新颖氧化剂及张力环前驱物的制作方法

本公开内容之实施方式涉及用于沉积含硅膜的硅前驱物、氧化剂及方法。具体而言，本公开内容之实施方式针对张力环硅前驱物、氧氮环丙烷氧化剂、p/s/n氧化物，及使用上述各者的方法。

背景技术：

1、半导体处理工业持续寻求更大产量，同时增加沉积在具有更大表面区域的基板上的层的均匀性。这些相同因素结合新的材料亦提供了基板的每单位面积的更高的电路整合。随着电路整合增加，对关于层厚度的更大的均匀性及工艺控制的需求上升。结果，已开发各种技术以用成本高效的方式在基板上沉积层，同时保持对层特性的控制。

2、化学气相沉积(chemical vapor deposition；cvd)是用于在基板上沉积层的最常见的沉积工艺之一者。cvd是一种依赖于通量的沉积技术，该技术需要精确控制基板温度及引入处理腔室的前驱物，以产生所需的均匀厚度的层。随着基板尺寸的增加，这些要求变得更加关键，从而需要更加复杂的腔室设计及气流技术以保持足够的均匀性。

3、循环沉积或原子层沉积(atomic layer deposition；ald)为一种表现出优异阶梯覆盖率的cvd之变体。循环沉积基于原子层外延(atomic layer epitaxy；ale)，并采用化学吸附技术在连续循环中将前驱物分子输送至基板表面。该循环将基板表面暴露于第一前驱物、净化气体、第二前驱物及净化气体。第一和第二前驱物反应以在基板表面上形成作为膜的产物化合物。重复该循环以形成所需厚度的层。

4、先进微电子装置的日益复杂性对当前使用的沉积技术提出了严格的要求。不幸的是，具有强大的热稳定性、高反应性，及适合膜生长的蒸气压力的必要特性的可用的可行化学前驱物数目有限。此外，通常满足这些要求的前驱物仍然具有较差的长期稳定性，并且导致薄膜含有高浓度的污染物，这些污染物诸如通常对目标膜应用有害的氧、氮及/或卤化物。

5、含硅膜通常经由使用含卤素前驱物而被卤素污染。这些卤素前驱物会通常不利地影响装置效能并且需要单独的移除程序，此举可能并非完全有效。

6、进一步地，需要一种低温沉积工艺，因为许多基板材料通常已含有温度敏感材料及结构(例如，逻辑设备)。此外，不使用等离子体及/或臭氧的沉积程序将减少硬件需求并且可潜在地提高选择性。

7、因此，在本技术中需要不含卤素、具有低活化能要求及/或可在无等离子体的情况下沉积含硅膜的新颖硅前驱物及氧化剂。

技术实现思路

1、本公开内容的一个或多个实施方式针对一种沉积含硅材料的方法。该方法包含将基板暴露于环状硅前驱物及反应物，该环状硅前驱物包括含硅的三元或四元环。

2、本公开内容的另外的实施方式针对沉积氧化硅的方法。该方法包含将基板暴露于硅前驱物及包含氧氮环丙烷的氧化剂。

3、本公开内容的进一步实施方式针对沉积氧化硅的方法。该方法包含将基板暴露于硅前驱物及包含p/s/n氧化物的氧化剂。

技术特征：

1.一种沉积含硅材料的方法，所述方法包含以下步骤：将基板暴露于环状硅前驱物及反应物，所述环状硅前驱物包括含硅的三元或四元环。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述含硅材料包含氮化硅。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述环状硅前驱物具有以下通式：

4.如权利要求3所述的方法，其中x或y中的至少一者为s。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述环状硅前驱物具有以下通式：

6.如权利要求5所述的方法，其中所述环状硅前驱物包含：

7.一种沉积氧化硅的方法，所述方法包含以下步骤：将基板暴露于硅前驱物及含氧氮环丙烷的氧化剂。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述氧化硅包含大于98原子％的硅及氧原子。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述氧氮环丙烷包含具有以下通式的化合物：

10.如权利要求7所述的方法，其中所述氧氮环丙烷包含以下一者或多者：

11.如权利要求7所述的方法，其中所述氧氮环丙烷为双环。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述氧氮环丙烷包含以下一者或多者：

13.一种沉积氧化硅的方法，所述方法包含以下步骤：将基板暴露于硅前驱物及含p/s/n氧化物的氧化剂。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述p/s/n氧化物包含p氧化物。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述p-氧化物包含h3po、(ch3)3po、(c2h5)3po、mppo(3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯1-氧化物)、3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯1-氧化物、亚磷酸新戊二酯(5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-2-氧化物)、haspo-1(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物)、2-甲基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷-2-酮或二苯基磷氧中的一者或多者。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述p/s/n氧化物包含s氧化物。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述s-氧化物包含h2so，或mpso(甲基苯基亚砜)中的一者或多者。

18.如权利要求13所述的方法，其中所述p/s/n氧化物包含n氧化物。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述n-氧化物包含h3n→o、三甲胺n-氧化物、吡啶-n-氧化物、tempo((2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基)、n-羟基邻苯二甲酰亚胺，或4-甲基吗啉n-氧化物中的一者或多者。

20.如权利要求13所述的方法，其中所述p/s/n氧化物包含具有以下通式的化合物：

技术总结
描述了新颖环状硅前驱物及氧化剂。描述了用于在基板上沉积含硅膜的方法。基板经暴露于硅前驱物及反应物以形成含硅膜(例如，元素硅、氧化硅、氮化硅)。这些暴露可为顺序的或同时的。

技术研发人员：钱丹·克雷·巴里克,多琳·卫英·勇,约翰·苏迪约诺,聪·郑,巴斯卡尔·乔蒂·布雅,迈克尔·哈维蒂,穆图库马尔·卡利亚潘,陈颖倩,阿尼尔·库马尔·图曼斯佩利,理查德·明·华·黄
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：2024/1/22