[发明专利]形成硫属化合物薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种形成用于半导体装置的薄膜的方法，且更特定而言，是关于一种形成硫属化合物薄膜的方法。

背景技术

随着资讯通信产业的迅猛发展，愈加需要各种存储器装置。具体而言，携带型终端机或MP3播放器需要甚至在切断电力时亦不会删除所记录的资料的非易失性存储器装置。使用相变现象的相变随机存取存储器(phase change random access memory，PRAM)装置正作为非易失性存储器装置受到频繁研究。因此，现正研究出现相变现象的硫属化合物薄膜。同时，随着半导体装置经高度整合，需要形成在具有较大纵横比的图案中具有优良阶段式覆盖(step coverage)及优良间隙填充特性(gap-fill characteristic)的硫属化合物薄膜的方法。

可藉由溅镀(sputtering)、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)或原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)来执行形成硫属化合物薄膜的现有习知方法。当藉由溅镀形成硫属化合物薄膜时，阶段式覆盖或间隙填充特性劣化，且无法将少量碳(C)或氮(N)掺杂至硫属化合物薄膜中。另一方面，当藉由CVD形成硫属化合物薄膜时，图案的组成并未经调节。另外，当藉由ALD形成硫属化合物薄膜时，沉积速率降低至约0.3埃/循环，且生产力非常低。

发明内容

技术问题

本发明提供一种形成具有优良间隙填充特性的硫属化合物薄膜的方法。

技术解决方案

根据本发明的一态样，提供一种形成硫属化合物薄膜的方法，所述方法包括：将其中形成有图案的基板载入至反应器中；将源气体供应至基板；将第一冲洗气体供应至基板，以便冲洗供应至基板的源气体；将用于还原源气体的反应气体供应至基板；将第二冲洗气体供应至基板，以便冲洗供应至基板的反应气体；以及重复地执行包含供应源气体至供应第二冲洗气体的循环，其中源气体由选自包括锗(Ge)基气体、镓(Ga)基气体、铟(In)基气体、硒(Se)基气体、锑(Sb)基气体、碲(Te)基气体、钖(Sn)基气体、银(Ag)基气体及硫(S)基气体的族群之一或多者形成，且其中执行改变供应第一冲洗气体的时间以及调节反应器内部的压力的操作中的至少一者，使得图案内部的沉积速率大于图案上部的沉积速率。

有利效应

根据一例示性实施例，可形成具有优良间隙填充特性的硫属化合物薄膜。

附图说明

图1为示意性地绘示根据本发明的一实施例来执行形成硫属化合物薄膜的方法的薄膜沉积设备的视图。

图2为说明根据本发明的一实施例形成硫属化合物薄膜的方法的流程图。

图3示意性地说明半导体基板中所形成的图案的形状。

图4至图6示意性地说明根据本发明的实施例，在形成图2中所说明的Ge-Sb-Te化合物薄膜的方法中供应Ge基气体、Sb基气体、Te基气体、反应气体及冲洗气体的次序。

图7示意性地说明根据本发明的一实施例，在形成图2中所说明的Ge-Sb-Te化合物薄膜的方法中，源气体冲洗时间及反应器内部的压力与Ge-Sb-Te化合物薄膜的沉积速率的关系。

图8为根据本发明的一实施例，当以对应于图7的区段A的源气体冲洗时间及反应器内部的压力下，对图案进行间隙填充时图案的扫描电子显微(SEM)照片。

图9为根据本发明的一实施例，当以对应于图7的区段B的源气体冲洗时间及反应器内部的压力下，对图案进行间隙填充时图案的SEM照片。

图10为根据本发明的一实施例，当以对应于图7的区段C的源气体冲洗时间及反应器内部的压力下，对图案进行间隙填充时图案的SEM照片。

图11示意性地说明根据本发明的一实施例，当将偏压施加于反应器时，源气体冲洗时间及反应器内部的压力与Ge-Sb-Te化合物薄膜的沉积速率的关系。

图12示意性地说明根据本发明的一实施例，当藉由使用含氟(F)气体来处理半导体基板的表面时，源气体冲洗时间及反应器内部的压力与Ge-Sb-Te化合物薄膜的沉积速率的关系。

具体实施方式

现将参考展示本发明的例示性实施例的随附图式更全面地描述本发明。然而，可以许多不同形式实施本发明，且不应将本发明视为限于本文中所陈述的实施例；更确切地，提供此等实施例以使得本揭示案将详尽且完整的，且将向熟习此项技术者全面传达本发明的概念。在图式中，出于清楚起见，夸示了层及区的厚度。