[发明专利]通过循环沉积过程在衬底的电介质表面上沉积钼金属膜的方法和相关联的半导体器件结构有效

专利信息
申请号: 201811002058.4 申请日: 2018-08-30
公开(公告)号: CN109423617B 公开(公告)日: 2023-02-21
发明(设计)人: B·佐普;K·史瑞斯萨;S·斯瓦弥纳杉;朱驰宇;H·T·A·朱希拉;谢琦 申请(专利权)人: ASMIP控股有限公司
主分类号: C23C16/14 分类号: C23C16/14;C23C16/455;C23C16/02
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 乐洪咏;朱黎明
地址: 荷兰阿*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 通过 循环 沉积 过程 衬底 电介质 表面上 金属膜 方法 相关 半导体器件 结构
【权利要求书】:

1.一种通过循环沉积过程在衬底的电介质表面上沉积钼金属膜的方法,所述方法包括:

把包括电介质表面的衬底放到反应室中;

在所述电介质表面上直接沉积包含钼化合物的成核膜,其中,沉积成核膜包括重复循环沉积过程的单位沉积循环以形成厚度小于10埃的成核膜,其中,至少一个单位沉积循环包括:

使所述衬底与第一气相反应物接触,所述第一气相反应物包括钼前体;以及

使所述衬底与第二气相反应物接触,所述第二气相反应物包括氮前体、氧前体或碳前体中的至少一种,其中,氮前体包括氨、肼、三氮烷、叔丁基肼、甲基肼、二甲肼或氮等离子体中的至少一种,其中,氧前体包括水、过氧化氢、臭氧或氮的氧化物中的至少一种,氮的氧化物包括一氧化氮、一氧化二氮或二氧化氮中的至少一种,其中,碳前体包括烃;以及

在所述成核膜上直接沉积钼金属膜,其中沉积所述钼金属膜包括:

使所述衬底与包含钼卤化物前体的第一气相反应物接触;以及

使所述衬底与包含还原剂前体的第二气相反应物接触。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼化合物材料包括二元钼化合物材料。

3.根据权利要求2所述的方法,其中所述钼二元化合物材料包括氮化钼、碳化钼、氧化钼或硅化钼中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法,其中沉积所述成核膜还包括将所述衬底加热到低于600℃的衬底温度。

5.根据权利要求1所述的方法,其中沉积所述成核膜还包括将所述反应室内的压力调节到大于15托的压力。

6.根据权利要求1所述的方法,其中沉积所述钼金属膜还包括将所述衬底加热到介于400℃与700℃之间的衬底温度。

7.根据权利要求1所述的方法,其中沉积所述钼金属膜还包括在所述沉积期间将所述反应室内的压力调节到大于30托。

8.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼卤化物包括钼硫族化物卤化物。

9.根据权利要求8所述的方法,其中所述钼硫族化物卤化物包括钼卤氧化物,所述钼卤氧化物选自包括下列各项的组:氯氧化钼、碘氧化钼或溴氧化钼。

10.根据权利要求9所述的方法,其中所述氯氧化钼包括二氯二氧化钼(IV)(MoO2Cl2)。

11.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼金属膜在小于60埃的厚度下具有小于40μΩ· cm的电阻率。

12.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼金属膜是结晶膜。

13.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼金属膜具有小于2原子%的杂质浓度。

14.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼金属膜以大于90%的阶梯覆盖率沉积。

15.根据权利要求1所述的方法,其中所述钼金属膜具有小于所述钼金属膜的总厚度的5%的r.m.s.表面粗糙度(Ra)。

16.根据权利要求1所述的方法,其中所述电介质表面包括间隙特征,并且所述钼金属膜在不形成接缝的情况下填充所述间隙特征。

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