[发明专利]通过循环沉积在基材上形成掺杂金属氧化物膜的方法和相关半导体装置结构

说明书

提供了通过循环沉积在基材上形成掺杂金属氧化物膜的方法。在一些实施例中，方法可包含：使所述基材与包括金属卤化物源的第一反应物接触；使所述基材与包括氢化源的第二反应物接触；以及使所述基材与包括氧化物源的第三反应物接触。在一些实施例中，相关半导体装置结构可包含通过循环沉积工艺形成的掺杂金属氧化物膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求题为“通过循环沉积在基材上形成掺杂金属氧化物膜的方法和相关半导体装置结构(METHOD FOR FORMING DOPED METAL OXIDE FILMS ON A SUBSTRATE BYCYCLICAL DEPOSITION AND RELATED SEMICONDUCTOR DEVICE STRUCTURES)”且在2017年3月29日提交的第62/478,471号美国临时申请的权益，所述美国临时申请的内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及通过循环沉积在基材上形成掺杂金属氧化物膜的方法，且尤其是形成掺杂有硅或锗中的至少一种的金属氧化物膜的方法。本公开还涉及包含通过循环沉积形成的掺杂金属氧化物膜的半导体装置结构。

背景技术

可使用例如氧化钛膜、氧化锆膜和氧化铪膜等金属氧化物膜来制造半导体装置结构。举例来说，对于燃料电池应用，氧化钛膜可用作光催化剂膜。另外，在染料敏化和钙钛矿太阳能电池结构和应用中，氧化钛膜可用作电荷集电极。

例如氧化钛膜等金属氧化物膜的电属性和光学属性可取决于膜的晶体结构以及金属氧化物膜内的掺杂程度。可使用例如铌和钨等许多元素来实现金属氧化物膜的掺杂，并且可选择掺杂元素的性质和掺杂程度以使金属氧化物膜的属性适于特定应用。举例来说，在光电应用中，氧化钛膜可用作透明导电氧化物，但氧化钛的本征电导率大体上低于其它传统的透明导电氧化物，并且因此可能需要用特定元素进行掺杂以显著改进此类氧化钛膜的电特性。

因此，需要能够形成掺杂金属氧化物膜且尤其具有所选晶体结构和掺杂特性的掺杂金属氧化物膜的方法和半导体装置结构。

发明内容

提供此概述从而以简化形式引入一系列概念。下文在本公开的实例实施例的详细描述中进一步详细描述这些概念。此概述并不意图识别所要求的主题的关键特征或基本特征，也并非意图用于限制所要求的主题的范围。

在一些实施例中，提供一种通过循环沉积在基材上形成掺杂金属氧化物膜的方法。所述方法可包括：使基材与包括金属卤化物源的第一反应物接触；使基材与包括氢化源的第二反应物接触；以及使基材与包括氧化物源的第三反应物接触。

出于概述本发明和优于现有技术而实现的优势的目的，上文中描述了本发明的某些目标和优势。当然，应理解，未必所有这类目标或优势都可以根据本发明的任何特定实施例来实现。因此，举例来说，所属领域的技术人员将认识到，本发明可以按实现或优化如本文中教示或建议的一种优势或一组优势的方式实施或进行，而不必须获得如本文中可以教示或建议的其它目标或优势。

所有这些实施例意图在本文中所公开的本发明的范围内。对于所属领域的技术人员来说，这些和其它实施例将从参考附图的某些实施例的以下详细描述变得显而易见，本发明不受限于所公开的任何特定实施例。

附图说明

尽管本说明书以具体地指出且明显地要求本发明的实施例的权利要求结束，但是当结合附图阅读时，可以从本公开的实施例的某些实例的描述中更容易地确定本公开的实施例的优势，在附图中：

图1是展示根据本公开的实施例形成的硅掺杂氧化钛膜的x射线衍射(XRD)扫描的图式；

图2是展示根据本公开的实施例形成的硅掺杂氧化钛膜的组合式x射线光电子能谱(XPS)和二次离子质谱(SIMS)深度分布的图式。

图3是展示根据本公开的实施例形成的硅掺杂氧化钛膜的x射线衍射(XRD)扫描的图式；