无缺陷氧化锗缝隙填充的制作方法

本公开的实施例总体涉及形成氧化锗材料的方法。具体地，本公开的实施例涉及形成无缺陷氧化锗缝隙填充的方法。

背景技术：

1、氧化锗在半导体制造中是越来越重要的材料。锗是14族元素，类似于硅，并且因此含锗材料通常具有与其硅基类似物类似的性质。鉴于在半导体制造中的氧化硅的普及，在各种处理方案中存在对于氧化锗、其性质以及形成氧化锗材料的方法的增加关注。

2、一种关注方案是以缝隙填充材料来填充基板特征(例如，通孔、沟槽、等等)。不幸地，典型缝隙填充方法通常造成含有包括接缝与空隙的缺陷的缝隙填充材料。缺陷会导致在下游处理期间的多种问题。问题通常通过蚀刻工艺最清楚地证实，蚀刻工艺相较于周围的缝隙填充不同地影响缺陷。随着时间推移，这些缺陷也会导致含有缝隙填充的图案/装置的劣化。

3、因此，存在对于不在沉积的材料内产生接缝、空隙或其他缺陷的沉积缝隙填充的新颖方法的需求。

技术实现思路

1、本公开的一个或多个实施例涉及沉积缝隙填充材料的方法。方法包含将包含至少一个特征的基板表面暴露于锗烷前驱物与第一氧化物，以在所述至少一个特征内沉积包含氧化锗的缝隙填充材料。所述至少一个特征具有开口宽度并且延伸进入基板一深度。缝隙填充材料基本上不具有空隙或接缝。

2、本公开的额外实施例涉及沉积缝隙填充材料的方法。方法包含将包含至少一个特征的基板表面暴露于第一氧化剂的持续流动以及锗烷前驱物与第二氧化剂的交替流动，以在所述至少一个特征内沉积包含氧化锗的缝隙填充材料。所述至少一个特征具有开口宽度并且延伸进入基板一深度。锗烷前驱物与第二氧化剂各自具有小于或等于25％的占空比。缝隙填充材料基本上不具有空隙或接缝。

3、本公开的进一步实施例涉及选择性移除氧化锗的方法。方法包含将氧化锗层暴露于碱性水溶液。

技术特征：

1.一种沉积缝隙填充材料的方法，所述方法包含：将包含至少一个特征的基板表面暴露于锗烷前驱物与第一氧化剂，以在所述至少一个特征内沉积包含氧化锗的缝隙填充材料，所述至少一个特征具有开口宽度且延伸进入所述基板一深度，所述缝隙填充材料基本上不具有空隙或接缝。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述开口宽度在15nm至30nm的范围内。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述深度与所述开口宽度之间的比率在2至10的范围内。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述锗烷前驱物包含锗烷(geh4)。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述锗烷前驱物进一步包含氢气(h2)。

6.如权利要求5所述的方法，其中氢气与锗烷的比率在5至20的范围内。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一氧化剂包含一氧化二氮(n2o)、氧气(o2)、臭氧(o3)、或水(h2o)中的一者或多者。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一氧化剂与所述锗烷前驱物的比率在10至50的范围内。

9.如权利要求1所述的方法，其中在不使用等离子体的情况下执行所述方法。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述方法在100托至500托的范围内的压力下执行。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述基板被维持在400℃至600℃的范围内的温度。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述缝隙填充材料包含在0.5至1的范围内的锗与氧的原子比率。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述基板表面持续地暴露于所述第一氧化剂并且间歇地暴露于所述锗烷前驱物。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述锗烷前驱物具有小于或等于33％的占空比。

15.如权利要求13所述的方法，进一步包含当不流动所述锗烷前驱物时，将所述基板表面暴露于第二氧化剂。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一氧化剂基本上由n2o组成并且所述第二氧化剂基本上由o2组成。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述缝隙填充材料包含在0.2至0.5的范围内的锗与氧的原子比率。

18.一种沉积缝隙填充材料的方法，所述方法包含：将包含至少一个特征的基板表面暴露于第一氧化剂的持续流动以及锗烷前驱物与第二氧化剂的交替流动，以在所述至少一个特征内沉积包含氧化锗的缝隙填充材料，所述至少一个特征具有开口宽度并且延伸进入所述基板一深度，所述锗烷前驱物与所述第二氧化剂各自具有小于或等于25％的占空比，所述缝隙填充材料基本上不具有空隙或接缝。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一氧化剂基本上由n2o组成并且所述第二氧化剂基本上由o2组成。

20.一种选择性移除氧化锗的方法，包含：将氧化锗层暴露于碱性水溶液。

技术总结
公开了用于形成包括氧化锗的无缺陷缝隙填充材料的方法。在一些实施例中，通过将基板表面同时暴露于锗烷前驱物与氧化剂来沉积缝隙填充材料。锗烷前驱物可间歇地流动。基板还可暴露于第二氧化剂以增加缝隙填充材料内氧的相对浓度。

技术研发人员：王慧圆,S·S·罗伊,越泽武仁,戚波,A·B·玛里克
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14