雜金屬氮化碳柵電極308的 另一混合鋁摻雜金屬氮化碳柵電極322。圖3D示出了又一混合鋁摻雜金屬氮化碳柵電極 324。混合鋁摻雜金屬氮化碳柵電極3M類似于圖3C所示的混合鋁摻雜金屬氮化碳柵電極322，但是還包含使用(TBTEMT+NH3)暴露形成在鋁摻雜金屬氮化碳柵電極308上的第二金 屬氮化碳膜312。還參照圖3A-3D，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，可以使用圖2B所示的 [(TBTEMT+NH3) — TMA]沉積循環(huán)、圖 2C 所示的[(TBTEMT+NH3) — TMA — NH3]或者圖 2D 所 示的[(TBTEMT+NH3) — TBTEMT — TMA — TBTEMT]沉積循環(huán)來形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電 極 304 和 308。圖4示出使用TBTEMT前驅(qū)物沉積在襯底上的鉭氮化碳膜的實驗數(shù)據(jù)。在不使用 等離子體的情況下來熱沉積鉭氮化碳膜。跡線401示出了使用TBTEMT氣體脈沖和NH3氣體 脈沖的交替暴露而沉積的鉭氮化碳膜的結(jié)果。原子層沉積(ALD)窗口在約300攝氏度以下 識別，其中每個TBTEMT氣體脈沖和NH3氣體脈沖導(dǎo)致飽和的表面反應(yīng)，并且鉭氮化碳膜厚 度僅僅微弱地取決于襯底溫度。在約300攝氏度以上，觀察到化學(xué)氣相沉積(CVD)階段，其 中TBTEMT氣體暴露導(dǎo)致連續(xù)的膜沉積，并且膜生長速率強烈地取決于襯底溫度。跡線402 示出了鉭氮化碳膜生長速率作為用于連續(xù)地暴露到包含TGTEMT前驅(qū)物氣體(不是NH3氣 體)的處理氣體的襯底溫度的函數(shù)。跡線403示出了鉭氮化碳膜生長速率作為用于連續(xù)地 暴露到包含TGTEMT前驅(qū)物氣體和NH3氣體的處理氣體的襯底溫度的函數(shù)。跡線402和403 示出了在大于約300度的襯底溫度下通過TGTEMT前驅(qū)物熱分解可形成鉭氮化碳膜，其具有 約13-15nm/min的由進(jìn)料速率限制的生長速率。圖5示出了鋁摻雜鉭氮化碳膜中的鋁濃度作為襯底溫度的函數(shù)的實驗數(shù)據(jù)。通過 X射線熒光(XRF)光譜測量鋁含量。參照圖2A中的氣體流程和圖5中的跡線501，使用32 個[TBTEMT — TMA]沉積循環(huán)來沉積鋁摻雜鉭氮化碳膜。參照圖2C中的氣體流程和圖5中 的跡線502，使用32個[(TBTEMT+NH3) — TMA — NH3]沉積循環(huán)來沉積鋁摻雜鉭氮化碳膜。 在跡線501和502，每沉積循環(huán)的平均鉭氮化碳厚度約為0. 4nm,并且每個TMA氣體脈沖持 續(xù)時間為3秒。跡線501和502示出在約500攝氏度以下暴露的TMA導(dǎo)致飽和表面反應(yīng)和 鋁原子層的形成，而在約500攝氏度以上暴露的TMA導(dǎo)致在襯底上的TMA熱致自分解。圖6示出了鋁摻雜鉭氮化碳膜中的鋁濃度作為TMA脈沖的總次數(shù)的函數(shù)的 實驗數(shù)據(jù)。襯底溫度為450攝氏度和500攝氏度，并且每個鋁摻雜碳氮化碳膜的總 厚度約為lOnm。圖6還示出在每個沉積循環(huán)中沉積的鋁摻雜鉭氮化碳膜的厚度。通 過XRF光譜測量鋁濃度，并且鋁濃度的范圍從約4原子％到大于約35原子％。鋁濃 度通過選擇在每個沉積循環(huán)中沉積的不同的鉭氮化碳膜厚度而變化。例如，當(dāng)使用 總計 5 個 TMA 氣體脈沖時，[(TBTEMT+NH3) — TMA]，[ (TBTEMT+NH3) — TMA — NH3]和 [(TBTEMT+NH3) — TBTEMT — TMA — TBTEMT]沉積循環(huán)導(dǎo)致約8原子％的鋁濃度，當(dāng)使用總 計10個TMA氣體脈沖時，導(dǎo)致約15原子％的鋁濃度。