在电子器件中使用的富碳的碳氮化硼介电膜制造技术

提供一种介电常数等于或小于3.6的富碳的碳氮化硼介电膜，它可被用作各种电子器件中的组件。富碳的碳氮化硼介电膜具有式子CxByNz，其中，x为35原子百分比或更大，y为6原子百分比到32原子百分比，以及z为8原子百分比到33原子百分比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种介电常数等于或小于3.6的富碳的碳氮化硼介电膜，它可被用作各种电子器件中的组件。富碳的碳氮化硼介电膜具有式子CxByNz，其中，x为35原子百分比或更大，y为6原子百分比到32原子百分比，以及z为8原子百分比到33原子百分比。【专利说明】在电子器件中使用的富碳的碳氮化硼介电膜
本专利技术涉及在各种电子器件中使用的介电膜，更具体地，涉及富碳的碳氮化硼介电膜。本专利技术还涉及包括所述富碳的碳氮化硼介电膜的电子器件以及形成所述富碳的碳氮化硼介电膜的方法。
技术介绍
电子器件的规模不断扩大要求降低RC(电阻/电容)延迟以便增大器件电路中的计时速度。通过采用新材料用于前端制程(FEOL)集成和/或后端制程(BEOL)集成，能够实现寄生电容的降低。例如，为了满足标准的BEOL可靠性要求，需要具有小于4.0的低介电常数(k)的新介电膜。另外，FEOL应用需要具有小于4.0的介电常数的新介电膜。
技术实现思路
本公开提供了一种具有低介电常数k的富碳的碳氮化硼介电膜。“低介电常数”或“低k”意味着本公开的富碳的碳氮化硼介电膜具有等于或小于3.6的介电常数。“富碳”意味着本公开的富碳的碳氮化硼介电膜具有35原子百分比或更大的碳含量。本公开的富碳的碳氮化硼介电膜可被用作各种电子器件中的绝缘体，例如包括用作互连结构的介电盖、金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)的间隔物、或者用作在含石墨烯器件中使用的介电材料。在本专利技术的一个实施例中，提供了一种介电膜，所述介电膜具有式子CxByNz,其中，X是35原子百分比或更大，y是6原子百分比到32原子百分比，z是8原子百分比到33原子百分比。在再一个实施例中，提供了 一种电子器件，所述电子器件包括衬底和位于所述衬底表面上的介电膜。位于衬底表面上的介电膜具有式子CxByNz,其中,X是35原子百分比或更大，y是6原子百分比到32原子百分比，z是8原子百分比到33原子百分比。在又一个实施例中，提供了一种形成介电膜的方法。具体地，本公开的方法包括:把衬底置于反应室中；向反应室提供至少包括C、B和N原子的至少一种前体；以及在衬底的表面上淀积介电膜。淀积的介电膜具有式子CxByNz，其中，X是35原子百分比或更大，y是6原子百分比到32原子百分比，z是8原子百分比到33原子百分比。【专利附图】【附图说明】图1是图解说明可在本专利技术的一个实施例中采用的初始结构的横截面图。图2是图解说明在其上形成富碳的碳氮化硼介电膜之后，图1的初始结构的横截面图。图3是图解说明可在本专利技术中采用的另一种初始结构的横截面图，其中，在其上形成富碳的碳氮化硼介电膜。图4A、4B和4C是描述包括富碳的碳氮化硼介电膜的一些例证电子器件的横截面图。图5是描述包括富碳的碳氮化硼介电膜作为栅极间隔物的电子器件的横截面图。图6A和6B是描述包括位于一层碳基衬底上的富碳的碳氮化硼介电膜的电子器件的横截面图。【具体实施方式】下面将参考伴随本申请的以下讨论和附图，更详细地说明本公开，本公开涉及一种富碳的碳氮化硼介电膜、包括富碳的碳氮化硼介电膜的电子器件、和形成富碳的碳氮化硼介电膜的方法。注意，本申请的附图是出于举例说明的目的提供的，因而这些附图不是按比例绘制的。在下面的说明中，记载了众多的具体细节，比如特定的结构、组件、材料、尺寸、处理步骤和技术，以便充分理解本公开。然而，本领域的技术人员会理解，可以在没有这些具体细节的情况下，利用可行的备选处理选项来实践本公开。在其它情况下，没有详细说明公知的结构或处理步骤，以避免模糊本公开的各个实施例。应明白，当作为层、区域或衬底的元件被称为在另一个元件上或上方时，该元件可以直接在所述另一个元件上，或者也可存在居间元件。