形成薄膜的方法以及使用其制造集成电路器件的方法与流程

文档序号:16151265发布日期:2018-12-05 17:42阅读:284来源:国知局
形成薄膜的方法以及使用其制造集成电路器件的方法与流程

将在韩国知识产权局于2017年5月25日提交并且题为“形成薄膜的方法以及使用其制造集成电路器件的方法”的韩国专利申请no.10-2017-0064881全部通过参考引入本文中。

实施方式涉及形成薄膜的方法以及使用其制造集成电路器件的方法。

背景技术

随着集成电路器件的集成度增加,构成集成电路器件的结构体的纵横比(高宽比)可大大增加。



技术实现要素:

实施方式可通过提供形成薄膜的方法实现,所述方法包括:通过在约300℃至约600℃的温度下将具有羰基的反应抑制化合物供应至下部膜的暴露表面而形成化学吸附在所述下部膜的第一部分上的第一反应抑制层;在约300℃至约600℃的温度下形成化学吸附在所述下部膜的第二部分上的第一材料的第一前体层,所述第二部分通过所述第一反应抑制层暴露;以及通过将反应性气体供应至所述第一反应抑制层和所述第一前体层而在所述下部膜上形成包含所述第一材料的第一单层,并从所述下部膜的表面除去所述第一反应抑制层,从而暴露所述第一部分。

实施方式可通过提供形成薄膜的方法实现,所述方法包括:在第一温度下在基底上形成下部膜,使得所述下部膜包括第一金属氧化物,所述下部膜的至少一些部分处于无定形状态;在第二温度下使所述下部膜的至少一些部分结晶的同时通过将具有羰基的反应抑制化合物供应至所述下部膜的暴露表面而形成化学吸附在所述下部膜的第一部分上的反应抑制层,所述第二温度大于所述第一温度,在大于所述第一温度的第三温度下形成化学吸附在所述下部膜的第二部分上的第二金属前体层,所述下部膜的第二部分通过所述反应抑制层暴露,以及通过将反应性气体供应至所述反应抑制层和所述第二金属前体层而由所述第二金属前体层形成包括第二金属氧化物的第一单层,同时通过从所述下部膜除去所述反应抑制层而使所述下部膜的一些部分通过所述第一单层暴露。

实施方式可通过提供制造集成电路器件的方法实现,所述方法包括:在基底上形成下部结构体,和通过进行根据实施方式的方法而在所述下部结构体上形成含铝的膜。

附图说明

通过参照附图详细地描述示例性实施方式,特征对于本领域技术人员而言将是明晰的,其中:

图1说明显示根据一个实施方式的薄膜形成方法的流程图;

图2a和2b更详细地说明图1中所示的薄膜形成方法中的阶段的横截面图;

图3说明显示根据一个实施方式的薄膜形成方法的流程图;

图4a-4c说明一些部件的示意图,以更详细地阐明图3中所述的薄膜形成方法;

图5说明显示根据薄膜形成方法形成的第一单层的示例性形状的透视图;

图6说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法的流程图;

图7a-7c说明一些部件的示意图,以更详细地阐明图6中所述的薄膜形成方法;

图8说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法的流程图;

图9a-9c更详细地说明图8中所示的薄膜形成方法中的阶段的横截面图;

图10说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法的流程图;

图11说明一些部件的示意图,以更详细地阐明图10中所述的薄膜形成方法;

图12说明显示集成电路器件制造设备的示意性构造的图,所述集成电路器件制造设备可用于进行根据实施方式的薄膜形成方法;

图13说明包括在集成电路器件制造设备中的基底处理设备的横截面图,所述集成电路器件制造设备可用于进行根据实施方式的薄膜形成方法;

图14和图15a-15d说明可应用于根据实施方式的薄膜形成方法的气体供应时序图;

图16a-16j说明根据实施方式的制造集成电路器件的方法中的阶段的横截面图;

图17a-17h说明根据其它实施方式的制造集成电路器件的方法中的阶段的横截面图;

图18a-18c说明显示通过参照图17a-17h的制造集成电路器件的方法获得的栅介电膜的实例的横截面图;

图19说明显示根据一个实施方式的薄膜形成方法获得的氧化铝膜的沉积速率相对于基底温度的测量结果的图;

图20说明显示根据一个实施方式的薄膜形成方法获得的氧化铝膜的沉积速率的变化相对于吹扫时间的测量结果的图;

图21说明显示用于分析浓度组成的根据一个实施方式的薄膜形成方法获得的氧化铝膜的x射线光电子能谱法(xps)深度分布结果的图;

图22说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法获得的氧化铝膜的沉积速率相对于基底温度的测量结果的图;

图23说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法获得的氧化铝膜的沉积速率的变化相对于吹扫时间的测量结果的图;

图24说明显示用于分析浓度组成的根据另一实施方式的薄膜形成方法获得的氧化铝膜的xps深度分布结果的图;和

图25说明显示用于分析浓度组成的在对比例中获得的氧化铝膜的xps深度分布结果的图。

具体实施方式

对于本发明而言,薄膜具有半导体领域中公认的含义。例如,薄膜具有从亚埃(sub-angstrommeters)例如10-3数量级(如0.00x)微米至数十微米的厚度,但不限于此。

图1说明显示根据一个实施方式的薄膜形成方法的流程图。图2a和2b更详细地说明图1中所示的薄膜形成方法中的阶段的横截面图。

参照图1和2a,在过程p10中,可准备下部膜110。下部膜110可为半导体膜、绝缘膜、介电膜或导电膜。下部膜110可包括例如国际纯粹(理论)与应用化学联合会(iupac)的周期表的iv族半导体或iii-v族化合物半导体、氧化硅、氮化硅、金属、金属氧化物、金属氮化物、或其组合。

参照图1和2b,在过程p20中,可使用具有羰基的反应抑制化合物通过原子层沉积(ald)工艺在下部膜110上形成薄膜150。

可在例如约300℃至约600℃的温度下进行用于形成薄膜150的ald工艺。例如,可在使ald设备的反应室的内部温度保持在约300℃至约600℃和使内部压力保持在约10pa至大气压的同时在反应室中形成薄膜150。