在另一示例中，當(dāng)使用總計5個TMA 氣體脈沖時，[TBTEMT — TMA]沉積循環(huán)導(dǎo)致約4原子％的鋁濃度，當(dāng)使用總計約10個TMA 氣體脈沖時導(dǎo)致約7%的鋁濃度。因而，與沒有NH3氣體情況下的TBTEMT氣體的暴露相比， 當(dāng)使用TBTEMT氣體和NH3氣體的共同暴露時，鋁濃度約為兩倍高?？傊ㄟ^調(diào)節(jié)在每個 循環(huán)中沉積的鉭氮化碳膜的厚度和TBTEMT氣體和NH3氣體的共同暴露，可以在寬的范圍內(nèi) 調(diào)節(jié)鋁摻雜鉭氮化碳膜中的鋁濃度。圖7示出了鉭氮化碳膜和鋁摻雜鉭氮化碳膜的組成與處理條件的函數(shù)關(guān)系。使用 TBTEMT鉭前驅(qū)物和TMA鋁前驅(qū)物。實驗數(shù)據(jù)示出由于從吸附在襯底表面上的TMA前驅(qū)物的甲基團去除減小，AlTaCN膜比TaCN膜具有更高的C濃度。此外，與[TBTEMT]暴露相比， [(TBTEMT+NH3)]沉積循環(huán)導(dǎo)致增大的N膜濃度和減小的C濃度。此外，與[(TBTEMT — TMA)] 沉積循環(huán)相比，[(TBTEMT+NH3) — TMA — NH3]沉積循環(huán)導(dǎo)致增大的Al濃度和增大的N膜含 量和減小的C膜含量，這是由于NH3與吸附的TMA前驅(qū)物的反應(yīng)而形成A1N。在膜沉積之后 由于空氣暴露，氧結(jié)合到膜中。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例用于形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的處理系統(tǒng) 的示意圖。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于認(rèn)識到處理系統(tǒng)1能用來執(zhí)行各種沉積處理，包 括熱CVD。沉積系統(tǒng)1包括具有襯底保持器20的處理室10，襯底保持器20構(gòu)造成支撐其 上形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的襯底25。處理室10還包含連接到第一處理材料供應(yīng)系 統(tǒng)40、第二處理材料供應(yīng)系統(tǒng)42、第三處理材料供應(yīng)系統(tǒng)44和凈化氣體供應(yīng)系統(tǒng)46的上 組件30 (例如，噴頭)。此外，處理系統(tǒng)1包括連接到襯底保持器20并構(gòu)造成提高和控制襯 底25的溫度的襯底溫度控制系統(tǒng)60。處理系統(tǒng)1可以構(gòu)造成處理200mm襯底、300mm襯底或者更大尺寸的襯底。實際 上，可以想到，沉積系統(tǒng)可以構(gòu)造成處理襯底、晶片或者平板顯示器，而不管它們的尺寸如 何，這些對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員都是可以理解的。因而，盡管結(jié)合半導(dǎo)體襯底的處理描述本 發(fā)明的各方面，但是本發(fā)明不僅僅限于此。第一處理材料供應(yīng)系統(tǒng)40、第二處理材料供應(yīng)系統(tǒng)42和第三處理材料供應(yīng)系統(tǒng) 44構(gòu)造成同時或者交替地將第一、第二和第三處理材料引入處理室10中。交替引入第一、 第二和第三處理材料可以循環(huán)，或者引入第一、第二和第三處理材料之間的時間段可變而 非循環(huán)。第一處理材料可包含鉭氮化碳前驅(qū)物、鈦氮化碳前驅(qū)物或者兩者。例如，鉭或者鈦 氮化碳前驅(qū)物可以作為固相、液相或者氣相，并且可以在使用或者不使用載體氣體(例如， 惰性氣體或者N2)的情況下以氣相輸送到處理室10。第二處理材料例如可以包括附加氮源 氣體，并且可以在使用或者不使用載體氣體的情況下輸送到處理室10。第二處理材料可以 包含NH3、NH(CH3)2、N2H4或者N2H3CH3或者它們兩個以上的組合。