專利名稱：原子層沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原子層的沉積方法。
背景技術(shù)：
原子層沉積(ALD)涉及在通常保持負(fù)壓(低于大氣壓的壓力)的沉積室內(nèi)沉積連續(xù)多個單層到基材上。一個代表性的該方法包括將單一汽化前體供應(yīng)到沉積室中以使在室中放置的基材上有效形成第一單層。然后，第一沉積前體的流過停止，惰性吹掃氣流過室中，以便從室中有效去除所有殘留的沒有粘附到基材上的第一前體。隨后，不同于第一前體的第二汽相前體流向室中以在第一單層上或與第一單層有效形成第二單層。第二單層可以與第一單層反應(yīng)。其它前體可以形成連續(xù)多個單層，或上述過程可以重復(fù)直到在基材上形成所需的厚度和組成的層。
吹掃的目的或作用是從室中去除沒有吸附在基材上的氣體分子或未反應(yīng)的氣體或反應(yīng)副產(chǎn)物以提供一個在基材上的潔凈反應(yīng)性表面給隨后的前體。在本文獻(xiàn)的上下文中，反應(yīng)副產(chǎn)物是從流入室中的所有沉積前體的反應(yīng)生成的并且是不需要沉積在基材上的所有物質(zhì)(氣體、液體、固體或它們的混合物)。此外在本文獻(xiàn)的上下文中，中間反應(yīng)副產(chǎn)物或反應(yīng)中間副產(chǎn)物是由于前體沒有完全反應(yīng)以在基材上形成所需單層而形成的反應(yīng)副產(chǎn)物。在基材上存在很大程度的形貌差異和/或高的縱橫比特征之處，就難于從用于從室中最終去除的開口內(nèi)的深處移動未反應(yīng)氣體或反應(yīng)副產(chǎn)物。此外，某些反應(yīng)副產(chǎn)物，尤其是中間反應(yīng)副產(chǎn)物可以不是氣體并可以不完全反應(yīng)，從而在通常的短前體脈沖時間內(nèi)形成氣體反應(yīng)副產(chǎn)物。因此，用于吹掃的氣體的脈沖在從基材和室中去除該中間反應(yīng)副產(chǎn)物方面可能是沒有效的或不充足的。
例如，可認(rèn)為在使用TiCl4和NH3的鈦氮化物的原子層沉積中，所需的沉積產(chǎn)物是具有作為所需的原理氣體副產(chǎn)物的HCl氣體的TiN。也可以認(rèn)為存在即使是氣體也難于從基材的開口中去除的反應(yīng)中間副產(chǎn)物。此外，如果某些反應(yīng)中間副產(chǎn)物在HCl形成以前為固相和/或液相，則在TiN和HCl沒有完全反應(yīng)之處要完全去除副產(chǎn)物變得更加困難。
也可以認(rèn)為使用三甲基鋁(TMA)和臭氧作為交替的沉積前體的Al2O3的原子層的沉積。很明顯在該沉積中，由于臭氧在室內(nèi)的有限壽命，要獲得有效的臭氧前體的供給會是相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。具體而言，臭氧分子是氧的本質(zhì)上不穩(wěn)定、反應(yīng)性的形式，它可以迅速地分裂和/或與其它臭氧分子結(jié)合形成三個O2分子。不管如何，在臭氧供給中的所需目標(biāo)是從O3中吸收氧原子到具有作為可驅(qū)散的反應(yīng)副產(chǎn)物O2的基材表面上。當(dāng)然，在基材開口內(nèi)深處形成的O2可從其上去除，同時更多O3需要進(jìn)入開口以形成粘附在基材上的氧原子的完全單層。換句話說，形成的O2要離開而更多的O3要進(jìn)入。
本發(fā)明目的是處理上述問題并改進(jìn)上述缺陷，但決不是只有這些目的。本發(fā)明只是通過如字面上意思(沒有參考上面背景技術(shù)描述的解釋或其它限制，保留說明書或附圖部分)的所附權(quán)利要求并根據(jù)等同原則而限定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括原子層沉積方法。在一個實施方案中，原子層沉積方法包括在原子層沉積室內(nèi)安置半導(dǎo)體基材。第一前體氣體流向原子層沉積室內(nèi)的基材上以在基材上有效形成第一單層。在形成第一單層后，反應(yīng)性中間體氣體流向沉積室內(nèi)的基材。反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)中間體氣體的流動的條件下與來自第一前體流的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。在反應(yīng)性中間體氣體流過后，第二前體氣體流向沉積室內(nèi)的基材以在第一單層上有效形成第二單層。
在一個實施中，原子層沉積方法包括在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材。第一前體氣體流向原子層沉積室內(nèi)的基材，以在基材上有效形成第一單層。在形成第一單層后，多個惰性吹掃氣脈沖流入沉積室內(nèi)的基材，采用的多個惰性吹掃氣脈沖包括在至少兩個相鄰的惰性氣體脈沖之間的至少一些沒有氣體供應(yīng)到室中的時段。在多個惰性氣體脈沖后，第二前體氣體流向沉積室內(nèi)的基材以在第一單層上有效形成第二單層。
也構(gòu)思了其它方面和實施。


