沉积锗膜的方法技术

一种化学气相沉积方法提供平滑的连续锗膜层，其在充分较低的温度下沉积在金属衬底上以提供适于与例如铝和铜等温度敏感材料一起使用的锗装置。另一种化学气相沉积方法提供平滑的连续硅锗膜层，其在充分低的温度下沉积在二氧化硅衬底上以提供适于与例如铝、铜和硫族化物存储器材料等温度敏感材料一起使用的锗装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供一种化学气相沉积方法，其在充分低的温度下在种入硅的金属衬底上沉 积平滑的连续锗膜。技术背景所属领域的技术人员众所周知，通过化学气相沉积来沉积锗或硅锗相对于接纳衬底 极其敏感。举例来说，在硅衬底上沉积锗或硅锗相对较容易。另一方面，迄今为止，在 二氧化硅或金属衬底上沉积锗或硅锗需要极大的培养时间(启始沉积的时间)且得到异 质或块状的沉积物，或者在450。摄氏度以下的温度下在一些衬底上将完全不沉积。因此， 将非常需要一种在小于450。摄氏度的温度下在金属或二氧化硅衬底上沉积非晶锗膜的新 的且改进的方法。
技术实现思路
在一种优选的化学气相沉积方法中，在充分低的温度下在种入硅的金属衬底上沉积 平滑的连续锗膜，以提供适于与例如铝和铜等温度敏感材料集成的锗装置。在另一种优 选的化学气相沉积方法中，在充分低的温度下在种入二氧化硅的衬底上沉积平滑的连续 硅锗膜，以提供适于与例如铝、铜和硫族化物(例如，Ge2Sb2Te5)等温度敏感材料一起 使用的锗装置。 附图说明通过结合附图参考对本专利技术优选实施例的以下描述，将了解本专利技术的上述特征和步骤以及实现所述特征和步骤的方式，且将最佳地理解本专利技术本身，附图中图1是说明根据本专利技术优选实施例的化学气相沉积方法的图解流程图；图2是没有种子层的硅衬底的照片，所述硅衬底已经受在约400。摄氏度的高温下使用催化气体GeH4进行的化学气相沉积工艺；图3是在经受相对于图2提及的化学气相沉积工艺之后的oc硅衬底的照片；图4是说明图2所示的所沉积的锗膜层是多晶体的x射线衍射曲线；图5是a硅衬底的照片，所述硅衬底已经受在约380。摄氏度的高温下进行的化学气相沉积工艺；图6是在经受相对于图5提及的化学气相沉积工艺之后的a硅衬底的照片；图7是二氧化硅衬底的照片，所述二氧化硅衬底已经受在约380。摄氏度的高温下进行的化学气相沉积工艺；图8是在经受相对于图7提及的化学气相沉积工艺之后的二氧化硅衬底的照片；图9是a硅衬底的照片，所述硅衬底已经受在约380。摄氏度的高温下进行的化学气相沉积工艺；图10是a硅衬底的照片，所述硅衬底己经受相对于图9提及的化学气相沉积工艺； 图11是二氧化硅的照片，所述二氧化硅己经受在约380。摄氏度的高温下进行的化学 气相沉积工艺；图12是TiN衬底的照片，所述TiN衬底已经受在约380。摄氏度的高温下进行的化 学气相沉积工艺；图13是a硅衬底的照片，所述硅衬底已经受在约360。摄氏度的高温下进行的化学气 相沉积工艺；图14是oc硅衬底的照片，所述硅衬底已经受相对于图13提及的化学气相沉积工艺； 图15是二氧化硅衬底的照片，所述二氧化硅衬底已经受在约360。摄氏度的高温下进 行的化学气相沉积工艺；图16是TiN衬底的照片，所述TiN衬底己经受在约360。摄氏度的高温下进行的化学气相沉积工艺；图n是a硅衬底的照片，所述硅衬底已经受在约340。摄氏度的高温下进行的化学气 相沉积工艺；图18是a硅衬底的照片，所述硅衬底已经受相对于图17提及的化学气相沉积工艺； 图19是TiN衬底的照片，所述TiN衬底已经受在约340。摄氏度的高温下进行的化 学气相沉积工艺；图20是a硅衬底的照片，所述硅衬底己经受在约320。摄氏度的高温下进行的化学气 相沉积工艺；图21是a硅衬底的照片，所述硅衬底己经受相对于图20提及的化学气相沉积工艺； 图22是TiN衬底的照片，所述TiN衬底已经受在约320。摄氏度的高温下进行的化 学气相沉积工艺；图23是TiN衬底的照片，所述TiN衬底已经受相对于图22提及的化学气相沉积工艺；图24是TiN衬底的照片，所述TiN衬底已经受根据本专利技术优选实施例的化学气相沉 积工艺；以及图25是TiN衬底的照片，所述TiN衬底已经受相对于图24提及的化学气相沉积工艺。