[发明专利]形成铝掺杂碳氮化物栅电极的方法

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

提供其上包含电介质层的衬底；以及

通过下述步骤在没有等离子体的情况下在所述电介质层上形成铝掺杂金属氮化碳栅电极：

通过将所述衬底暴露到金属氮化碳前驱物的气体脉冲来沉积金属氮化碳膜，所述金属氮化碳前驱物包括钽、钛或者其组合，

通过将所述衬底暴露到铝前驱物的气体脉冲来将所述铝前驱物的原子层吸附在所述金属氮化碳膜上，其中在所述沉积和吸附过程中，所述衬底维持在高于所述金属氮化碳前驱物的热分解温度且低于所述铝前驱物的热分解温度的温度，并且

以期望的次数重复所述沉积和吸附。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沉积和吸附没有时间上的重叠。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在不将所述衬底暴露到包含附加氮源气体的气体脉冲的情况下执行沉积所述金属氮化碳膜的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

在沉积所述金属氮化碳膜之前在所述电介质层上沉积第一附加金属氮化碳膜，并且/或者，在所述铝掺杂金属氮化碳栅电极上沉积第二附加金属氮化碳膜，其中，沉积所述第一和/或者第二附加金属氮化碳膜包括将所述衬底暴露到附加金属氮化碳前驱物和附加氮源气体的气体脉冲，所述附加金属氮化碳前驱物包括钽、钛或者其组合，并且所述附加氮源气体包括NH₃、NH(CH₃)₂、N₂H₄或者N₂H₃CH₃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积所述金属氮化碳膜还包括将所述衬底暴露到包含附加氮源气体的气体脉冲，所述气体脉冲与所述金属氮化碳前驱物的气体脉冲至少具有部分时间重叠。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，包含所述附加氮源气体的所述气体脉冲包括NH₃、NH(CH₃)₂、N₂H₄或者N₂H₃CH₃。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述形成步骤还包括将所述衬底暴露到所述附加氮源气体的第二气体脉冲，其中，所述附加氮源气体的所述第二气体脉冲与所述金属氮化碳前驱物的气体脉冲或者与所述铝前驱物的气体脉冲不具有重叠。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，沉积所述金属氮化碳膜还包括将所述衬底暴露到所述金属氮化碳前驱物的附加气体脉冲，所述附加气体脉冲与所述金属氮化碳前驱物的气体脉冲或者所述铝前驱物的气体脉冲不具有重叠。

9.根据权利要求5所述的方法，还包括：

在所述铝掺杂金属氮化碳栅电极上沉积附加金属氮化碳膜，其中，沉积所述附加金属氮化碳膜包括将所述衬底暴露到附加金属氮化碳前驱物和附加氮源气体的气体脉冲，所述附加金属氮化碳前驱物包括钽、钛或者其组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属氮化碳前驱物包括具有Ta-N分子内键的钽氮化碳前驱物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述钽氮化碳前驱物包括Ta(NMe₂)₃(NCMe₂Et)(TAlMATA)、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)或者(iPrN)Ta(NEt₂)₃(IPTDET)。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属氮化碳前驱物包括具有Ti-N分子内键的钛氮化碳前驱物。