參考下列附圖，下面詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一個原子層沉積過程的流量相對于時間的圖解說明。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一個原子層沉積過程的流量相對于時間的圖解說明。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，一個原子層沉積過程的流量相對于時間的圖解說明。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一個原子層沉積過程的流量相對于時間的圖解說明。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，一個原子層沉積過程的流量相對于時間的圖解說明。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明一個方面的原子層沉積方法包括在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材。在本文獻(xiàn)的上下文中，術(shù)語“半導(dǎo)體基材”或“半導(dǎo)體的基材”定義為包含半導(dǎo)體的材料的任何結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體的材料包括(但不是限制于)本體半導(dǎo)體材料如半導(dǎo)體片(單獨或在其上包括其它材料的組合件)和半導(dǎo)體材料層(單獨或包括其它材料的組合件)。術(shù)語“基材”指包括(但不是限制于)上述的半導(dǎo)體基材的所有支撐材料。
第一前體氣體流向在原子層沉積室內(nèi)的基材，從而在基材上有效形成第一單層。無論是存在的還是仍需研發(fā)的，任何第一前體氣體都可考慮。只作為舉例，若所需的最終產(chǎn)物或?qū)訛門iN，則示范性第一前體可以為TiCl4或NH3。此外，只作為舉例，若最終層或產(chǎn)物形成是Al2O3，則示范性的第一前體氣體包括三甲基鋁和臭氧。只作為實例，使用TiCl4的示范性第一單層包括鈦或鈦配合物，然而對于NH3，該單層至少包括氮。對于三甲基鋁，第一單層將包括鋁配合物以及通常粘附氧原子的臭氧。當(dāng)然，任何合適的溫度、壓力、流速或其它工作參數(shù)、有或沒有等離子體都可以由技術(shù)人員選擇，只要這些被優(yōu)選或構(gòu)成本發(fā)明一部分的參數(shù)沒有特殊的規(guī)定。
在形成第一單層后，反應(yīng)性中間體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材上。在本發(fā)明的上下文中，“反應(yīng)性中間體氣體”是能夠與在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下來自第一前體的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)的氣體。此外并優(yōu)選地，反應(yīng)性中間體氣體為不能在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與第一單層反應(yīng)，也不能在反應(yīng)性中間體氣體流過條件下與殘留在反應(yīng)器中的任何第一前體反應(yīng)。此外在一個優(yōu)選具體實施方案中，在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體不能也不會與在反應(yīng)性中間體流過條件下的基材的任何暴露部分反應(yīng)。
在一個方面，不管任何中間反應(yīng)副產(chǎn)物在第一前體氣體流過期間是否真正形成，本發(fā)明都考慮了反應(yīng)性中間體氣體的流動。此外，在另一個優(yōu)選方面，本發(fā)明也考慮在第一前體氣體流過期間形成一些中間反應(yīng)副產(chǎn)物，然后在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
流向沉積室內(nèi)的基材中的反應(yīng)性中間體氣體的條件(例如，溫度、壓力、流速等)可以由技術(shù)人員優(yōu)化，并沒有其它特別的密切關(guān)系或優(yōu)選本發(fā)明的任一方面。只是作為舉例，該條件可以與第一前體氣流、第二前體氣流和/或惰性吹掃氣流中的任一種相同或不同。在一個優(yōu)選方面，反應(yīng)性氣體的流動被等離子體增強(qiáng)，例如通過室內(nèi)等離子體生成器(plasmageneration)和室外遠(yuǎn)程等離子體生成器中的一個或兩個而進(jìn)行增強(qiáng)。
所選擇的特殊反應(yīng)性中間體氣體，無論是單一組成還是混合組成，都將最少取決于來自第一前體流的至少一種中間反應(yīng)副產(chǎn)物，所述反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與第一前體流反應(yīng)。只是作為舉例，兩種可能的中間反應(yīng)性氣體組成包括Cl2和H2，而且預(yù)期Cl2和H2對于TiCl4和NH3前體中的一種或兩種是特別有用的。例如，對于TiCl4和NH3反應(yīng)副產(chǎn)物，可以包括TiCl2、TiCl3和NH3配合物。Cl2和/或H2可以提供給反應(yīng)器中用于與這些反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)以促使它們轉(zhuǎn)成最終的化學(xué)計算方程的反應(yīng)副產(chǎn)物(例如，氣體HCl)的轉(zhuǎn)化率，或反應(yīng)形成可以通過流動下面反應(yīng)性中間體氣體、通過一些其它氣體或不通過其它氣體易于從反應(yīng)器中去除的一些其它產(chǎn)物。