第三處理材料供應(yīng)系統(tǒng)44 可以構(gòu)造成引入包含鋁前驅(qū)物的第三處理材料。鉭氮化碳前驅(qū)物、鈦氮化碳前驅(qū)物和鋁前 驅(qū)物的例子如上所述。此外，凈化氣體供應(yīng)系統(tǒng)46能構(gòu)造成將凈化氣體引入處理室10。例如，引入凈化 氣體可以分別在將第一處理材料和第二處理材料引入處理室10之間發(fā)生，或者在將第二 處理材料引入處理室10之后發(fā)生。凈化氣體可以包括惰性氣體，諸如惰性氣體(例如，氦、 氖、氬、氙、氪)、n2或者H2。還參照圖8，處理系統(tǒng)1包括連接到襯底保持器20并構(gòu)造成提高和控制襯底25的 溫度的襯底溫度控制系統(tǒng)60。襯底溫度控制系統(tǒng)60包括溫度控制元件，諸如包括再循環(huán)冷 卻劑流路的冷卻系統(tǒng)，其從襯底保持器20接收熱，并將熱傳遞到熱交換系統(tǒng)(未示出)，或 者加熱時，傳遞來自熱交換系統(tǒng)的熱。此外，溫度控制元件可以包括加熱/冷卻元件，諸如 電阻加熱元件，或者熱電加熱器/冷卻器，加熱/冷卻元件能包括在襯底保持器20以及處 理室10的室壁和處理系統(tǒng)1內(nèi)的任何其他部件中。為了改善襯底25和襯底保持器20之間的熱傳遞，襯底保持器20能包括機械夾持 系統(tǒng)或者電夾持系統(tǒng)(諸如靜電夾持系統(tǒng))以將襯底25附于襯底保持器20的上表面。此 外，襯底保持器20還能包括襯底背側(cè)氣體輸送系統(tǒng)，其構(gòu)造成將氣體引入襯底25的背側(cè)以便改善襯底25和襯底保持器20之間的氣體-間隙熱傳導(dǎo)。當(dāng)在升高的溫度或者降低的溫 度下要求襯底25的溫度控制時，可以使用該系統(tǒng)。例如，襯底背側(cè)氣體系統(tǒng)可以包括兩區(qū) 域氣體分配系統(tǒng)，其中，在襯底25的中心和邊緣之間能獨立地改變氦氣間隙壓力。此外，處理室10還通過導(dǎo)管38連接到包括真空泵送系統(tǒng)34和閥36的壓力控制 系統(tǒng)32，其中，壓力控制系統(tǒng)32構(gòu)造成將處理室10可控地抽空到適于在襯底25上形成薄 膜和適于第一、第二和第三處理材料的使用的壓力。真空泵送系統(tǒng)34可包括泵送速度高達(dá) 約每秒5000升(或者更大)的透平分子真空泵(TMP)或者低溫泵，并且閥36可包括用于 對室壓力進(jìn)行節(jié)流的門閥。此外，用于監(jiān)視室壓力的裝置(未示出)可連接到處理室10。 壓力測量裝置例如可以是電容壓力計。處理系統(tǒng)1包括可用來構(gòu)造處理系統(tǒng)1的任何數(shù)量的處理元件的控制器70，并且 控制器70能收集、提供、處理、存儲和顯示來自處理元件的數(shù)據(jù)?？刂破?0能包括一定數(shù) 量的用于控制一個或者多個處理元件的應(yīng)用。例如，控制器70可包括圖形用戶界面(GUI) 部件(未示出)，其能容易地使用使用戶能監(jiān)視和/或者控制一個或者多個處理元件的界 面。可選地或者附加地，控制器70能連接到一個或者多個附加控制器/計算機(未示出)， 并且控制器70能從附加控制器/計算機獲得設(shè)置和/或者構(gòu)造信息。控制器70能包括微處理器、存儲器和數(shù)字I/O端口，該數(shù)字I/O端口能產(chǎn)生足以 通信和激活處理系統(tǒng)1的處理元件的輸入以及監(jiān)視來自處理系統(tǒng)1的輸出的控制電壓。例 如，存儲在存儲器中的程序可以用來根據(jù)處理配方激活到處理系統(tǒng)1的上述部件的輸入以 為了執(zhí)行蝕刻處理或者沉積處理?？刂破?0可以實施為通用計算機系統(tǒng)，其響應(yīng)于執(zhí)行包含在存儲器中的一個或 者多個指令的一個或者多個指令序列的處理器來執(zhí)行本發(fā)明的實施例的基于微處理器的 處理步驟的一部分或者全部。