具体实施方式本专利技术揭示一种在金属和二氧化硅衬底上。提供以下描述以使所属 领域的技术人员能够制造和使用本专利技术。出于阐释的目的，陈述特定术语以提供对本发 明的详尽理解。对特定应用和方法的描述仅作为实例而提供。所属领域的技术人员将易 于了解对优选实施例的各种修改，且本文定义的一般原理可在不偏离本专利技术精神和范围 的情况下应用于其它实施例和应用。因此，本专利技术不希望限于所展示的实施例，而是应 符合与本文揭示的原理和步骤相一致的最广泛范围。现参看附图且更明确地说参看附图的图1,其展示根据本专利技术优选实施例的化学气 相沉积方法112的流程图。所揭示的方法112使得能通过化学气相沉积在小于32(TC的非 常低的温度下在二氧化硅和金属衬底上沉积非晶或多晶锗或硅锗均质膜。在此方面，此 方法适用于(例如)用于制造存储器装置的半导体装置，例如S. B. Herner和M. Mahajani 的题为"Method for Making High Density Nonvolatile Memory"的美国专利申请公开案 20050012119中所陈述。在更详细地论述沉积方法112之前，简要地回顾在二氧化物和金属衬底上沉积锗和 硅锗(下文中有时单独和共同地简称为Ge膜)的当前技术状态可能是有益的。在此方面， 通过化学气相沉积在二氧化硅衬底上沉积Ge膜的标准方法是，首先沉积薄硅膜作为种子 层。硅膜种子层沉积到预定最小厚度以有助于使对组合的硅与锗或组合的硅与硅锗膜的 电特性的影响最小。沉积硅种子层之后，接着通过化学气相沉积(CVD)在约大于450。摄氏度的高温下 沉积Ge膜层。然而，使用GeH4前驱气体沉积锗的CVD方法有一个缺点。即，Ge膜可 能具有较大培养时间(启始沉积的时间)且留下异质或块状的最终的膜；或者Ge在一些 衬底上将完全不沉积。这是由于将GeH4分子"裂化"以在一些衬底上沉积锗并去除氢的 难度引起的。在此方面，已显示难以在Si02衬底上沉积锗(通过GeH4催化作用)，而在 硅衬底上沉积则较容易。在二氧化硅衬底上沉积硅锗的难度在此项技术中是众所周知的。并且，在二氧化硅 衬底上使用硅"种子"层来帮助促进硅锗沉积的方法也是众所周知的。然而，这些硅种子层沉积全部是使用SiH"乍为Si的来源在大于500。摄氏度的高温下执行的。举例来说， 可参考以下公开案(其如同完全陈述而并入本文中)M. Cao、 A. Wang、 K.C. Saraswat 的"Low Pressure Chemical Vapor Deposition of Si!.xGex Films On SiO2"， Journal of the Electrochemical Society 142， 1566-1572 (1995)。现参看图1更详细地考虑沉积方法112，所述工艺开始于使用步骤114，所述使用步 骤114促使第一催化气体源(例如，硅气体源)流过衬底(例如，金属衬底)以用于在 衬底上沉积硅种子膜的目的。接着，使用步骤116促使第二催化气体源(例如，锗气体 源)流过经种入的衬底以用于在硅种子层上沉积锗膜的目的。如下文将更详细阐释，由 于所采用的硅气体的类型和所使用的温度的缘故，硅种子层是自限的种子层。这意味着 反应继续沉积硅直到实现完全覆盖暴露的下伏层为止。这形成(例如) 一薄层，其可能 为1到3个原子厚。此外，因为在充分低的温度(32(TC或更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学气相沉积方法，其包括：在３２０℃或更低的温度下使用第一催化气体以在金属衬底上沉积自限的硅膜层；以及在３２０℃或更低的温度下使用第二催化气体以在所述自限的硅膜层上沉积锗膜层。

【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：S布拉德赫纳，
申请(专利权)人：桑迪士克三D公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]