在反應(yīng)性中間體氣體流過后，第二前體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材上以在第一單層上有效形成第二單層，毫無疑問使用“在…上”表示至少部分直接物理接觸第一單層。第二前體通常并優(yōu)選在組成上不同于第一前體。反應(yīng)性中間體氣體還優(yōu)選選擇在反應(yīng)性中間體氣體流過條件下不能夠與第二前體反應(yīng)。只是作為舉例，示范性第二前體包括上述TiCl4、NH3、TMA以及在上面提到的各個示范性沉積反應(yīng)中的臭氧中的任意一個。根據(jù)所有存在或還在研發(fā)中的原子層沉積方法，所形成的第二單層可以與第一單層結(jié)合使用，由此而自然地形成所需的沉積產(chǎn)物(例如，TiN或Al2O3，采用上面提到的各個前體)或形成本質(zhì)上不需要與底下的第一單層反應(yīng)的第二單層。第二前體流過的特殊條件可以由技術(shù)人員優(yōu)化，當(dāng)然，這些條件不構(gòu)成此處公開的本發(fā)明重要的或優(yōu)選的方面。
只是作為舉例，圖1描述了一個根據(jù)本發(fā)明的一個方面的過程的流速相對于時間的示例圖。在圖1中，P1指的是在第一前體流向室內(nèi)過程中的時段；RI指的是在反應(yīng)性中間體氣體流向基材的過程中的時段；而P2指的是在第二前體流向室中的過程中的時段。因此，圖1描述了一個優(yōu)選具體實施方案，在該方案中第一前體流、反應(yīng)性中間體氣體的流動和第二前體氣體的流動都包括多個到沉積室內(nèi)的基材的多個時間-間隔氣體脈沖。在一個優(yōu)選具體實施方案中，在第一前體氣體的流動和反應(yīng)性中間氣流過之間存在一些沒有氣體供給到室中的時段，并如只作為舉例的位置10所示出的那樣。此外，在一個優(yōu)選具體實施方案中，在反應(yīng)性中間體氣體的流動和第二前體氣體的流動之間存在沒有氣體供給到室內(nèi)的時段，而且只是作為舉例使用數(shù)字20指出。各個氣流的特殊長度和速率以及各個氣流之間的時間可以由技術(shù)人員優(yōu)化，當(dāng)然，這些不會構(gòu)成此處公開發(fā)明的重要的或優(yōu)選的方面。此外，第一前體氣體脈沖和第二前體氣體脈沖都只是指定的或是時間上相關(guān)的，當(dāng)然，沒有必要第一指定的前體氣體的流動或脈沖為流向室中的第一個曾經(jīng)的前體流。同樣地和相應(yīng)地取決于時間線的哪一部分更像所指望的圖，第二前體氣體脈沖可以認(rèn)為是第一前體氣體脈沖，反之亦然。
圖1也描述了在第一前體供給P1和第二前體供給P2之間存在總時段“A”的一個具體實施方案?？倳r段A的特征在于在所述總時段期間除所述反應(yīng)性中間體氣體流RI外沒有氣體供給到室中。然而，本發(fā)明在第一前體供給和第二前體供給中間也考慮了其它氣體流。只是作為舉例，這些的某些方面描述于圖2-5中。圖2描述了以惰性氣體脈沖(IN)形式的惰性吹掃氣，所述的惰性氣體脈沖是在反應(yīng)性中間體氣體脈沖RI流過后與流過沉積室內(nèi)的基材的所有其它氣體流的時間-間隔。因此只是舉例，示例2過程描述了在第一前體供給P1和第二前體供給P2之間的具有比只有反應(yīng)性中間體氣體流RI多的總時段“B”。
除了在第一和第二前體流之間的惰性氣體脈沖和反應(yīng)性中間體氣體脈沖的順序顛倒外，圖3描述了類似于圖2的另一個具體實施方案。
圖4描述了另一個示范性的原子層沉積方法，在某些方面，該方法不依賴于上述的任何反應(yīng)性的中間體氣體流。具體地而且只是作為舉例，在從前體P1流形成第一單層后，多個惰性吹掃氣脈沖IN流向沉積室內(nèi)的基材，使用該惰性吹掃氣脈沖是時間-間隔的，這樣至少在相鄰的兩個惰性吹掃氣脈沖IN之間至少存在沒有氣體供給到室中的一些時段(例如，時段50)。只是作為舉例而且決沒有限制的意思，該多個時間-間隔惰性吹掃氣脈沖可以容易地去除反應(yīng)中間副產(chǎn)物，尤其是從基材上的高縱橫比開口內(nèi)去除。在本文獻(xiàn)的上下文中，“兩個相鄰的惰性吹掃氣脈沖”表示在其之間沒有其它吹掃氣脈沖的兩個惰性吹掃氣脈沖。短語“兩個直接相鄰的惰性吹掃氣體脈沖”指的是在其之間沒有氣體脈沖的兩個惰性吹掃氣脈沖。
圖4描述了一個示范性的具體實施方案，其中在第一和第二前體流之間的多個惰性吹掃氣脈沖為兩個。當(dāng)然，到室中的惰性吹掃氣脈沖的個數(shù)可以大于兩個。此外，惰性吹掃氣脈沖在解釋或所有的多次吹掃用氣體脈沖的范圍內(nèi)可以相同或可以是普通惰性吹掃氣組成或可以是一定程度的組成變化。圖4也說明只是一個優(yōu)選具體實施方案，其中在第一前體供給和第二前體供給之間存在總時段“C”。總時段C的特征在于在該總周期期間除多個惰性氣體脈沖IN外沒有氣體供給到室中。此外，考慮并且只是作為舉例，所描述的示范性圖4過程解釋了在所述的兩個直接相鄰的惰性吹掃氣脈沖IN之間的總時段“D”。該總時段D的特征在于在該總時段D期間沒有氣體供給到室中。
只是舉例而已，圖5描述了一個示范性的交替過程，該過程在兩個相鄰惰性吹掃氣脈沖IN之間具有總時段D’，所述總時段D’的特征在于或包括流向沉積室內(nèi)的基材上的反應(yīng)性中間體氣體流RI，例如，根據(jù)第一描述的具體實施方案那樣。因此，(只是舉例而已)圖5也根據(jù)第一描述的具體實施方案描述了在第一前體流和第二前體流中間流向沉積室內(nèi)的基材上的多個時間-間隔的惰性吹掃氣脈沖IN。當(dāng)然，IN和RI脈沖可以是在第一和第二前體流之間以任一可能的方式排序，也可以在第一和第二前體流P1和P2之間分別加入其它惰性氣體脈沖、反應(yīng)性中間體氣體脈沖或其它氣體脈沖。此外，在基材上的所有加工過程都可在圖5描述的過程之前或之后發(fā)生，而且所描述的過程通常并優(yōu)選由技術(shù)人員選擇重復(fù)進(jìn)行，以通過原子層沉積在基材上獲得所需的厚度沉積。