這樣的指令可以從其他計算機可讀介質(zhì)(諸如硬盤或者可拆 裝介質(zhì)驅(qū)動器)讀入控制器存儲器中。多處理器布置中的一個或者多個處理器還可以用作 控制器微處理器以執(zhí)行包含在主存儲器中的指令序列。在可替換的實施例中，硬件電路可 以用來代替軟件指令或者與軟件指令結(jié)合。因而，實施例不限于硬件電路和軟件的任何具 體組合。控制器70至少包括計算機可讀介質(zhì)或者存儲器，諸如控制器存儲器，用于保持根 據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而編程的指令并用于包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表格、記錄或者實施本發(fā)明所需的其 他數(shù)據(jù)。計算機可讀介質(zhì)的示例是⑶、硬盤、軟盤、磁帶、磁光盤、PR0M(EPR0M、EEPROM、閃 EPR0M)、DRAM、SRAM、SDRAM或者其他任何磁介質(zhì)、光盤(例如，CD-ROM)或者任何其他光學(xué) 介質(zhì)、打孔卡、紙帶或者其他具有孔的圖案、載波(下文描述)的物理介質(zhì)、或者計算機能讀 取的任何其他介質(zhì)。存儲在計算機可讀介質(zhì)中任一者或者組合上，本發(fā)明包括用于控制控制器70、用 于驅(qū)動用于實施本發(fā)明實施例的一個或者多個裝置和/或者用于使控制器能與使用者相 互作用的軟件。這樣的軟件可包括但不限于裝置驅(qū)動器、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具和應(yīng)用軟件。 這樣的計算機可讀介質(zhì)還包括用于執(zhí)行在實施本發(fā)明實施例中執(zhí)行的處理的全部或者一 部分(如果處理是分布式的)的本發(fā)明的計算機程序產(chǎn)品。本發(fā)明的計算機代碼裝置可以是任何可編譯或者可執(zhí)行代碼機構(gòu)，包括但不限于 腳本、可編譯程序、動態(tài)連接庫(DLL)、Java類和完全可執(zhí)行程序。此外，本發(fā)明的處理的一部分可以為了更好的性能、可靠性和/或者成本而進(jìn)行分布式處理。此處使用的術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”是指參與向用于執(zhí)行的控制器70的處理器提 供指令的任何介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可以采取任何形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失 性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)例如包括光學(xué)磁盤和磁光盤，諸如硬盤或者可拆裝介質(zhì) 驅(qū)動器。易失性介質(zhì)包括動態(tài)存儲器，諸如主存儲器。此外，計算機可讀介質(zhì)的各種形式可 以參與用于執(zhí)行的控制器的處理器的一個或者多個指令的一個或者多個指令序列的執(zhí)行 中。例如，指令可初始地在遠(yuǎn)程計算機的磁盤上執(zhí)行。遠(yuǎn)程計算機可將用于實施本發(fā)明的 全部或者一部分的指令遠(yuǎn)程裝載到動態(tài)存儲器并通過網(wǎng)絡(luò)將指令發(fā)送到控制器70?？刂破?0可以相對于處理系統(tǒng)1本地地定位，或者可以相對于處理系統(tǒng)1遠(yuǎn)程定 位。例如，控制器70可以使用直接連接、企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和無線連接中的至少一者 與處理系統(tǒng)1交換數(shù)據(jù)?？