【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開總體涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。更具體地，包括偶極層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，該偶極層包括金屬氮化物。
技術(shù)介紹
1、晶體管是通常形成在半導(dǎo)體襯底上的集成電路部件或元件。具體而言，現(xiàn)代集成電路包含場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet),其中響應(yīng)于施加到控制柵極的電壓，電流流過源極和漏極之間的半導(dǎo)體溝道。半導(dǎo)體器件(例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)器件)的尺寸縮小已經(jīng)導(dǎo)致現(xiàn)代集成電路的速度和密度顯著提高。在先進(jìn)的cmos器件中，包括中央處理器(cpu)和片上系統(tǒng)(soc)，需要具有多個(gè)閾值電壓的結(jié)構(gòu)，以便優(yōu)化延遲或功耗。然而，隨著器件尺寸的縮小，提供具有多個(gè)閾值電壓的高功能結(jié)構(gòu)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。例如，一個(gè)特殊的問題是控制fet的閾值電壓。因此，需要開發(fā)替代材料以在縮小尺寸的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、提供本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念。這些概念在以下公開的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述中被進(jìn)一步詳細(xì)描述。本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。
2、本公開的一方面涉及一種用于形成包括偶極層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟：
3、a)向反應(yīng)室提供襯底；
4、b)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)循環(huán)，循環(huán)包括：
5、i.通過在反應(yīng)室中引入一種或多種金屬前體，使一種或多種金屬前體與至少一部分襯底接觸；以及
6、ii.將氮反應(yīng)物提供到反應(yīng)室中；
7、從而在至少部分襯底上
8、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了襯底包括夾層和高k層中的至少一個(gè)，其中該方法還包括退火襯底的步驟，從而形成偶極層。
9、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了在夾層上形成含金屬和氮的膜。
10、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了在高k層上形成含金屬和氮的膜。
11、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了循環(huán)還包括以下步驟：將氧反應(yīng)物提供到反應(yīng)室中，在至少部分襯底上形成含金屬、氧和氮的膜。
12、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了一種或多種金屬前體包括選自以下的元素：mg,ca,sr,ba,al,ga,in,sc,y,la,ce,pr,nd,pm,sm,eu,gd,tb,dy,ho,er,tm,yb,lu,ti,zr,hf,v,nb,ta,cr,mo,re,ge,sb,zn和w。
13、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了一種或多種金屬前體包括選自以下的配體：胺、烯基、羰基、醇鹽、β-二酮、二氮雜二烯、脒基、鹵素、胍鹽、三氮烯化物、羧酸鹽、環(huán)戊二烯基和/或芳基。
14、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了一種或多種金屬前體包括選自包括ga和w中的至少一種的組的金屬元素。
15、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了金屬元素是鎢(w)，并且一種或多種金屬前體選自包括式(i)、式(ii)和式(iii)中的至少一種的組：
16、
17、其中，q1,q2,q3,q4,q5,q6各自獨(dú)立地選自co、f、cl、br、i、烷基、烯基、n(r1)2、烷氧基、環(huán)烷氧基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、烷基芳基、環(huán)戊二烯基、烷基取代的環(huán)戊二烯基和雜烷基；其中，每個(gè)r1獨(dú)立地選自氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、烷基芳基和雜烷基。
18、在一些實(shí)施例中，本文公開的方法提供了q1,q2,q3,q4,q5,q6各自獨(dú)立地選自co、f、cl、br、i、c1-8烷基、c2-8烯基、n(r1)2、c1-8烷氧基、c3-8環(huán)烷氧基、c3-8環(huán)烷基、c6-10芳基、c6-10芳基c1-8烷基、c1-8烷基c6-10芳基、環(huán)戊二烯基、c1-8烷基取代的環(huán)戊二烯基和雜環(huán)c1-8烷基；其中每個(gè)r1獨(dú)立地選自氫、c1-8烷基、c3-8環(huán)烷基、c6-10芳基、c6-10芳基c1-8烷基、c1-8烷基c6-10芳基和雜環(huán)c1-8烷基。