本發(fā)明可以具有在高縱橫比的開口內(nèi)形成半球形顆粒多晶硅容器電容器(hemispherical grain polysilicon container capacitor)的特殊應(yīng)用，但應(yīng)用決不只限制于此。
與法規(guī)相符，本發(fā)明用語言或多或少地描述了關(guān)于結(jié)構(gòu)和方法特征的細(xì)節(jié)。然而，可以理解本發(fā)明并沒有限制于所示出和描述的細(xì)節(jié)特征，因為此處公開的方式包括將本發(fā)明投入實施的優(yōu)選形式。所以本發(fā)明要求保護(hù)在根據(jù)等同原則合理解釋的所附權(quán)利要求的合適范圍內(nèi)的所有形式或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種原子層沉積方法，包括如下步驟在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材；第一前體氣體流向在原子層沉積室內(nèi)的基材，以在基材上有效形成第一單層；在形成第一單層后，反應(yīng)性中間體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材，所述反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與來自第一前體流的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)；和在反應(yīng)性中間體氣體流過后，第二前體氣體流向沉積室內(nèi)的基材以在第一單層上有效形成第二單層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括在所述第一前體氣體流過的期間形成中間反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體氣體流過的期間使反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二前體在組成上不同于第一前體。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一前體氣體的流動和反應(yīng)性中間體氣體的流動之間存在沒有氣體供給到室中的時段。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在反應(yīng)性中間體氣體的流動和第二前體氣體的流動之間存在沒有氣體供給到室中的時段。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一前體氣體的流動和反應(yīng)性中間體氣體的流動之間存在沒有氣體供給到室中的第一時段；和在反應(yīng)性中間體氣體的流動和第二前體氣體的流動之間存在沒有氣體供給到室中的第二時段。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體包括Cl2。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體包括H2。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能與第一前體反應(yīng)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能與第二前體反應(yīng)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一前體包括TiCl4，第二前體包括NH3，而反應(yīng)性中間體氣體至少包括H2和Cl2中的一種。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一前體包括NH3，第二前體包括TiCl4，而反應(yīng)性中間體氣體至少包括H2和Cl2中的一種。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，包括在第一前體流和第二前體流的中間流過多個有時間間隔的惰性吹掃氣脈沖到沉積室內(nèi)的基材上。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一前體氣體的流動、反應(yīng)性中間體氣體的流動和第二前體氣體的流動共同包括多個朝到沉積室內(nèi)的基材上的有時間間隔的氣體脈沖。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，包括在第一前體供給和第二前體供給之間的總時段，所述總時段的特征在于在所述總時段期間除所述的反應(yīng)性中間體氣體的流動外沒有氣體供給到室中。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的反應(yīng)性中間體氣體的流動被等離子體增強(qiáng)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的反應(yīng)性中間體氣體的流動通過在室內(nèi)的等離子體生成器而被等離子體增強(qiáng)。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的反應(yīng)性中間體氣體的流動通過在室外的遠(yuǎn)程等離子體生成器而被等離子體增強(qiáng)。