刂破?0可例如在客戶端(即，裝置制造商等)連接到企業(yè)內(nèi)部 互聯(lián)網(wǎng)，或者可以在供應(yīng)商端(即，設(shè)備制造商)連接到企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)。附加地，例如，另 一計算機(即，控制器、服務(wù)器等)可例如訪問控制器70以經(jīng)由直接連接、企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng) 和互聯(lián)網(wǎng)中的至少一者交換數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，控制器70可以與處理系統(tǒng) 1經(jīng)由無線連接交換數(shù)據(jù)。已經(jīng)描述了用于形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極的多個實施例。為了圖示和描述的 目的，已經(jīng)呈現(xiàn)本發(fā)明的實施例的前述描述。但是并不想要將本發(fā)明唯一性地限制到所公 開的精確形式。此描述和隨后的權(quán)利要求包括用于僅僅描述目的而不能理解為限制的術(shù) 語。例如，此處使用(包括在權(quán)利要求中)的術(shù)語“上”并不要求在第二膜“上”的第一膜 直接在第二膜上并與第二膜緊緊接觸，除非另有說明；可以在第一膜和第一膜上的第二膜 之間可以有第三膜或者其他結(jié)構(gòu)。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解到鑒于以上教導(dǎo)可以進(jìn)行各種修改和變化。本 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到各種等同組合和對附圖所示的各種部件的替換。因而，本發(fā) 明的范圍意在不受詳細(xì)描述的限制，而是由權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括提供其上包含電介質(zhì)層的襯底；以及通過下述步驟在沒有等離子體的情況下在所述電介質(zhì)層上形成鋁摻雜金屬氮化碳柵 電極通過將所述襯底暴露到金屬氮化碳前驅(qū)物的氣體脈沖來沉積金屬氮化碳膜，所述金屬 氮化碳前驅(qū)物包括鉭、鈦或者其組合，通過將所述襯底暴露到鋁前驅(qū)物的氣體脈沖來將所述鋁前驅(qū)物的原子層吸附在所述 金屬氮化碳膜上，其中在所述沉積和吸附過程中，所述襯底維持在高于所述金屬氮化碳前 驅(qū)物的熱分解溫度且低于所述鋁前驅(qū)物的熱分解溫度的溫度，并且以期望的次數(shù)重復(fù)所述沉積和吸附。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述沉積和吸附?jīng)]有時間上的重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在不將所述襯底暴露到包含附加氮源氣體的氣 體脈沖的情況下執(zhí)行沉積所述金屬氮化碳膜的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括在沉積所述金屬氮化碳膜之前在所述電介質(zhì)層上沉積第一附加金屬氮化碳膜，并且/ 或者，在所述鋁摻雜金屬氮化碳柵電極上沉積第二附加金屬氮化碳膜，其中，沉積所述第一 和/或者第二附加金屬氮化碳膜包括將所述襯底暴露到附加金屬氮化碳前驅(qū)物和附加氮 源氣體的氣體脈沖，所述附加金屬氮化碳前驅(qū)物包括鉭、鈦或者其組合，并且所述附加氮源 氣體包括 NH3> NH (CH3) 2、N2H4 或者 N2H3CH30