薄膜150可包括例如金属氧化物、金属氮化物、半金属氧化物或半金属氮化物。所述金属或半金属可选自例如铝(al)、锆(zr)、锂(li)、铍(be)、硼(b)、钠(na)、镁(mg)、钾(k)、钙(ca)、钪(sc)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)、锌(zn)、镓(ga)、锗(ge)、铷(rb)、锶(sr)、钇(y)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、银(ag)、镉(cd)、铟(in)、锡(sn)、锑(sb)、铯(cs)、钡(ba)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镥(lu)、铪(hf)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、铂(pt)、金(au)、汞(hg)、铅(pb)、铋(bi)、钋(po)、镭(ra)、锕(ac)、和硅(si)。在实施中,薄膜150可为例如al氧化物膜、zr氧化物膜、hf氧化物膜、la氧化物膜、si氧化物膜、ta氧化物膜、nb氧化物膜、zr氮化物膜、al氮化物膜、hf氮化物膜、la氮化物膜、si氮化物膜、ta氮化物膜、nb氮化物膜、或其组合。

薄膜150可用于多种目的。在实施中,薄膜150可用于构成半导体存储器件的电容器的一部分的介电膜、晶体管的栅介电膜、用于布线的导电阻挡膜、电阻膜、磁性膜、太阳能电池构件、用于半导体设备的构件、纳米结构体、和微电机系统(mems)致动器等。

图3说明更详细地显示根据一个实施方式的形成薄膜的方法的流程图。图4a-4c说明一些部件的示意图,以更详细地阐明图3中所述的薄膜形成方法。

在图4a-4c中,部分(a)说明用于阐明图3中描述的薄膜形成方法的横截面图,和部分(b)说明显示部分(a)中所示的一些部件的示例性平面构造的图。参照图3和图4a-4c,将根据图1的过程p20更详细地描述薄膜形成方法。

参照图3和4a,在过程p22中,可将具有羰基的反应抑制化合物120提供至下部膜110的暴露表面并且可化学吸附(例如,化学键合)在下部膜110的第一部分上,使得形成第一反应抑制层122。

构成下部膜110的多个中心原子112和多个反应性元素114可暴露在通过图1的过程p10准备的下部膜110的暴露表面中。多个中心原子112可由金属或半金属组成或者包括金属或半金属。多个反应性元素114可为具有与氧的不完全键合的原子或官能团。在实施中,中心原子112各自可为zr,且反应性元素114各自可为氧原子。

为了根据过程p22在下部膜110上形成第一反应抑制层122,可在约300℃至约600℃的温度下将反应抑制化合物120提供至下部膜110的暴露表面。结果,源自反应抑制化合物120的羰基的至少一个氧原子可键合至暴露在下部膜110的表面上的至少一个或每一个中心原子112,使得源自反应抑制化合物120的多个反应抑制官能团x可化学吸附在下部膜110的第一部分上以形成第一反应抑制层122。第一反应抑制层122可包括单层,所述单层由如下组成或包括如下:化学吸附在下部膜110的表面上的多个反应抑制官能团x。单层意味着薄的材料层且其可被视为低至单原子层,但其不限于单原子层的含义。

在第一反应抑制层122和下部膜110上,源自提供在下部膜110上的反应抑制化合物120的反应抑制官能团x和另外的(额外的)化合物可被物理吸附。这样的另外的材料和副产物可通过吹扫过程除去。所述吹扫过程可通过在约300℃至约600℃的温度下使用惰性气体例如氦(he)、氖(ne)、或氩(ar)、或氮(n2)进行。

在实施中,反应抑制化合物120可包括例如酮官能团、二酮官能团、三酮官能团、烯酮官能团、醛官能团、酯官能团、羧酸官能团、或酰胺官能团。

在实施中,反应抑制化合物120可包括例如烷基取代的β-二酮化合物如乙酰丙酮、3,5-庚二酮、2,4-己二酮、5-甲基-2,4-己二酮、庚烷-2,4-二酮、2-甲基庚烷-3,5-二酮、5-甲基庚烷-2,4-二酮、6-甲基庚烷-2,4-二酮、2,2-二甲基庚烷-3,5-二酮、2,6-二甲基庚烷-3,5-二酮、2,2,6-三甲基庚烷-3,5-二酮、2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮、辛烷-2,4-二酮、2,2,6-三甲基辛烷-3,5-二酮、2,6-二甲基辛烷-3,5-二酮、2,9-二甲基壬烷-4,6-二酮、2-甲基-6-乙基癸烷-3,5-二酮、和2,2-二甲基-6-乙基癸烷-3,5-二酮。

在实施中,反应抑制化合物120可包括例如酮化合物如丙酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮、苯乙酮和二苯甲酮。

在实施中,反应抑制化合物120可包括例如醛化合物如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛和2-甲基丙醛。

在实施中,反应抑制化合物120可包括例如酯化合物如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯和乙酸叔丁酯。

在实施中,反应抑制化合物120可包括例如羧酸化合物如乙酸、草酸、乙醛酸、乙醇酸、丙酸、丙-2-烯酸、2-丙炔酸、丙二酸、2-羟基丙二酸、氧代丙二酸(丙酮二酸)、2,2-二羟基丙二酸、2-氧代丙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2-环氧乙烷羧酸、丁酸、2-甲基丙酸、丁二酸、3-氧代丁酸、(e)-丁烯二酸、(z)-丁烯二酸、氧代丁二酸、羟基丁二酸、2,3-二羟基丁二酸、(e)-丁-2-烯酸、戊酸、3-甲基丁酸、戊二酸、2-氧代戊二酸、己酸、己二酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸、丙-1-烯-1,2,3-三羧酸、1-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸和(2e,4e)-己-2,4-二烯酸。

在实施中,具有不同的(各种)官能团如醚官能团和胺官能团的化合物可用作反应抑制化合物120。在实施中,反应抑制化合物120可包括例如化合物如二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,1-二甲氧基乙烷、乙酸酐、二碳酸、焦碳酸二甲酯、焦碳酸二乙酯、双(二甲基氨基)甲烷、四甲基乙二胺、三(二甲基氨基)甲烷、乙二胺、脒、乙脒、甲脒、n,n'-双(2-甲基-2-丙基)亚氨基甲酰胺和n,n'-二甲基亚氨基甲酰胺。

在过程p22中,在形成第一反应抑制层122之后,下部膜110的中心原子112和反应性元素114可暴露在通过第一反应抑制层122暴露的下部膜110的一些其它区域中。

参照图3和4b,在过程p24中,可形成化学吸附在第二部分(其为通过第一反应抑制层122暴露的下部膜110的一些其它区域)上的第一材料的第一前体层132。

为了形成第一前体层132,可将前体130在约300℃至约600℃的温度下提供在其中已经形成第一反应抑制层122的下部膜110上。

在实施中,所述第一材料可为金属或半金属。在实施中,所述第一材料可为例如铝(al),且前体130可为al前体。在实施中,前体130可为例如三甲基铝(tma)、三乙基铝(tea)、1-甲基吡咯烷铝烷(mpa)、二甲基乙基胺铝烷(dmeaa)、二甲基氢化铝(dmah)或三甲基胺铝烷硼烷(tmaab)。