19.一種原子層沉積方法，包括如下在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材；第一前體氣體流向在原子層沉積室內(nèi)的基材，以在基材上有效形成第一單層；在形成第一單層后，反應(yīng)性中間體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材，所述反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與來自第一前體流的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)并且不能夠在所述條件下與第一單層反應(yīng)；和在流過反應(yīng)性中間體氣體后，在組成上不同于第一前體氣體的第二前體氣體流向沉積室內(nèi)的基材以在第一單層上有效形成第二單層。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中在反應(yīng)性中間體氣體流過期間所述反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠并且不會與基材的任何暴露部分反應(yīng)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠與第一前體反應(yīng)。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠與第二前體反應(yīng)。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，包括在第一前體氣體流過期間形成中間反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體氣體流過期間使反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，包括在第一前體氣體流過期間形成中間反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)；和其中在反應(yīng)性中間體氣體流過期間所述反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠并且不會與基材的任何暴露部分反應(yīng)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠與第一前體反應(yīng)。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠與第二前體反應(yīng)。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下既不能與第一前體也不能與第二前體反應(yīng)。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，包括在第一前體流過和第二前體流過的中間向沉積室內(nèi)的基材上流過多個有時間間隔的惰性吹掃氣脈沖。
29.如權(quán)利要求24所述的方法，其中第一前體氣體的流動，反應(yīng)性中間體氣體的流動和第二前體氣體的流動共同包括多個朝向沉積室內(nèi)的基材上的有時間間隔的氣體脈沖。
30.一種原子層沉積方法，包括如下步驟在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材；第一前體氣體流向原子層沉積室內(nèi)的基材，以在基材上有效形成第一單層；在形成第一單層后，反應(yīng)性中間體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材，所述反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與來自第一前體流的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)；在反應(yīng)性中間體氣體流過后，惰性吹掃氣流向在沉積室內(nèi)的基材；和在惰性吹掃氣流過后，第二前體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材，以在第一單層上有效形成第二單層。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠也不會與基材的任何暴露部分反應(yīng)。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠與第一前體反應(yīng)。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠與第二前體反應(yīng)。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，包括在第一前體氣體流過期間形成中間體反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體氣體流過期間使反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
35.如權(quán)利要求30所述的方法，其中惰性吹掃氣流是作為與所有其它氣體流有時間間隔的脈沖，并包括在第一前體流和第二前體流的中間的進(jìn)行多個惰性吹掃氣脈沖。
36.如權(quán)利要求30所述的方法，其中第一前體氣體的流動、反應(yīng)性中間體氣體的流動、惰性氣體的流動和第二前體氣體的流動共同包括多個流向沉積室內(nèi)的基材的有時間間隔的氣體脈沖。