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，沉積所述金屬氮化碳膜還包括將所述襯底暴露 到包含附加氮源氣體的氣體脈沖，所述氣體脈沖與所述金屬氮化碳前驅(qū)物的氣體脈沖至少 具有部分時間重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，包含所述附加氮源氣體的所述氣體脈沖包括 NH3> NH (CH3) 2、N2H4 或者 RH3CH3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述形成步驟還包括將所述襯底暴露到所述附 加氮源氣體的第二氣體脈沖，其中，所述附加氮源氣體的所述第二氣體脈沖與所述金屬氮 化碳前驅(qū)物的氣體脈沖或者與所述鋁前驅(qū)物的氣體脈沖不具有重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，沉積所述金屬氮化碳膜還包括將所述襯底暴露 到所述金屬氮化碳前驅(qū)物的附加氣體脈沖，所述附加氣體脈沖與所述金屬氮化碳前驅(qū)物的 氣體脈沖或者所述鋁前驅(qū)物的氣體脈沖不具有重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括在所述鋁摻雜金屬氮化碳柵電極上沉積附加金屬氮化碳膜，其中，沉積所述附加金屬 氮化碳膜包括將所述襯底暴露到附加金屬氮化碳前驅(qū)物和附加氮源氣體的氣體脈沖，所述 附加金屬氮化碳前驅(qū)物包括鉭、鈦或者其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬氮化碳前驅(qū)物包括具有Ta-N分子內(nèi)鍵 的鉭氮化碳前驅(qū)物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述鉭氮化碳前驅(qū)物包括Ta(NMe2) 3 (NCMe2Et) (TA1MATA)、Ta (NEt2) 5 (PDEAT)、Ta (NMe2) 5 (PDMAT)、Ta (NEtMe) 5 (PEMAT)、(tBuN) Ta (匪3 (TBTDMT)、(tBuN) Ta (NEt2) 3 (TBTDET)、(tBuN) Ta (NEtMe) 3 (TBTEMT)或者(iPrN)Ta (NEt2)3(IPTDET)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬氮化碳前驅(qū)物包括具有Ti-N分子內(nèi)鍵 的鈦氮化碳前驅(qū)物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述鈦氮化碳前驅(qū)物包括Ti(NEt2)4 (TDEAT)、 Ti (NMeEt) 4 (TEMAT)或者 Ti (NMe2) 4 (TDMAT)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鋁前驅(qū)物包括AlMe3,AlEt3^ AlMe2H, [Al (OsBu) 3]4、A1(CH3C0CHC0CH3)3、A1C13、Α1Βγ3> Α1Ι3、Al (OiPr) 3、[Al (NMe2) 3]2、Al (iBu2) Cl、Al (iBu) 3、Al (iBu) 2H、AlEt2Cl、Et3Al2 (OsBu) 3、Al (THD) 3、H3AlNMe3^ H3AlNEt3、H3AlNMe3^ H3AlNEt3、H3AlWe^t 或者 H3AlMeEt2。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鋁摻雜金屬氮化碳柵電極包括5原子％和 50原子％之間的鋁。
16.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括提供其上包含高k膜的襯底；以及在沒有等離子體的情況下在所述電介質(zhì)層上形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極所述形成 包括通過將所述襯底暴露到金屬氮化碳前驅(qū)物的氣體脈沖并將所述襯底暴露到包含附加 氮源氣體的氣體脈沖來沉積金屬氮化碳膜，所述附加氮源氣體的氣體脈沖至少具有與所述 金屬氮化碳前驅(qū)物的氣體脈沖部分時間重疊，所述金屬氮化碳前驅(qū)物包括具有Ta-N分子 內(nèi)鍵的鉭氮化碳前驅(qū)物或者具有Ti-N分子內(nèi)鍵的鈦氮化碳前驅(qū)物，通過將所述襯底暴露到鋁前驅(qū)物的氣體脈沖來將所述鋁前驅(qū)物的原子層吸附在所述 金屬氮化碳膜上，其中，所述沉積和吸附不具有時間重疊，并且在所述沉積和吸附過程中， 所述襯底維持在高于所述金屬氮化碳前驅(qū)物的熱分解溫度且低于所述鋁前驅(qū)物的熱分解 溫度的溫度下，并且以期望的次數(shù)重復(fù)所述沉積和吸附。