第一前体层132可包括由如下构成的单层:化学吸附在下部膜110中通过第一反应抑制层122暴露的表面的第二部分上的多个前体官能团m。下部膜110中的被第一反应抑制层122覆盖的部分通过第一反应抑制层122抑制多个前体官能团m的化学键合,且多个前体官能团m仅化学键合至下部膜110中的通过第一反应抑制层122暴露的表面,从而形成第一前体层132。下部膜110上的第一前体层132可具有多个量子点形式的超致密结构。

在实施中,下部膜110可包括zro2膜,其为至少部分结晶的,且第一前体层132可沿着zro2膜的晶界形成。

在形成第一前体层132之后,物理吸附在下部膜110上的前体官能团m和另外的化合物可保留在下部膜110上。这样的另外的化合物可通过吹扫过程除去。所述吹扫过程可通过在约300℃至约600℃的温度下使用惰性气体例如he、ne、和ar、或n2进行。

参照图3和4c,可将反应性气体140提供至图4b中所示的第一反应抑制层122和第一前体层132,然后可将第一反应抑制层122从下部膜110除去,使得可在下部膜110上形成包括所述第一材料的第一单层150a。

可将反应性气体140提供至图4b中所示的第一反应抑制层122和第一前体层132,并且可通过第一反应抑制层122的多个反应抑制官能团x和反应性气体140之间的反应使化学吸附在下部膜110上的多个反应抑制官能团x解吸,使得第一反应抑制层122可被除去。结果,下部膜110的第一部分可再次暴露。同时,通过第一前体层132的多个前体官能团m与反应性气体140之间的反应,多个反应所得物r可留在下部膜110上,使得由多个反应所得物r组成的第一单层150a可形成于下部膜110上。第一单层150a可具有多个量子点形式的超致密结构。

反应性气体140可以气态状态或以等离子体状态提供。反应性气体140可为氧化气体或氮化气体。在实施中,反应性气体140可为例如选自如下的氧化气体:o2、o3、等离子体o2、h2o、no2、no、一氧化二氮(n2o)、co2、h2o2、hcooh、ch3cooh、(ch3co)2o、及其组合。在实施中,反应性气体140可例如选自nh3、单烷基胺、二烷基胺、三烷基胺、有机胺化合物、肼化合物、及其组合。

在形成第一单层150a之后,可通过吹扫过程除去保留在下部膜110和第一单层150a上的过量的反应性气体140和多余的(不必要的)材料。所述吹扫过程可通过在约300℃至约600℃的温度下使用惰性气体例如he、ne、和ar、或n2进行。

在实施中,图4b中所示的第一前体层132可包括al,且当反应性气体140为氧化气体时,第一单层150a可包括al氧化物。当下部膜110的至少一些部分具有结晶结构时,第一单层150a可沿着暴露在下部膜110的表面上的晶界形成。

图5说明显示形成于下部膜110上的第一单层150a的示例性形状的透视图,下部膜110的至少一些部分具有结晶结构。

参照图5,当下部膜110的至少一些部分具有结晶结构时,第一单层150a可沿着暴露在下部膜110的表面上的晶界110gb形成。在实施中,下部膜110的至少一些部分可为具有结晶结构的四方zro2(t-zro2)膜,并且在该情况下,第一单层150a可为沿着zro2膜的晶界110gb形成的多个量子点的形式。

图6说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法的流程图。图7a-7c说明根据图6中所述的薄膜形成方法的过程的一些构造的横截面图。

参照图6,过程p22、过程p24、和过程p26可以与参照图3和图4a-4c所述的相同的方式进行。

参照图6和7a,在过程p32中,可将具有羰基的反应抑制化合物120提供至下部膜110和第一单层150a的暴露表面以形成化学吸附在第一单层150a和下部膜110上的第二反应抑制层222。为了在下部膜110上形成第二反应抑制层222,可在约300℃至约600℃的温度下提供反应抑制化合物120。源自反应抑制化合物120的羰基的至少一个氧原子可与暴露在下部膜110的表面上的至少一个或每一个中心原子112键合,并且因此,源自反应抑制化合物120的多个反应抑制官能团x可化学吸附在下部膜110的一些部分和第一单层150a的一些部分上,从而形成第二反应抑制层222。第二反应抑制层222可包括单层,所述单层由如下组成或包括如下:化学吸附在下部膜110的表面和第一单层150a的表面上的多个反应抑制官能团x。第一单层150a的一些部分和下部膜110的一些部分可通过第二反应抑制层222暴露。

在第二反应抑制层222上的多余的化合物可通过吹扫过程除去。所述吹扫过程可以与图3的过程p22中的吹扫过程相同的方式进行。

参照图6和7b,在过程p34中,可形成化学吸附在第一单层150a的一些部分和下部膜110的一些部分上的第一材料(例如上述的相同的第一材料)的第二前体层232,第一单层150a的一些部分和下部膜110的一些部分通过第二反应抑制层222暴露。为了形成第二前体层232,可在约300℃至约600℃的温度下将前体130提供在其中形成第一单层150a和第二反应抑制层222的下部膜110上。

第二前体层232可包括单层,所述单层由如下组成或包括如下:化学吸附在通过第二反应抑制层222暴露的下部膜110和第一单层150a的部分上的多个前体官能团m。下部膜110和第一单层150a的被第二反应抑制层222覆盖的部分可通过第二反应抑制层222抑制多个前体官能团m的化学键合,使得不形成第二前体层232,且多个前体官能团m可仅化学键合至通过第二反应抑制层222暴露的部分,使得形成第二前体层232。另外,包含在第一单层150a中的多个反应所得物r的一些反应所得物r可在根据过程p34提供前体130之前已经在第一单层150a的垂直厚度方向(z方向)上与反应抑制官能团x键合。在这点上,当新的前体官能团m与第一单层150a的反应所得物r(反应抑制官能团x已经与其键合)键合时,新的前体官能团m可在更接近于下部膜110的主表面(x-y平面表面)的延伸方向的方向(而非垂直厚度方向(z方向))上化学吸附在第一单层150a的反应所得物r上,如图7b的虚线q1中所示。

保留在第二前体层232上的多余的化合物可通过吹扫过程除去。所述吹扫过程可以与图3的过程p24中的吹扫过程相同的方式进行。

参照图6和7c,在过程p36中,可将反应性气体140提供至第二反应抑制层222和第二前体层232以除去第二反应抑制层222,随后在下部膜110上形成包含第一材料的第二单层150b。