37.一種原子層沉積方法，包括如下步驟在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材；第一前體氣體流向在原子層沉積室內(nèi)的基材，以在基材上有效形成第一單層；在形成第一單層后，惰性吹掃氣體流向在沉積室內(nèi)的基材；在反應(yīng)性中間體氣體流過后，反應(yīng)性中間體氣體流向沉積室內(nèi)的基材，所述反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與來自第一前體流的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)；和在惰性吹掃氣流過后，第二前體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材，以在第一單層上有效形成第二單層。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能也不會與基材的任何暴露部分反應(yīng)。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能與第一前體反應(yīng)。
40.如權(quán)利要求37所述的方法，其中反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能與第二前體反應(yīng)。
41.如權(quán)利要求37所述的方法，包括在第一前體流過期間形成中間體反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體氣體流過期間使反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
42.如權(quán)利要求37所述的方法，其中惰性吹掃氣流是作為與所有其它氣體流有時間間隔的脈沖，并包括在第一前體流和第二前體流的中間進(jìn)行多個惰性吹掃氣體脈沖。
43.如權(quán)利要求37所述的方法，其中第一前體氣體的流動、惰性氣體的流動、反應(yīng)性中間體氣體的流動、和第二前體氣體的流動共同包括多個朝向沉積室內(nèi)的基材上的有時間間隔的氣體脈沖。
44.一種原子層沉積方法，包括如下步驟在原子層沉積室內(nèi)放置半導(dǎo)體基材；第一前體氣體流向在原子層沉積室內(nèi)的基材，以在基材上有效形成第一單層；在形成第一單層后，多個惰性吹掃氣脈沖流向在沉積室內(nèi)的基材，所述多個惰性吹掃氣脈沖包括在至少兩個相鄰吹掃氣體脈沖之間沒有氣體供給到室中的至少一些時段；和在多個惰性吹掃氣脈沖后，第二前體氣體流向在沉積室內(nèi)的基材，以在第一單層上有效形成第二單層。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述多個為兩個。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述多個為大于兩個。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述多個的特征在于在全部所述多個中均為普通的惰性吹掃氣組成。
48.如權(quán)利要求44所述的方法，包括在第一前體供給和第二前體供給之間的總時段，所述總時段的特征在于在所述總時段期間除所述多個惰性吹掃氣體脈沖外沒有氣體供給到室中。
49.如權(quán)利要求44所述的方法，包括在所述兩個相鄰惰性吹掃氣體脈沖之間的總時段，所述總時段的特征在于在所述總周期期間沒有氣體供給到室中。
50.如權(quán)利要求44所述的方法，包括在所述兩個相鄰惰性吹掃氣體脈沖之間的總時段，所述總時段包括使反應(yīng)性中間體氣體流向沉積室中的基材，所述反應(yīng)性中間體氣體能夠在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下與來自第一前體流中的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠也不會與基材的任何暴露部分反應(yīng)。
52.如權(quán)利要求50所述的方法，包括在第一前體氣體流過期間形成中間反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體流過期間使反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。
53.如權(quán)利要求50所述的方法，包括在第一前體氣體流過期間形成中間反應(yīng)副產(chǎn)物以及在反應(yīng)性中間體流過期間使反應(yīng)性中間體氣體與中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)；和其中在反應(yīng)性中間體氣體流過期間反應(yīng)性中間體氣體在所述條件下不能夠也不會與基材的任何暴露部分反應(yīng)。
54.如權(quán)利要求44所述的方法，其中第二前體是在組成上不同于第一前體。
全文摘要
一種原子層沉積方法，包括將半導(dǎo)體基材放置在原子層沉積室內(nèi)。第一前體氣體流過原子層沉積室內(nèi)的基材上以在基材上有效形成第一單層。在形成第一單層后，反應(yīng)性中間體氣體流向沉積室內(nèi)的基材。反應(yīng)性中間體氣體在反應(yīng)性中間體氣體的流動的條件下能夠與來自第一前體流的中間反應(yīng)副產(chǎn)物反應(yīng)。在反應(yīng)性中間體流過后，第二前體氣體流向沉積室內(nèi)的基材，以在第一單層上有效形成第二單層。本發(fā)明還考慮了其它方面和實施方案。
文檔編號C23C14/08GK1671882SQ03818269
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者P·J·卡斯特羅維洛, C·巴謝瑞, G·J·德爾德瑞茵, G·S·桑德霍 申請人:微米技術(shù)有限公司