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，包含所述附加氮源氣體的所述氣體脈沖包括 NH3> NH (CH3) 2、N2H4 或者 RH3CH3。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述鉭氮化碳前驅(qū)物包括Ta(^e2)3(NCMe2Et) (TA1MATA)、Ta (NEt2) 5 (PDEAT)、Ta (NMe2) 5 (PDMAT)、Ta (NEtMe) 5 (PEMAT)、(tBuN) Ta (匪3 (TBTDMT)、(tBuN) Ta (NEt2) 3 (TBTDET)、(tBuN) Ta (NEtMe) 3 (TBTEMT)或者(iPrN) Ta (NEt2) 3 (IPTDET)，所述鈦氮化碳前驅(qū)物包括 Ti (NEt2) 4 (TDEAT)、Ti (^eEt) 4 (TEMAT) 或者 Ti (NMe2) 4 (TDMAT)，并且所述鋁前驅(qū)物包括 AlMe3、AlEt3> AlMe2H, [Al (OsBu) 3] 4、 Al ^H3C0CHC0CH3) 3、A1C13、Α1Βγ3> Al 13、Al (OiPr) 3、[Al (NMe2) 3] 2、Al (iBu2) Cl、Al (iBu) 3、 Al(iBu)2H、AlEt2Cl、Et3Al2 (OsBu) 3、Al (THD) 3、H3AlNMe3^ H3AlNEt3^ H3AlNMe2Et 或者 H3AlMeEt2。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述鋁摻雜金屬氮化碳柵電極包括5原子％和 50原子％之間鋁。
20.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括提供其上包含高k膜的襯底；以及在沒有等離子體的情況下在所述電介質(zhì)層上形成鋁摻雜金屬氮化碳柵電極所述形成包括通過將所述襯底暴露到(tBuN) Ta (NetMe) 3 (TBTEMT)前驅(qū)物的氣體脈沖來沉積鉭氮化 碳膜，通過將所述襯底暴露到Alife3前驅(qū)物的氣體脈沖來將所述AlMe3前驅(qū)物的原子層吸附 在所述鉭氮化碳膜上，其中，在所述沉積和吸附過程中，所述襯底維持在高于所述(tBuN) Ta(NetMe)3(TBTEMT)前驅(qū)物的熱分解溫度且低于所述AlMe3前驅(qū)物的熱分解溫度的溫度 下，并且以期望的次數(shù)重復(fù)所述沉積和吸附，其中，所述鋁摻雜金屬氮化碳柵電極包括5原 子％和50原子％之間的鋁。
全文摘要
本申請描述了一種用于形成用于半導(dǎo)體器件的鋁摻雜金屬(鉭或者鈦)氮化碳柵電極的方法。該方法包括提供其上包含電介質(zhì)層的襯底，并且在沒有等離子體的情況下在電介質(zhì)層上形成柵電極。通過沉積金屬氮化碳膜并且將鋁前驅(qū)物的原子層吸附在金屬氮化碳膜上來形成柵極。沉積和吸附的步驟可以重復(fù)期望的次數(shù)，直到鋁摻雜金屬氮化碳柵電極具有期望的厚度。
文檔編號H01L29/808GK102132389SQ200980133509
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者格利特·J·萊烏辛克, 長谷川利夫 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社