19、在一些實(shí)施例中，本文公開的方法提供了q1,q2,q3,q4,q5,q6各自獨(dú)立地選自co、f、cl、br、i、c1-4烷基、c2-4烯基、n(r1)2、c1-4烷氧基、c3-8環(huán)烷氧基、c3-8環(huán)烷基、c6-10芳基、c6-10芳基c1-4烷基、c1-4烷基c6-10芳基、環(huán)戊二烯基、c1-4烷基取代的環(huán)戊二烯基和雜環(huán)c1-4烷基；其中每個(gè)r1獨(dú)立地選自氫、c1-4烷基、c3-8環(huán)烷基、c6-10芳基、c6-10芳基c1-4烷基、c1-4烷基c6-10芳基和雜環(huán)c1-4烷基。
20、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了金屬元素是鎢(w)，并且一種或多種金屬前體選自wf6,wcl6,wbr6,wi6,w(co)6,wf2(co)4,wcl2(co)4,wbr2(co)4,w(me)6,w(et)6,w(npr)6,w(nbu)6,w(tbu)6,w(nme2)6,w(ntbu)2(nme2)4,w(net2)6,w(acac)2(co)4,w(acac)1(co)5,w(acac)3(co)3,w(pyr)6,w(苯)(co)5,w(甲苯)(co)5,w(環(huán)戊二烯基)(co)5,w(萘)(co)5,wf5,wcl5,wbr5,wi5,w(co)5,wf2(co)3,wcl2(co)3,wbr2(co)3,w(me)5,w(et)5,w(npr)5,w(nbu)5,w(tbu)5,w(nme2)5,w(ntbu)2(nme2)3,w(net2)5,w(acac)2(co)3,w(acac)1(co)4,w(acac)3(co)2,w(pyr)5,w(苯)(co)4,w(甲苯)(co)4,w(環(huán)戊二烯基)(co)4,w(萘)(co)4,wf4,wcl4,wbr4,wi4,w(co)4,wf2(co)2,wcl2(co)2,wbr2(co)2,w(me)4,w(et)4,w(npr)4,w(nbu)4,w(tbu)4,w(nme2)4,w(ntbu)2(nme2)2,w(net2)4,w(acac)2(co)2,w(acac)1(co)3,w(acac)3(co)1,w(pyr)4,w(苯)(co)3,w(甲苯)(co)3,w(環(huán)戊二烯基)(co)3和w(萘)(co)3。
21、在特定實(shí)施例中，本文公開的方法提供了金屬元素是鎵(ga)，并且一種或多種金屬前體選自式(iv)的組：
22、
23、其中，q7,q8,q9各自獨(dú)立地選自f、cl、br、i、烷基、烯基、n(r2)2、烷氧基、環(huán)烷氧基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、烷基芳基、r3nc(r4)nr5、r6nc[n(r7)2]nr8、r9n3r10、環(huán)戊二烯基、烷基取代的環(huán)戊二烯基和雜烷基；其中，每個(gè)r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8,r9,r10獨(dú)立地選自氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、烷基芳基和雜烷基。
24、在一些實(shí)施例中，本文公開的方法提供了q7,q8,q9各自獨(dú)立地選自f、cl本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于形成包括偶極層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述襯底包括夾層和高k層中的至少一個(gè)，其中，所述方法還包括退火襯底的步驟，從而形成偶極層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述循環(huán)還包括以下步驟：將氧反應(yīng)物提供到反應(yīng)室中，從而在至少部分襯底上形成含金屬、氧和氮的膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種金屬前體包括選自以下的元素：Mg,Ca,Sr,Ba,Al,Ga,In,Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Re,Ge,Sb,Zn和W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種金屬前體包括選自以下的配體：胺、烯基、羰基、醇鹽、β-二酮、二氮雜二烯、脒基、鹵素、胍鹽、三氮烯化物、羧酸鹽、環(huán)戊二烯基和/或芳基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種金屬前體包括選自包括Ga和W中的至少一種的組的金屬元素。
7.根
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述金屬元素是鎢(W)，并且所述一種或多種金屬前體選自WF6,WCl6,WBr6,WI6,W(CO)6,WF2(CO)4,WCl2(CO)4,WBr2(CO)4,W(Me)6,W(Et)6,W(nPr)6,W(nBu)6,W(tBu)6,W(NME2)6,W(NtBu)2(NMe2)4,W(NEt2)6,W(acac)2(CO)4,W(acac)1(CO)5,W(acac)3(CO)3,W(Pyr)6,W(苯)(CO)5,W(甲苯)(CO)5,W(環(huán)戊二烯基)(CO)5,W(萘)(CO)5,WF5,WCl5,WBr5,WI5,W(CO)5,WF2(CO)3,WCl2(CO)3,WBr2(CO)3,W(Me)5,W(Et)5,W(nPr)5,W(nBu)5,W(tBu)5,W(NME2)5,W(NtBu)2(NMe2)3,W(NEt2)5,W(acac)2(CO)3,W(acac)1(CO)4,W(acac)3(CO)2,W(Pyr)5,W(苯)(CO)4,W(甲苯)(CO)4,W(環(huán)戊二烯基)(CO)4,W(萘)(CO)4,WF4,WCl4,WBr4,WI4,W(CO)4,WF2(CO)2,WCl2(CO)2,WBr2(CO)2,W(Me)4,W(Et)4,W(nPr)4,W(nBu)4,W(tBu)4,W(NME2)4,W(NtBu)2(NMe2)2,W(NEt2)4,W(acac)2(CO)2,W(acac)1(CO)3,W(acac)3(CO)1,W(Pyr)4,W(苯)(CO)3,W(甲苯)(CO)3,W(環(huán)戊二烯基)(CO)3和W(萘)(CO)3。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述金屬元素是鎵(Ga)，并且所述一種或多種金屬前體選自式(IV)的組：
