[发明专利]用于沉积含硼膜的含硼化合物、组合物和方法

说明书

本申请要求2015年3月31日提交的美国临时专利申请第62/140,570号和2016年3月24日提交的美国专利申请第15/079,585号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

本文描述了用于形成含硼膜或硼掺杂含硅膜的组合物和方法。更具体地，本文描述了用于在一个或多个沉积温度下形成化学计量的或非化学计量的含硼膜或材料或者硼掺杂含硅膜的化合物、以及包含所述化合物的组合物和方法。

硼化合物是例如在鳍式(fin)场效应晶体管(FinFET)的制造或半导体工业中的其它应用中需要的。迄今为止，硼前体如卤化硼(例如BCl₃)、三烷基硼烷或硼醇盐前体已被用于硼掺杂膜。

题为“Silyl-amino boron compounds”的参考文献，Burg,A.B.等，J.Am.Chem.Soc.，第72卷，第3103-3107页，描述了各种硼化合物的形成。

美国专利第8288292号和第US8479683号描述了形成氮化硼或碳氮化硼电介质的方法，其在无负载效应的情况下产生保形(conformal)层。电介质层通过含硼膜在衬底上的化学气相沉积(CVD)而形成，沉积的至少一部分在没有等离子体的情况下进行，然后将沉积的含硼膜暴露于等离子体。CVD部分主导沉积过程，在无负载效应的情况下产生保形膜。该电介质是可灰化的，可以用氢等离子体去除而不影响周围材料。该电介质具有与其他前端间隔物或硬掩模材料(例如氧化硅或氮化硅)相比低得多的湿蚀刻速率，并具有相对低的介电常数，远低于氮化硅。

美国公布第2013/052836A号描述了用于制造半导体器件的方法，所述方法包括通过交替进行规定次数的以下步骤而在衬底上形成具有规定组成和规定膜厚度的绝缘膜：将氯硅烷基源和氨基硅烷基源中的一个源供应到处理室中的衬底，然后供应另一个源，以在所述衬底上形成含有硅、氮和碳的第一层；并且将与所述源中的每一个不同的反应性气体供应到所述处理室中的所述衬底以改性所述第一层并形成第二层。

题为"Transition Metal-Catalyzed Formation of Boron-Nitrogen Bonds:Catalytic Dehydrocoupling of Amine-Borane Adducts to Form Aminoboranes and Borazines"的参考文献，J.Am.Chem.Soc.125(31):9424-9434，描述了使用后过渡金属络合物作为预催化剂、从伯或仲胺-硼烷加合物制备氨基硼烷和环硼氮烷(borazine)衍生物的方法。

美国专利第8753717号公开了用于通过在其中容纳处理目标以待真空抽吸的处理容器中供应含硼气体、氮化气体、硅烷基气体和烃气体而在处理目标的表面上形成包含硼、氮、硅和碳的薄膜的膜形成方法，其包括：第一过程，其通过进行交替地且间歇地供应一次或多次含硼气体和氮化气体的循环而形成氮化硼(BN)膜；和第二过程，其通过进行间歇地供应硅烷基气体、烃气体和氮化气体一次或多次的循环而形成碳氮化硅(SiCN)膜。

美国公布第2013/239893号描述了用于稳定膜形成设备的方法，其可以在可真空排空的处理室中在待处理的至少一个目标物体上选择性地进行含硼氮化物膜形成过程或非含硼氮化物膜形成过程，所述方法包括在含硼氮化物膜形成过程之后进行非含硼氮化物膜形成过程时，在所述含硼氮化物膜形成过程与所述非含硼氮化物膜形成过程之间，在含氧气体气氛下进行热稳定化过程以加热所述处理室的内部。

美国专利第US6815350号和第US6962876号描述了用于使用原子层沉积(ALD)工艺形成三元薄膜的方法，其包括向容纳晶片的室供应第一和第二反应性材料，所述第一和第二反应性材料被吸附到所述晶片的表面上，向所述室供应第一气体以吹扫仍然未反应的所述第一和第二反应性材料，向所述室供应第三反应性材料以引起所述第一和第二反应性材料与所述第三反应性材料之间的反应以形成薄膜单层，供应第二气体以吹扫仍然未反应的所述第三反应性材料和副产物，并且重复预定次数的用于形成薄膜单层的上述步骤以在所述晶片上形成具有预定厚度的三元薄膜。优选地，所述三元薄膜是硼氮化硅(SiBN)膜。