可将反应性气体140提供至第二反应抑制层222和第二前体层232,并且因此,可通过构成第二反应抑制层222的多个反应抑制官能团x和反应性气体140之间的反应使化学吸附在下部膜110上的多个反应抑制官能团x解吸,从而除去第二反应抑制层222。同时,通过构成第二前体层232的多个前体官能团m和反应性气体140之间的反应,多个反应所得物r的第二单层150b可保留在下部膜110和第一单层150a上。结果,包括第一单层150a和第二单层150b的薄膜150可形成于下部膜110上。

包括第二单层150b的薄膜150可具有比第一单层150a更大的厚度。而且,如图7c的虚线q2和q3中所示,第二单层150b的至少一些部分可在下部膜110上从第一单层150a在横向方向上沉积,所述横向方向平行于下部膜110的主表面(x-y平面表面)的延伸方向。因此,包括第二单层150b的薄膜150在横向方向上可具有比第一单层150a更大的宽度。

保留在薄膜150上的多余的所得物和化合物可通过吹扫过程除去。所述吹扫过程可以与图3的过程p26中的吹扫过程相同的方式进行。

在实施中,可对图7c的所得物进行图6的过程p32、过程p34、和过程p36至少一次以将薄膜150形成至所需厚度。

图8说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法的流程图。图9a-9c说明图8中所述的薄膜形成方法中的阶段的横截面图。

参照图8和图9a,在过程p40中,准备基底310。

在实施中,基底310可包括半导体元素如si和ge或化合物半导体如sic、gaas、inas和inp。在实施中,基底310可包括半导体基底、形成于半导体基底上的至少一个绝缘膜、或者包括至少一个导电区域的结构体。

参照图8和9b,在过程p50中,可在第一温度下在基底310上形成至少部分地处于无定形状态的由第一金属氧化物组成或包括第一金属氧化物的下部膜110a。

所述第一温度可低于所述第一金属氧化物的结晶温度。例如,所述第一温度可选自约200℃至约250℃的范围。在实施中,所述第一金属氧化物可由zro2组成,且下部膜110a可包括zro2膜。所述第一温度可低于所述zro2膜的结晶温度。下部膜110a可具有第一厚度th1。ald工艺可用于形成下部膜110a。

参照图8和9c,在过程p60中,图9b的下部膜110a的至少一些部分可在大于所述第一温度的第二温度下结晶以形成下部膜110b,并且因此,由第二金属氧化物组成或包括第二金属氧化物的薄膜150可通过使用具有羰基的反应抑制化合物的ald工艺形成于结晶的下部膜110b上。

所述第二温度可选自约300℃至约600℃的范围。

薄膜150可具有第二厚度th2,其小于下部膜110b的第一厚度th1。为了形成薄膜150,可进行参照图1和2b描述的形成薄膜150的方法、参照图3和图4a-4c描述的形成第一单层150a的方法或参照图6和图7a-7c描述的形成薄膜150的方法。

在实施中,所述第二金属氧化物可由al2o3组成或包括al2o3。在实施中,图9c的薄膜150可具有以与图5的第一单层150a类似的方式形成于下部膜110b上的多个量子点形状。图9c的薄膜150可具有与图7c的薄膜150相同的结构。在实施中,图9c的薄膜150可为通过对图7c的薄膜150进行图6的过程p32、过程p34、和过程p36至少一次而具有增加的厚度的薄膜150。

图10说明显示根据另一实施方式的薄膜形成方法的流程图。图11说明显示一些构造以阐明图10的薄膜形成方法的示意性横截面图。

参照图10,过程p40、过程p50和过程p60以与参照图8和图9a-9c描述的相同的方法进行,随后形成图9c的薄膜150。

参照图10和11,在过程p70中,可在薄膜150上形成由第三金属氧化物组成或包括第三金属氧化物的上部膜370。

在实施中,构成上部膜370的第三金属氧化物可由zro2构成,且上部膜370可包括无定形zro2膜。上部膜370可具有第三厚度th3,其大于薄膜150的第二厚度th2。ald工艺可用于形成上部膜370。

图12说明显示可用于进行根据实施方式的薄膜形成方法的集成电路器件制造设备400的示意性构造的图。

参照图12,集成电路器件制造设备400可包括具有用于处理至少一个基底w的反应室402的基底处理设备410和用于将处理基底w所必需的材料供应至反应室402的源供应系统420。

源供应系统420可配置成将反应抑制化合物120、前体130、反应性气体140和吹扫气体190供应至反应室402中,各自被独立地且在不同时间供应。在实施中,源供应系统420可配置成将反应抑制化合物120、前体130、反应性气体140和吹扫气体190的至少两种同时供应至反应室402中。反应室402可为其中可装载和卸载至少一个基底w的室。

源供应系统420可包括用于供应反应抑制化合物120的第一供应设备422、用于供应前体130的第二供应设备424、用于供应反应性气体140的第三供应设备426和用于供应吹扫气体190的第四供应设备428。

可将储存在第一供应设备422中的反应抑制化合物120从第一供应设备422通过管道442供应至反应室402中。可在第一供应设备422与反应室402之间沿着管道442提供能够控制反应抑制化合物120的流量的流量控制设备452。

第二供应设备424可包括前体储存容器425和蒸发器460。前体储存容器425和蒸发器460可通过管道444连接,且管道444可包括流量控制设备454。蒸发器460和反应室402可通过管道445连接,且管道445可包括流量控制设备455。可将前体储存容器425中的前体130供应至蒸发器460并在蒸发器460中蒸发,随后被供应至反应室402。

可将储存在第三供应设备426中的反应性气体140通过管道446供应至反应室402中。可向管道446提供能够控制反应性气体140的流量的流量控制设备456。

可将储存在第四供应设备428中的吹扫气体190通过管道448提供至反应室402中。可向管道448提供能够控制吹扫气体190的流量的流量控制设备458。

流体可流动通过包括在源供应系统420中的多个管道442、444、445、446和448。多个流量控制设备452、454、455、456和458可包括能够控制流体的流量的阀系统。

图13说明横截面图,用于更具体地说明图12的基底处理设备410的示例性构造。图13说明包括能够在多个基底w上同时进行ald工艺的间歇型(分批型)反应管510的基底处理设备410a的主要构造。

参照图13,基底处理设备410a可包括用于提供反应室502(其为用于处理多个基底w的空间)的反应管510和用于将薄膜形成所必需的流体喷射(注射)至反应管510中的多个基底w的喷射器(注射器)520。可将用于支撑多个基底w的舟皿(boat)530安装在反应管510中。