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述金屬元素是鎵(Ga)，并且所述一種或多種金屬前體選自GaF3,GaCl3,GaBr3,GaI3,Ga(Me)3,Ga(Et)3,Ga(nPr)3,Ga(nBu)3,Ga(tBu)3,Ga(NMe2)3,Ga(NtBu)2(NMe2)1,Ga(NtBu)1(NMe2)2,Ga(NEt2)3,Ga(Pyr)3,Ga(胍鹽)3和Ga(三氮烯化物)3。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氮反應(yīng)物選自N(R11)3和(R12)NN(R13)；其中，每個(gè)R11,R12,R13獨(dú)立地選自氫、烷基、烯基、環(huán)烷基和Si(R14)3；其中，R14選自烷基、烯基、烷氧基和Si(R15)3；并且其中，R15選自烷基、烯基和烷氧基。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氮反應(yīng)物選自包括以下中的至少一種的組：NH3、二氮烯(N2H2)、肼(N2H4)、甲基肼(N2MeH3)、乙基肼(N2EtH3)、丙基肼(N2nPrH3)、丁基肼(N2nBuH3)、叔丁基肼(N2tBuH3)、1,1-二甲基肼(N2Me2H2)、1,1-二乙基肼(N2Et2H2)、1,1-二丙基肼(N2nPr2H2)、1,1-二丁基肼(N2nBu2H2)、三甲基甲硅烷基肼(N2[Si(Me)3]H2)和三(三甲基甲硅烷基)甲硅烷基肼(N2[Si(Si(Me)3)3]H2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述氧反應(yīng)物選自包括以下中的至少...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于形成包括偶極層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述襯底包括夾層和高k層中的至少一個(gè)，其中，所述方法還包括退火襯底的步驟，從而形成偶極層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述循環(huán)還包括以下步驟：將氧反應(yīng)物提供到反應(yīng)室中，從而在至少部分襯底上形成含金屬、氧和氮的膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種金屬前體包括選自以下的元素：mg,ca,sr,ba,al,ga,in,sc,y,la,ce,pr,nd,pm,sm,eu,gd,tb,dy,ho,er,tm,yb,lu,ti,zr,hf,v,nb,ta,cr,mo,re,ge,sb,zn和w。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種金屬前體包括選自以下的配體：胺、烯基、羰基、醇鹽、β-二酮、二氮雜二烯、脒基、鹵素、胍鹽、三氮烯化物、羧酸鹽、環(huán)戊二烯基和/或芳基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種金屬前體包括選自包括ga和w中的至少一種的組的金屬元素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述金屬元素是鎢(w)，并且所述一種或多種金屬前體選自包括式(i)、式(ii)和式(iii)中的至少一種的組：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述金屬元素是鎢(w)，并且所述一種或多種金屬前體選自wf6,wcl6,wbr6,wi6,w(co)6,wf2(co)4,wcl2(co)4,wbr2(co)4,w(me)6,w(et)6,w(npr)6,w(nbu)6,w(tbu)6,w(nme2)6,w(ntbu)2(nme2)4,w(net2)6,w(acac)2(co)4,w(acac)1(co)5,w(acac)3(co)3,w(pyr)6,w(苯)(co)5,w(甲苯)(co)5,w(環(huán)戊二烯基)(co)5,w(萘)(co)5,wf5,wcl5,wbr5,wi5,w(co)5,wf2(co)3,wcl2(co)3,wbr2(co)3,w(me)5,w(et)5,w(npr)5,w(nbu)5,w(tbu)5,w(nme2)5,w(ntbu)2(nme2)3,w(net2)5,w(acac)2(co)3,w(acac)1(co)4,w(acac)3(co)2,w(pyr)5,w(苯)(co)4,w(甲苯)(co)4,w(環(huán)戊二烯基)(co)4,w(萘)(co)4,wf4,wcl4,wbr4,wi4,w(co)4,wf2(co)2,wcl2(co)2,wbr2(co)2,w(me)4,w(et)4,w(npr)4,w(nbu)4,w(tbu)4,w(nme2)4,w(ntbu)2(nme2)2,w(net2)4,w(acac)2(co)2,w(acac)1(co)3...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·A·沃尼，P·羅梅羅，C·德澤拉，S·V·霍姆卡，P·德明斯基，B·坎南，M·吉文斯，M·尼蘇拉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：ASMIP私人控股有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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