【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年7月24日提交的美国临时专利申请第61/196,494号的优先权，其全文通过援引加入本文。
本文描述的是使用一种或多种第13族金属或类金属前体来沉积元素周期表第13族的金属的化学计量或非化学计量的金属或类金属氮化物膜的方法。更具体地，本文描述的是用于沉积膜的基于等离子体的方法，包括但不限于通常用于沉积可用于例如制造集成电路器件的第13族金属或类金属膜(如铝、镓、铟、铊、硼或其组合)的等离子体增强原子层沉积(“PEALD”)法和PEALD样等离子体增强循环化学气相沉积(“PECCVD”)法。因为它们的独特性质的组合，含第13族的金属或类金属膜，例如但不限于氮化铝(AlN)或氮化硼(BN)膜，可以用于各种各样的电子应用。专利技术背景现有技术提供了用于制备和使用第13族金属或类金属膜如AlN膜的不同方法。例如，参考文献“TheinfluenceofN2/H2andammoniaNsourcematerialsonopticalandstructuralpropertiesofAlNfilmsgrownbyplasmaenhancedatomiclayerdeposition”，Alevli,M.等人，J.Cryst.Growth，Vol.335(1):51-57(2011)公开了作为N源材料的N2/H2和氨对于使用三甲基铝作为金属通过等离子体增强原子层沉积生长的AlN膜的性质的影响。在N源从NH3改变为N2/H2时，AlN的生长速率/循环从/循环降低至/循环。对于这两种N前体，AlN的生...
【技术保护点】
一种通过等离子体增强原子层沉积工艺(PEALD)或PEALD样工艺形成选自氮化铝、氮化硼、氮化镓、氮化铟、氮化铊及其组合的第13族金属或类金属氮化物膜的方法，所述方法包括以下步骤：a.将衬底提供到反应器中；b.将至少一种由下式I表示的第13族金属或类金属前体引入到所述反应器中：MRn(NR1R2)3‑n I其中M选自硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Th)及其组合；R选自C1至C10直链或支链烷基、C2至C10直链或支链烯基、C2至C10直链或支链炔基、C1至C6二烷基氨基、吸电子基团和C6至C10芳基；R1选自氢、C1至C10直链或支链烷基、C3至C10直链或支链烯基、C3至C10直链或支链炔基、C1至C6二烷基氨基、吸电子基团和C6至C10芳基；R2选自C1至C10直链或支链烷基、C3至C6直链或支链烯基、C3至C6直链或支链炔基、C1至C6二烷基氨基、C6至C10芳基、C1至C6直链或支链氟化烷基、吸电子基团和C4至C10芳基；任选地其中R1和R2连接到一起以形成选自取代或未取代的芳族环或者取代或未取代的脂族环的环；其中n＝0、1、2或3，其中所述至少一种前体...
【技术特征摘要】
2015.07.24 US 62/196,494;2016.07.14 US 15/210,1721.一种通过等离子体增强原子层沉积工艺(PEALD)或PEALD样工艺形成选自氮化铝、氮化硼、氮化镓、氮化铟、氮化铊及其组合的第13族金属或类金属氮化物膜的方法，所述方法包括以下步骤：a.将衬底提供到反应器中；b.将至少一种由下式I表示的第13族金属或类金属前体引入到所述反应器中：MRn(NR1R2)3-nI其中M选自硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Th)及其组合；R选自C1至C10直链或支链烷基、C2至C10直链或支链烯基、C2至C10直链或支链炔基、C1至C6二烷基氨基、吸电子基团和C6至C10芳基；R1选自氢、C1至C10直链或支链烷基、C3至C10直链或支链烯基、C3至C10直链或支链炔基、C1至C6二烷基氨基、吸电子基团和C6至C10芳基；R2选自C1至C10直链或支链烷基、C3至C6直链或支链烯基、C3至C6直链或支链炔基、C1至C6二烷基氨基、C6至C10芳基、C1至C6直链或支链氟化烷基、吸电子基团和C4至C10芳基；任选地其中R1和R2连接到一起以形成选自取代或未取代的芳族环或者取代或未取代的脂族环的环；其中n＝0、1、2或3，其中所述至少一种前体在所述衬底的至少一部分表面上反应以提供化学吸附层；c.用吹扫气体吹扫所述反应器；d.将包含非含氢的氮等离子体的等离子体引入到所述反应器中以与所述化学吸附层的至少一部分反应并提供至少一个反应活性位点，其中所述等离子体在约0.01至约1.5W/cm2范围的功率密度下产生；和e.任选地用惰性气体吹扫所述反应器，其中重复步骤b至e直到获得期望厚度的所述膜。2.权利要求1所述的方法，其中所述至少一种第13族金属或类金属前体选自三甲基铝、三乙基铝、三(二甲基氨基)铝、三(乙基甲基氨基)铝、三甲基硼烷、三乙基硼烷、三(二甲基氨基)硼烷、三(乙基甲基氨基)硼烷、三(二乙基氨基)硼烷和硼烷有机胺配合物。3.权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种第13族金属或类金属前体是硼烷有机胺配合物。4.权利要求2或3所述的方法，其中所述硼烷有机胺配合物选自硼烷三甲基胺配合物、硼烷三乙基胺配合物、二甲基胺硼烷、硼烷吡啶配合物、硼烷吗啉配合物、硼烷叔丁基胺配合物、硼烷4-甲基吗啉配合物、硼烷N,N-二异丙基乙基胺配合物、硼烷乙二胺配合物和2-甲基吡啶硼烷配合物。5.权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述方法通过等离子体增强原子层沉积工艺完成。6.权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述方法通过PEALD样工艺完成。7.权利要求1-6任一项所述的方法，其中包含氮的所述等离子体包含选自氮等离子体、氮/氦等离子体、氮/氩等离子体的气体。8.权利要求1-7任一项所述的方法，其中所述吹扫气体是稀有气体。9.权利要求1-8任一项所述的方法，其中所述引入等离子体的步骤包括施加能量以产生所述等离子体，其中所述能量是由选自热、等离子体、脉冲等离子体、螺旋波等离子体、高密度等离子体、电感耦合等离子体、X射线、电子束、光子、远程等离子体方法及其组合的至少一个源提供。10.权利要求1-9任一项所述的方法，其中R1和R2相同。11.权利要求1-9任一项所述的方法，其中R1和R2不同。12.权利要求1-11任一项所述的方法，其中R1和R2连接到一起以形成环。13.权利要求1-12任一项所述的方法，其还包括在步骤d之前引入包含氢的等离子体的步骤。14.权利要求1-13任一项所述的方法，其还包括在获得所述期望厚度时处理所述膜的步骤，其中所述处理通过暴露于选自氢等离子体、氦等离子体、氩等离子体、UV辐射、IR辐射及其组合的能量源完成。15.权利要求1-2和5-9任一项所述的方法，其中所述第13族金属或类金属氮化物膜是氮化铝膜，且所述至少一种第13族金属或类金属前体是选自三甲基铝、三乙基铝、三(二甲基氨基)铝和三(乙基甲基氨基)铝的至少一种铝前体。16.权利要求15所述的方法，其中所述非含氢的氮等离子体包含N2等离子体。17....
【专利技术属性】
技术研发人员：雷新建，金武性，S·V·伊万诺夫，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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