反应管510可包括下部开放端和上部封闭端。反应管510的下部开放端可包括从反应管510径向地且向外地突出的凸缘(法兰)514。凸缘514可安装在支撑单元(装置)516上并且使用密封构件如o-环密封反应管510与支撑单元516。反应管510可在垂直方向上从支撑单元516向上延伸。

可通过布置成围绕反应管510的温度控制系统而使反应室502保持在所需温度。反应管510可包括石英。可通过门板(doorplate)532支撑包括在反应室502中的舟皿530。在基底处理设备410a中,可将门板532安装成上下移动,使得舟皿530可被拉入反应管510或从反应管510拉出。支撑舟皿530的舟皿盖(罩)534可安装在舟皿530的下部处。舟皿盖534可充当散热器(冷源,heatsink)。舟皿530可配置成包括约20-40个基底w。门板532可在反应管510的下部处用密封构件如o-环密封反应管510。围绕舟皿盖534的盖板536可设置在门板532之上。盖板536可防止反应管510中的工艺气体或工艺副产物在支撑单元516和盖板536之间流动。

旋转轴538可安装在舟皿530的下部处并且可连接至提供在门板532的外侧处的发动机(电动机)m。可使用旋转轴538在反应管510内旋转地支撑舟皿530。在进行基底处理设备410a所需的用于形成薄膜的ald工艺的同时,舟皿530可通过发动机m和旋转轴538以预定的速度旋转并且因此形成薄膜所必需的气体可被喷射至反应室502中的多个基底w上。

气体引入管道540可从反应管510的下部延伸至支撑单元516中。气体引入管道540可连接至图12的源供应系统420。从源供应系统420供应的流体例如反应抑制化合物120、前体130、反应性气体140和吹扫气体190可通过气体引入管道540流入反应室502中。

可将通过气体引入管道540引入反应室502中的气体例如反应抑制化合物120、前体130、反应性气体140和吹扫气体190供应至喷射器520。喷射器520可具有用于将引入的气体喷出至多个基底w上的多个喷出口。可将薄膜形成所必需的气体朝着反应管510的中心通过多个喷出口在平行于多个基底w的各主表面的方向上喷出。喷射器520可包括石英、不锈钢或合金。

排气引导件(导向器,导管)544安装在反应管510中。排气引导件544可提供用于收集和排放经过舟皿的气体的排气通路。排气引导件544可包括石英。排气引导件544可与舟皿530的外周表面间隔开,而且与反应管510的内周表面间隔开。排气引导件544可包括沿着反应管510的延伸方向布置的多个排气狭缝546和用于通过多个排气狭缝546排放引入至排气引导件544的气体的排放出口548。排气引导件544可进一步包括用于排出反应管510的下部和支撑单元516的内部中的气体的排气孔549。

基底处理设备410a可包括用于排出反应管510内的气体的排气单元550。排气单元550可包括与反应管510的内部空间连通的排气出口552。排气出口552可形成为穿过支撑单元516。将已经供应至多个基底w上的反应室502中的气体通过排气狭缝546引入至排气引导件544并且通过排放出口548排放至排气引导件544的外部。可将从排气引导件544排放的气体通过排气出口552排放至基底处理设备410a的外部。

基底处理设备410a可进一步包括用于调节反应管510中的压力的压力调节设备。所述压力调节设备可连接至排气出口552并且包括用于降低反应管510中的压力的泵。

图14说明可应用于参照图1-11描述的薄膜形成方法的供应气体的供应时序图。

参照图14,如参照图3和图4a的过程p22所述的,可将反应抑制化合物120供应至反应室如图13的反应室502以形成化学吸附在下部膜110上的第一反应抑制层122,随后供应吹扫气体以将下部膜110上的多余的材料排放至外部。

接着,如参照图3和图4b的过程p24所述的,可将前体130供应至下部膜110上以形成由化学吸附在下部膜110上的多个前体官能团m组成的第一前体层132,随后供应吹扫气体以将下部膜110上的多余的材料排放至外部。

然后,如参照图3和图4c的过程p26所述的,可将反应性气体140供应至第一前体层132以从下部膜110除去第一反应抑制层122并且在下部膜110上形成第一单层150a,随后供应吹扫气体以将下部膜110上的多余的材料排放至外部。

具有以一个循环进行的前述过程的ald工艺可对形成的第一单层150a重复至少一次,使得可形成具有所需厚度的薄膜150(参见图7c和9c)。

图15a-15d说明用于描述图14中的ald工艺的循环的其它实施方式的气体供应时序图。

图15a的气体供应时序图基本上与参照图14所述的相同,除了如下之外:在用于形成图4c的第一单层150a或者图7c或9c的薄膜150的ald工艺中,可将吹扫气体供应至下部膜110上以在进行如参照图14所述的一个循环的ald工艺之前进一步进行用于除去下部膜110上的多余的材料的预备吹扫过程(pp)。

图15b的气体供应时序图基本上与参照图14所述的相同,除了如下之外:反应抑制化合物120的供应时序和前体130的供应时序可彼此改变例如反转。

图15c的气体供应时序图基本上与参照图14所述的相同,除了如下之外:反应抑制化合物120的供应和前体130的供应可同时进行。

图15d的气体供应时序图基本上与参照图14所述的相同,除了如下之外:反应抑制化合物120的供应和反应性气体140的供应可同时进行。

在根据实施方式的薄膜形成方法中,可通过基于图15a-15d的气体供应时序图的ald工艺的任一个ald工艺形成薄膜。对图4c的其中形成第一单层150a的所得物进行重复根据图14和图15a-15d的气体供应时序图的任一个的循环至少一次的ald工艺,由此可形成具有所需厚度的薄膜150(参见图7c和9c)。

根据参照图1-15d描述的薄膜形成方法,可形成具有致密结构和比通过其它ald工艺获得的单层的厚度小的厚度的薄膜而没有杂质,并且控制所需薄膜的厚度以及薄膜的厚度均匀性和阶梯覆盖性也可为容易的。

图16a-16j说明根据实施方式的制造集成电路器件600(参见图16j)的方法中的阶段的横截面图。

参照图16a,可在包括多个有源(活性)区ac的基底610上形成层间电介质620,随后形成多个导电区624,其贯穿层间电介质620并且分别连接至多个有源区ac。

基底610可具有基本上与图9a的基底310相同的构造。多个有源区ac可通过多个器件隔离区612限定。层间电介质620可包括氧化硅膜。多个导电区624可包括多晶硅、金属、导电金属氮化物、金属硅化物、或其组合。