相反，当元件被称为直接在另一个元件上或上方时，则不存在居间元件。另外应明白，当元件被称为在另一个元件下或下面时，该元件可以直接在所述另一个元件下或下面，或者可能存在居间元件。相反，当元件被称为直接在另一个元件下或下面时，则不存在居间元件。如上所述，本专利技术的实施例提供了一种碳含量为35原子百分比或更大的富碳的碳氮化硼介电膜。特别地，提供了一种包含35原子百分比或更大量的碳原子，6原子百分比到32原子百分比的量的硼原子，和8原子百分比到33原子百分比的量的氮原子的富碳的碳氮化硼介电膜。本公开的富碳介电膜还可包括作为可选元素的氧和氢至少之一。本专利技术的实施例的富碳的碳氮化硼介电膜具有等于或小于3.6的介电常数。在一个实施例中，富碳的碳氮化硼介电膜可被用作各种电子器件中的绝缘体组件，例如包括用作互连结构的介电盖、金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)的间隔物、或者用作在含石墨烯器件中使用的介电材料。当富碳的碳氮化硼介电膜能被用作介电盖时，富碳介电膜降低互连结构的总有效电容，从而提高器件性能。现在参考图1，图1图解说明了可在本专利技术的一个实施例中采用的初始结构10。图1中描述的初始结构包括衬底12。优选采用的衬底12包括半导体材料、绝缘材料、导电材料或者它们的任何组合，包括多层结构。在一个实施例中，当衬底12是或者包括半导体材料时，半导体材料可以是具有半导体性质的任何材料，例如包括S1、Ge、SiGe, SiGeC, SiC, GaAs, InAs, InP和其它III/V或II/VI化合物半导体。分层的半导体材料，比如Si/SiGe、Si/Ge、Si/SiC、绝缘体上硅(SOI)或者绝缘体上硅锗(SGOI)也可被用作衬底12。当衬底12是或者包括绝缘材料时,绝缘材料可以是有机绝缘体、无机绝缘体或者它们的组合(包括多层)。当衬底12是或者包括导电材料时，导电材料12可包括例如掺杂B、P或As的多晶硅、单质金属、单质金属的合金、金属硅化物、金属氮化物和它们的组合(包括多层)。在另一个实施例中，衬底12包括半导体材料和绝缘材料的组合、半导体材料和导电材料的组合、或者半导体材料、绝缘材料和导电材料的组合。在另一个实施例中，衬底12是碳基材料，例如包括石墨烯、石墨和碳纳米管。在其它实施例中，碳基材料可以位于基础衬底上，所述基础衬底可以是半导体材料、介电材料、导电材料或者它们的任何组合(包括多层堆叠)。这里，术语“石墨烯”用于描述密集聚集在蜂窝晶格中的SP2-键合碳原子的单原子厚度平面片材。可被用作衬底12的石墨烯具有六角形晶体键合结构。石墨烯可包括单层石墨稀(名乂上厚度为0.34nm),几层石墨稀(2到10层石墨稀)，多层石墨稀(>10层石墨烯)，单层、几层和多层石墨烯的混合物，或者与非晶和/或无序碳相混合的石墨烯层的任何组合。如果需要，这还可包括取代、填隙和/或插层掺杂物。当石墨烯被用作衬底12时，可以利用本领域中公知的技术来形成石墨烯。例如，可以利用石墨的机械剥离，碳化硅上的外延生长，金属衬底上的外延生长，肼还原法(其中将氧化石墨烯纸置于纯肼溶液中，该纯肼溶液把氧化石墨烯纸还原成单层石墨烯)，以及乙醇的钠还原法(即，利用金属钠还原乙醇，随后热解乙氧基产物，并洗涤以除去钠盐)，来形成石墨烯。形成石墨烯的另一种方法可以是从碳纳米管形成石墨烯。当碳纳米管被用作衬底12时，碳纳米管可以是单壁或多壁的。碳纳米管一般具有折叠的六角形晶体键合结构。尽管可以使用单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有式子CxByNz的介电膜，其中，x为35原子百分比或更大，y为6原子百分比到32原子百分比，以及z为8原子百分比到33原子百分比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑·范·恩古叶恩，A·格瑞尔，T·J海格，S·麦合塔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US