[发明专利]用于对3-D IC晶体管的鳍形沟道区进行掺杂的覆盖ALD膜

权利要求书

1.一种在半导体衬底上对部分制成的晶体管的沟道区进行掺杂的方法，该方法包括：

(a)在所述半导体衬底上形成含掺杂剂膜，其中所述含掺杂剂膜的多个含掺杂剂层通过原子层沉积工艺形成，所述原子层沉积工艺包括：

(i)使含掺杂剂膜前体吸附到所述半导体衬底上，使得所述含掺杂剂膜前体在所述半导体衬底上形成吸附受限层；

(ii)从所吸附的前体周围的容积去除至少一些未被吸附的含掺杂剂膜前体；

(iii)在(ii)中的去除至少一些未被吸附的前体后，使所吸附的含掺杂剂膜前体反应，以在所述半导体衬底上形成含掺杂剂层；

(iv)在使所吸附的前体反应后，当所述含掺杂剂层周围的所述容积存在解吸的含掺杂剂膜前体和/或反应副产物时，将所述解吸的含掺杂剂膜前体和/或反应副产物从所述含掺杂剂层周围的所述容积去除；以及

(v)重复(i)至(iv)，以形成所述含掺杂剂膜的多个含掺杂剂层；

(b)形成覆盖膜，该覆盖膜包括硅氮化物材料，所述覆盖膜定位成使得形成于(a)中的所述含掺杂剂膜位于所述半导体衬底和所述覆盖膜之间；以及

(c)将掺杂剂从所述含掺杂剂膜驱动到所述沟道区内，

其中(a)还包括形成所述含掺杂剂膜的多个实质上不含所述掺杂剂层，所述实质上不含掺杂剂层中的至少一些通过原子层沉积工艺形成，所述原子层沉积工艺包括：

(vi)使无掺杂剂膜前体吸附到所述半导体衬底上，使得所述无掺杂剂膜前体在所述半导体衬底上形成吸附受限层；

(vii)从所吸附的无掺杂剂膜前体周围的容积去除未被吸附的无掺杂剂膜前体；

(ⅷ)在(ⅶ)中的去除未被吸附的无掺杂剂膜前体后，使所吸附的无掺杂剂膜前体反应，以在所述半导体衬底上形成实质上无掺杂剂层；

(ⅸ)在使所吸附的无掺杂剂膜前体反应后，当所述实质上无掺杂剂层周围的容积存在解吸的无掺杂剂膜前体或反应副产物或者解吸的无掺杂剂膜前体和反应副产物时，将解吸的无掺杂剂膜前体或反应副产物或者解吸的无掺杂剂膜前体和反应副产物从所述实质上无掺杂剂层周围的容积去除；以及

(x)重复(vi)至(ix)，以形成所述含掺杂剂膜的多个实质上无掺杂剂层；以及

其中，在(a)中：

所述含掺杂剂膜的第一富掺杂剂部分是通过在(i)至(v)中按顺序沉积所述多个含掺杂剂层形成的，其中没有插入实质上无掺杂剂层的沉积；以及

所述含掺杂剂膜的第一实质上无掺杂剂部分是通过在(vi)至(x)中按顺序沉积多个实质上无掺杂剂层形成的，其中没有插入含掺杂剂层的沉积。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

(d)在(c)之后，从所述半导体衬底去除：(i)所述含掺杂剂膜的至少一部分，或(ii)所述覆盖膜的至少一部分，或(iii)所述含掺杂剂膜的至少一部分和所述覆盖膜的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沟道区是鳍形的，并且所述含掺杂剂膜实质上与鳍形的所述沟道区的形状一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沟道区是鳍形的，并且在(c)中的所述驱动包括热退火，所述热退火增强掺杂剂从所述含掺杂剂膜至鳍形的所述沟道区的扩散。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掺杂剂是硼。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个含掺杂剂层中的至少一些包括硼硅酸盐玻璃。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述含掺杂剂膜前体是硼酸烷基酯。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述硼酸烷基酯是硼酸三甲酯。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掺杂剂是磷。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掺杂剂是砷。