参照图16b,可形成绝缘层628并且其覆盖层间电介质620和多个导电区624。绝缘层628可包括氮化硅、氮氧化硅、或其组合。

参照图16c,可在绝缘层628上形成模型膜630。模型膜630可包括氧化物膜。

参照图16d,牺牲膜642和掩模图案644可以该所述的顺序形成于模型膜630上。牺牲膜642可包括氧化物膜。牺牲膜642保护包括在模型膜630中的支撑(载体)膜。掩模图案644可包括氧化物、氮化物膜、多晶硅膜、光刻胶膜、或其组合。

参照图16e,可通过使用掩模图案644作为蚀刻掩模和使用绝缘层628作为蚀刻停止层而将牺牲膜642和模型膜630干蚀刻,由此形成牺牲图案642p和模型图案630p,其限定多个孔h1。在此,绝缘层628也可由于过蚀刻而被蚀刻,由此可形成绝缘图案628p并且其暴露多个导电区624。

参照图16f,可从图16e的所得物除去掩模图案644,随后形成下部电极形成导电膜650,其覆盖多个孔h1各自的内侧壁、绝缘图案628p的暴露表面、多个孔h1内的多个导电区624各自的暴露表面、和牺牲图案642p的暴露表面。

下部电极形成导电膜650可包括掺杂的半导体、导电金属氮化物、金属、金属硅化物、导电氧化物、或其组合。例如,下部电极形成导电膜650可包括tin、tialn、tan、taaln、w、wn、ru、ruo2、srruo3、ir、iro2、pt、pto、bsro((ba,sr)ruo3)、cro(caruo3)、或lsco((la,sr)coo3)。为了形成下部电极形成导电膜650,可使用cvd、金属有机cvd(mocvd)或ald工艺。

参照图16g,可部分地除去下部电极形成导电膜650的上侧,由此将下部电极形成导电膜650划分成多个下部电极le。

为了形成多个下部电极le,可通过使用回蚀或化学机械抛光(cmp)工艺除去下部电极形成导电膜650的上侧的一部分和牺牲图案642p(参见图16f)。

参照图16h,可除去模型图案630p,由此暴露具有圆筒形状的多个下部电极le的外壁。

参照图16i,可在多个下部电极le上形成介电膜660。

介电膜660可共形地覆盖多个下部电极le的暴露表面。介电膜660可通过ald工艺形成。为了形成介电膜660,可使用来自参照图1-15d描述的方法中的至少一种方法。

介电膜660可包括氧化铝膜。在实施中,介电膜660可包括氧化铝膜的单一层,或可包括至少一个氧化铝膜和至少一个高k介电膜的组合,所述高k介电膜选自氧化钽膜和氧化锆膜。例如,介电膜660可具有包括zro2/al2o3/zro2层叠结构、或zro2/al2o3/zro2/al2o3层叠结构的多层结构体。介电膜660可具有约-约的厚度。在实施中,构成介电膜660的氧化铝膜可具有约-约的厚度。用于形成介电膜660的ald工艺可在约300℃-约600℃下进行。

在实施中,在形成介电膜660之后,可在约500℃-约1,150℃的温度下将介电膜660退火。

参照图16j,可在介电膜660上形成上部电极ue。下部电极le、介电膜660和上部电极ue可构成电容器670。

上部电极ue可包括掺杂的半导体、导电金属氮化物、金属、金属硅化物、导电氧化物、或其组合。为了形成上部电极ue,可使用cvd、mocvd、pvd、或ald工艺。

在已经参照图16a-16j描述的制造集成电路器件600的方法中,可形成不具有内部空间的柱型下部电极代替圆筒下部电极le。

在已经参照图16a-16j描述的根据实施方式的制造集成电路器件600的方法中,电容器670可包括具有3维电极结构的下部电极le以提高电容器670的电容。为了补偿由于设计尺(线)的减小所致的电容的减小,可增加3维结构化的下部电极le的纵横比。依照根据实施方式的制造集成电路器件的方法,当通过ald工艺在下部电极le上形成介电膜660时,通过使用根据实施方式的薄膜形成方法,可在具有相对大的纵横比的三维结构的下部电极le上均匀地形成由如下的薄膜构成的介电膜660:其具有致密的结构和比通过其它ald工艺获得的单层的厚度小的厚度。

另外,保留在介电膜660中的杂质的量可减少,由此改善包括介电膜660的集成电路器件600的电特性和可靠性。

图17a-17h说明根据另外的实施方式的制造集成电路器件的方法中的阶段的横截面图。参照图17a-17h,将描述制造构成垂直非易失性存储器件的集成电路器件700(参见图17h)的方法。

参照图17a,可在基底710上形成蚀刻停止绝缘膜722,且多个牺牲层p724和多个绝缘层726可逐层地交替堆叠在蚀刻停止绝缘膜722上。最上面的绝缘层726的厚度可大于另外的绝缘层726的厚度。

基底710可具有基本上与图9a的基底310相同的构造。蚀刻停止绝缘膜722和多个绝缘层726可为绝缘材料例如氧化硅。多个牺牲层p724可包括氮化硅膜、氮氧化硅膜、多晶硅膜、或多晶硅锗膜。

参照图17b,可穿过多个绝缘层726、多个牺牲层p724和蚀刻停止绝缘膜722形成多个沟道孔730。

参照图17c,电荷存储膜732、隧道介电膜734和沟道区740可以该所述的顺序形成并且顺序地覆盖多个沟道孔730各自的内壁。

电荷存储膜732可包括氮化硅膜。隧道介电膜734可包括氧化硅膜。沟道区740可包括半导体膜例如si膜。绝缘膜742可填充保留在各沟道孔730中的沟道区740之上的空间。

可部分地除去电荷存储膜732、隧道介电膜734、沟道区740和绝缘膜742以在多个沟道孔730各自中形成上部空间,并且导电图案750可填充所述上部空间。导电图案750可包括掺杂的多晶硅。导电图案750可用作漏区(漏极区)。

参照图17d,多个开口760可穿过多个绝缘层726、多个牺牲层p724和蚀刻停止绝缘膜722形成并且暴露基底710。多个开口760各自可为字线切割区。

参照图17e,可从多个开口760除去多个牺牲层p724,由此形成各自在多个绝缘层726的两个之间的多个栅空间gs。电荷存储膜732可通过多个栅空间gs暴露。

参照图17f,可形成阻挡绝缘膜736并且其覆盖多个栅空间gs(参见图17e)的内壁。

阻挡绝缘膜736可通过ald工艺形成。为了形成阻挡绝缘膜736,可使用来自参照图1-15d描述的薄膜形成方法中的至少一种方法。阻挡绝缘膜736可包括氧化铝膜。在实施中,阻挡绝缘膜736可包括氧化铝膜的单一膜或者至少一个氧化铝膜和至少一个高k介电膜的组合,所述高介电膜选自氧化钽膜和氧化锆膜。用于形成阻挡绝缘膜736的ald工艺可在约300℃至约600℃的温度下进行。

