[发明专利]用于通过反应室中的循环沉积工艺在衬底上沉积铪镧氧化物膜的方法

说明书

公开一种用于在衬底上沉积铪镧氧化物膜的方法，其通过反应室中的循环沉积进行。所述方法可包括：利用循环沉积工艺的第一子循环在所述衬底上沉积氧化铪膜，和利用循环沉积工艺的第二子循环沉积氧化镧膜。

技术领域

本公开大体上涉及用于通过循环沉积工艺沉积铪镧氧化物膜的方法，并且涉及用于通过包括第一子循环和第二子循环的循环沉积工艺沉积铪镧氧化物膜的特定方法。

背景技术

多年来，已在用于如晶体管栅极电介质和电容器电介质的组件的半导体衬底中使用二氧化硅(SiO₂)。然而，随着电路组件的尺寸减小，SiO₂的电气性能特征导致不合需要的效应，如增加的泄漏电流。当在下一代集成电路几何结构制造中使用老一代电介质(如SiO₂)时，控制泄漏电流以维持高速和低功率性能带来了挑战。

更新的工艺，尤其使用小于65nm的制造几何结构的工艺在半导体制造中已开始包括高介电常数(“高k”)绝缘体。一些芯片制造商现依赖于高k电介质，尤其对于45nm和更小的工艺几何结构。对于实现较小的装置几何结构，同时控制泄漏和其它电气性能标准，用高k电介质替换SiO₂栅极电介质是重要的。

虽然使用高k电介质允许按比例缩小集成电路组件(如晶体管栅极电介质)，但新的性能问题因其使用而产生。举例来说，当常规栅电极与高k电介质(如HfO₂)配对时，如低产率和不良阈值电压(V_th)控制的问题必须得到解决。

已针对在高k介电应用中使用三元氧化物的益处进行研究。具体地说，与其它高k电介质(如HfO₂)相比，由铪镧氧化物(HfLaO_x)制造的膜在提供高介电常数值、降低结晶温度、提高产率和更好阈值电压(V_th)控制方面很有前景。此外，不同于其它基于Hf的非结晶材料，如HfSiO_x或HfAlO_x，HfLaO_x的电容率保留高值(20)。因此HfLaO_x电介质就电气性能标准来说是合乎需要的，但在衬底上节省时间和成本地制造HfLaO_x电介质产生了挑战。

因此，将高度期望用于在衬底上沉积高k铪镧氧化物膜的方法。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的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更详细地描述这些概念。本发明内容不打算标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不打算用于限制所要求保护的主题的范围。

在一些实施例中，提供了一种通过反应室中的循环沉积工艺在衬底上沉积铪镧氧化物膜的方法。所述方法可包含：利用循环沉积工艺的第一子循环的至少一个沉积循环在衬底上沉积氧化铪膜，其中第一子循环的一个沉积循环包含：使衬底与铪气相前体接触；和使衬底与包含水(H₂O)的第一氧化剂前体接触。所述方法还可包含：利用循环沉积工艺的第二子循环的至少一个沉积循环在衬底上沉积氧化镧膜，其中第二子循环的一个沉积循环包含：使衬底与镧气相前体接触；和使衬底与包含分子氧(O₂)的第二氧化剂前体接触。

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的和优点。当然，应当理解，未必所有这类目的或优点都可以根据本发明的任何特定实施例来实现。因此，例如，所属领域的技术人员将认识到，可以按实现或优化如本文中所教示或建议的一个优点或一组优点但不一定实现如本文中可能教示或建议的其它目的或优点的方式来实施或进行本发明。

所有这些实施例都旨在落入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根据参考附图的某些实施例的以下详细描述而变得显而易见，本发明不限于所公开的任何特定实施例。

附图说明