[发明专利]三维竖直NAND字线的金属填充过程

权利要求书

1.一种方法，其包括：

在气体供应管线中提供气体混合物，其中所述气体混合物包含乙硼烷(B₂H₆)和余量的氢气(H₂)；

将所述气体混合物从所述气体供应管线引入沉积室以到达半导体衬底的表面，其中所述半导体衬底包括具有多个水平定位的特征的竖直结构，其中所述乙硼烷分解以在所述水平定位的特征中形成硼层；并且

将所述硼层转换成所述半导体衬底中的过渡金属层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体混合物包含按体积计至少20％的乙硼烷，余量为氢气。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述气体混合物包含按体积计介于约20％至约50％之间的乙硼烷，余量为氢气。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过渡金属层包括钼、钌、钴或钨。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述硼层转换成所述过渡金属层包括使所述硼层与含钨前体反应以形成钨层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述含钨前体包括六氟化钨(WF₆)、六氯化钨(WCl₆)或六羰基钨(W(CO)₆)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述气体混合物基本上不含氮(N₂)。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述半导体衬底在所述竖直结构的侧壁中具有开口，其能通过所述开口从所述竖直结构流体性地进入。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述竖直结构是三维(3-D)竖直NAND结构。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述硼层共形地沉积在所述竖直结构的所述水平定位的特征中，所述硼层的台阶覆盖率为至少90％。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中引入所述气体混合物包括在脉冲化成核层(PNL)沉积循环中施以所述乙硼烷和所述余量的氢气的脉冲持续介于约0.1秒和约10秒之间的时间段。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，引入所述气体混合物包括：施以所述乙硼烷和所述余量的氢气的脉冲持续介于约1秒和约60秒之间的时间段。

13.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其还包括：

将所述半导体衬底暴露于还原气体，其中所述还原气体包括硅烷、乙硅烷或氢。

14.一种装置，其包括：

气体供应管线，其中所述气体供应管线容纳乙硼烷与余量的氢气的气体混合物；

沉积室，其与所述气体供应管线耦合，其中所述沉积室被配置为在所述沉积室中处理半导体衬底，所述半导体衬底包括具有多个水平定位的特征的竖直结构；和

配置有用于执行以下操作的指令的控制器：

将所述气体混合物从所述气体供应管线引入所述沉积室以到达所述半导体衬底的表面，其中，所述乙硼烷分解以在所述水平定位的特征中形成硼层；以及

将所述硼层转换成在所述半导体衬底中的过渡金属层。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述气体混合物包含按体积计至少20％的乙硼烷，余量为氢。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述气体混合物包含按体积计介于约20％和约50％之间的乙硼烷，余量为氢。