参照图17g,可形成用于栅电极的导电层并且其可填充被阻挡绝缘膜736围绕的空间和保留在多个栅空间gs(参见图17e)当中的空间,随后部分地除去阻挡绝缘膜736和用于栅电极的导电层,使得多个开口760中的多个绝缘层726各自的侧壁暴露,由此阻挡绝缘膜736和栅电极764保留在多个栅空间gs中。

在沟道区740和栅电极764之间形成的隧道介电膜734、电荷存储膜732和阻挡绝缘膜736可构成栅介电膜738。

栅电极764可包括接触阻挡绝缘膜736的第一导电阻挡膜和形成于所述第一导电阻挡膜上的第一导电膜。所述第一导电阻挡膜可包括导电金属氮化物例如tin或tan。所述第一导电膜可包括导电多晶硅、金属、金属硅化物、或其组合。

通过将杂质注入通过多个开口760暴露的基底710中,可在基底710中形成多个公共源区(源极区)768。

参照图17h,可在多个开口760各自的内侧壁上形成绝缘间隔物772,并且导电插头(塞)774可填充多个开口760各自的内部空间。

绝缘间隔物772可包括氧化硅膜、氮化硅膜、或其组合。导电插头774可包括接触绝缘间隔物772的第二导电阻挡膜和填充多个开口760各自中被所述第二导电阻挡膜围绕的空间的第二导电膜。所述第二导电阻挡膜可包括导电金属氮化物例如tin或tan,和所述第二导电膜可包括金属例如钨。

可在多个导电插头774上形成多个第一接触(触头)782和多个第一导电层784。多个第一接触782和多个第一导电层784各自可包括金属、金属氮化物、或其组合。

可在多个导电图案750上形成多个第二接触792和多个位线794。多个第二接触792和多个位线794各自可包括金属、金属氮化物、或其组合。

根据已经参照图17a-17h描述的制造集成电路器件700的方法,通过使用根据实施方式的薄膜形成方法来形成阻挡绝缘膜736,可形成包括具有致密结构和比通过常规ald工艺获得的单层的厚度小的厚度的薄膜的阻挡绝缘膜736,并且可以均匀的厚度在三维结构上和在各自具有相对大的纵横比的孔中形成具有均匀的阶梯覆盖性的阻挡绝缘膜736。另外,保留在阻挡绝缘膜736中的杂质的量可减少,由此改善包括阻挡绝缘膜736的集成电路器件700的电特性和可靠性。

图18a-18c说明显示可在制造集成电路器件700的方法(所述方法已经参照图17a-17h描述)中代替图17g和17h中所示的栅介电膜738使用的其它栅介电膜738a、738b和738c的实例结构的横截面图。

图17h中所示的集成电路器件700可包括图18a中所示的栅介电膜738a、图18b中所示的栅介电膜738b、或图18c中所示的栅介电膜738c代替栅介电膜738。

图18a中所示的栅介电膜738a可包括隧道介电膜734a、电荷存储膜732a、和阻挡绝缘膜736a,其以该所述的顺序形成于沟道区740上并且形成于沟道区740与栅电极764之间的栅空间gs的部分中。图18b中所示的栅介电膜738b可包括隧道介电膜734b、电荷存储膜732b、和阻挡绝缘膜736b,其在沟道区740与栅电极764之间从沟道区740以该所述的顺序形成。图18c中所示的栅介电膜738c可包括隧道介电膜734c、电荷存储膜732c、和阻挡绝缘膜736c,其以该所述的顺序形成于沟道区740上并且形成于沟道区740与栅电极764之间的沟道孔730的内部部分中。

阻挡绝缘膜736a、736b和736c可通过参照图17f描述的形成阻挡绝缘膜736的相同的方法形成。图18a-18c中所示的隧道介电膜734a、734b和734c、电荷存储膜732a、732b和732c以及阻挡绝缘膜736a、736b和736c的具体构造基本上与已经参照图17a-17h描述的隧道介电膜734、电荷存储膜732和阻挡绝缘膜736的描述相同。

在下文中,将参照一些实施例阐明根据实施方式的薄膜形成方法。

提供以下实施例和对比例以突出一种或多种实施方式的特性,但是将理解,实施例和对比例将不被解释为限制实施方式的范围,对比例也将不被解释为在实施方式的范围外。此外,将理解,实施方式不限于在实施例和对比例中描述的具体细节。

实施例1(薄膜形成1)

根据本文中描述的薄膜形成方法,使用乙酰丙酮作为反应抑制化合物在硅基底上形成氧化铝膜。为了形成氧化铝膜,进行ald工艺,原料的容器温度为70℃,并且ald工艺温度(气体温度)为约300℃至约350℃。使用o3/o2混合气体作为反应性气体。

为了进行ald工艺,在以下一系列过程(1)-(6)被定义为一个循环的情况下,进行500个循环。

(1)形成反应抑制层的过程,其中将通过使用ar蒸发的乙酰丙酮的蒸气供应至在2hpa的受控压力下的反应室10秒以吸附在基底上,

(2)通过将ar气喷射至反应室中20秒的用于除去未反应的原料的吹扫过程,

(3)形成前体层的过程,其中将通过ar蒸发的三甲基铝(tma)的蒸气供应至在2hpa的受控压力下的反应室30秒以吸附在基底上,

(4)通过将ar气喷射至反应室中20秒的用于除去未反应的原料的吹扫过程,

(5)形成单层的过程,其中将包含300g/m3的浓度的o3气体的o3/o2混合气体引入反应室中并且在2hpa的压力下反应30秒,和

(6)通过将ar气喷射至反应室中30秒的用于除去未反应的原料的吹扫过程。

通过椭偏计测量由以上过程获得的氧化铝膜的厚度。通过ald工艺的每一个循环获得的氧化铝膜的厚度即沉积速率为约/循环至约/循环。

图19说明显示实施例1中获得的氧化铝膜的沉积速率相对于基底温度的测量结果的图。由图19的结果,当基底温度在约300℃至约350℃的范围内时,随着基底温度的升高,沉积速率显示几乎没有变化,这是理想的ald行为。

图20说明显示氧化铝膜的沉积速率的变化相对于吹扫时间的测量结果的图,其中当基底温度为325℃时,根据过程(1)将作为反应抑制化合物的乙酰丙酮喷射至反应室中,随后通过不同地设置过程(2)的吹扫时间而形成薄膜。

由图20的结果,与其中使用乙醇作为反应抑制化合物的情况不同,当使用乙酰丙酮作为反应抑制化合物时,可看到,恒定地保持约/循环的薄膜沉积速率而没有任何变化,即使在增加吹扫时间时也是如此。由图20的结果,可看到,强地吸附在基底上的乙酰丙酮在325℃的比较高的温度下且对于比较长的吹扫时间保持稳定地键合在基底上而没有解吸。在这点上,即使在使用具有相对大的内部体积的反应室(例如,图13的包括间歇型反应管510的基底处理设备410a)进行ald工艺时,ald工艺也可稳定地进行并且氧化铝膜的厚度分布可被改善。

图21说明显示用于分析浓度组成的实施例1中获得的氧化铝膜的x射线光电子能谱法(xps)深度分布结果的图。

由通过xps分析薄膜结构和薄膜组成的结果,所获得的薄膜全部为氧化铝膜。可看到,没有杂质(如源自用作反应抑制化合物的乙酰丙酮的碳原子)保留在氧化铝膜中。

实施例2(薄膜形成2)

以与实施例1相同的方式形成氧化铝膜,除了如下之外:使用3,5-庚二酮代替乙酰丙酮作为反应抑制化合物。

图22说明显示实施例2中获得的氧化铝膜的沉积速率相对于基底温度的测量结果的图。

由图22的结果,当基底温度在约300℃至约350℃的范围内时,随着基底温度的升高,沉积速率显示几乎没有变化,这是理想的ald行为。

图23说明显示氧化铝膜的沉积速率的变化相对于吹扫时间的测量结果的图,其中当基底温度为325℃时,根据过程(1)将作为反应抑制化合物的3,5-庚二酮喷射至反应室中,随后通过不同地设置过程(2)的吹扫时间而形成薄膜。

由图23的结果,与其中使用乙醇作为反应抑制化合物的情况不同,当使用3,5-庚二酮作为反应抑制化合物时,可看到,恒定地保持薄膜沉积速率而没有任何变化,即使在增加吹扫时间时也是如此。可看到,即使当使用3,5-庚二酮作为反应抑制化合物时,3,5-庚二酮在325℃的比较高的温度下和对于如实施例中所示的比较长的吹扫时间也保持稳定地键合在基底上而没有解吸。

图24说明显示用于分析浓度组成的实施例2中获得的氧化铝膜的xps深度分布结果的图。

由通过xps分析薄膜结构和薄膜组成的结果,可看到所获得的薄膜全部为氧化铝膜。可看到,没有杂质(如源自用作反应抑制化合物的3,5-庚二酮的碳原子)保留在氧化铝膜中。

如可由实施例1和2的结果看到的,与其中薄膜具有约/循环的比较大的沉积速率的其它薄膜形成方法不同,根据本公开内容的薄膜形成方法,通过使用具有羰基的反应抑制化合物可防止用于形成薄膜的前体过量地吸附在基底上,使得薄膜沉积速率可降低至例如约/循环至约/循环,这与其它薄膜形成方法相比为超过约50%的降低。因此,当采用用于制造高度集成并且具有复杂三维结构的集成电路器件的大规模(mass)工艺时,可保证工艺稳定性。另外,控制所需薄膜的厚度以及薄膜的厚度均匀性和/或阶梯覆盖性也可为容易的。而且,即使当ald工艺的温度设置至约300℃至约600℃的比较高的温度并且在ald工艺期间增加吹扫时间以防止杂质保留在待形成的薄膜中时,反应抑制化合物在比较高的温度下且对于比较长的吹扫时间可不从基底解吸并且可保持稳定地键合至其,由此使得ald工艺能够稳定地进行。

对比例

以与实施例1相同的方式形成氧化铝膜,除了如下之外:ald工艺的温度为175℃。

图25说明显示用于分析浓度组成的在对比例中获得的氧化铝膜的xps深度分布结果的图。如可由图25的结果看到的,当在175℃的比较低的温度下形成氧化铝膜时,大量的碳杂质被引入至氧化铝膜中,并且因此包含约10%的碳杂质。可理解,当在比较低的温度下进行ald工艺时,氧的活性可降低并且因此氧化能力可不足,从而导致大量的杂质保留在氧化铝膜中。如上所述,如果大量的碳杂质将保留在氧化铝膜中,则氧化铝膜的特性可劣化并且因此可难以预期在集成电路器件中采用时所需的电特性。

然而,根据实施方式的薄膜形成方法,可通过使用具有羰基的反应抑制化合物在约300℃至约600℃的比较高的温度下形成薄膜,并且因此在进行ald工艺时可以氧的完全活化的状态提供足够的氧化能力,由此获得其中没有杂质如源自反应抑制化合物的碳的干净薄膜。

在根据实施方式的薄膜形成方法中,可形成具有致密结构和比通过其它ald工艺获得的单层的厚度小的厚度的薄膜而没有杂质,并且可容易地控制所需薄膜的厚度以及薄膜的厚度均匀性和阶梯覆盖性。

在根据实施方式的制造集成电路器件的方法中,可以均匀的厚度在具有大的纵横比的三维结构上形成具有小的厚度和致密结构的薄膜,并且可形成不具有杂质的薄膜,由此改善集成电路器件的电特性和可靠性。

实施方式可提供能够以优异的阶梯覆盖性在具有大的纵横比的三维结构上形成均匀薄膜的制造方法。另外,随着具有高集成度的集成电路器件的缩小,集成电路器件的厚度可降低。

实施方式可提供形成包含金属的薄膜的方法和使用其制造集成电路器件的方法。

实施方式可提供如下的薄膜形成方法:其中在具有大的纵横比的三维结构上形成不具有杂质且具有非常小的厚度的薄膜并且容易地控制薄膜的厚度均匀性和阶梯覆盖性。

实施方式可提供具有非常小且均匀的厚度并且以优异的阶梯覆盖性无杂质地形成于具有大的纵横比的三维结构上的薄膜,由此提供制造集成电路器件的方法,其导致优异的电特性和可靠性。

已经在本文中公开了实例实施方式,且尽管采用具体的术语,但是它们仅在一般的和描述的意义上被使用和将被解释且不用于限制的目的。在一些情况中,如对于在本申请提交时的本领域普通技术人员而言将是明晰的,关于具体实施方式所描述的特征、特性和/或要素可单独地或者与关于另外的实施方式所描述的特征、特性和/或要素组合使用,除非另外特别指明。因此,本领域技术人员将理解,在不背离如由所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围的情况下,可进行形式和细节方面的多种变化。

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