包括金属氮化物层的结构及其形成方法与流程

本公开总体涉及用于形成结构的方法和设备，比如适用于形成电子器件的结构。更具体地，本公开的示例涉及用于形成包括金属氮化物层的结构的方法以及使用这种方法形成的结构。

背景技术：

1、金属氮化物层因其耐化学性、相对硬度、低电阻率和耐受相对高温的能力而广泛用于半导体器件的生产。然而，随着半导体器件的缩放，期望更高质量的金属氮化物(即具有低氧化、低杂质和相对高的金属量的金属氮化物)。高质量金属氮化物的形成提出了挑战。因此，需要用于形成具有低杂质、低氧化和低电阻率的金属氮化物层的改进方法。

2、在本部分中阐述的任何讨论(包括对问题和解决方案的讨论)已经包括在本公开中，仅用于提供本公开的背景的目的。这种讨论不应被视为承认任何或所有信息在做出本发明时是已知的或以其它方式构成现有技术。

技术实现思路

1、提供本 技术实现要素： 是为了以简化的形式介绍一些概念。在下面的本公开的示例实施例的详细描述中进一步详细描述了这些概念。本发明内容不旨在必须标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

2、本文描述的各种示例涉及用于形成包括金属氮化物层的结构的方法。如下文阐述，本文描述的方法可用于制造电子器件，例如半导体器件。示例性方法可以产生具有在小厚度下非常低电阻率(例如在约200埃或更小的厚度下小于110µω·cm)的金属氮化物层，并且可以产生具有相对低氧化的金属氮化物层。有利地、另外或可替代地，如本文所述的示例性方法可以在相对低的温度(例如低于500°c)下用(例如热)循环沉积过程进行。

3、根据一个或多个实施例，提供了一种形成结构的方法。示例性方法包括在反应室中提供衬底，执行循环沉积过程，可选地执行氨处理，以及执行浸泡过程。执行循环沉积过程可以在衬底的表面上形成金属氮化物层。执行浸泡过程可以(例如直接)在金属氮化物层上形成盖层。

4、在一些实施例中，衬底的表面包括一个或多个特征，例如沟槽、间隙等。该方法可以在一个或多个特征中形成金属氮化物。

5、在一些实施例中，执行循环沉积过程包括脉冲金属前体、脉冲有机含硅反应物、脉冲氮反应物和可选地执行吹扫。有机含硅反应物可充当还原剂。

6、有机含硅反应物包括碳和硅。在一些实施例中，有机含硅反应物包含碳、硅和氮。在一些实施例中，有机含硅反应物包括碳环结构。在一些实施例中，有机含硅反应物包括环己烷环。在一些实施例中，有机含硅反应物包括杂环化合物。在一些实施例中，有机含硅反应物包含6和30个之间的碳原子，或者9和18个之间的碳原子。

7、在一些实施例中，执行氨处理包括在执行循环沉积过程之后和执行浸泡过程之前在处理时段内向反应室提供氨(nh3)。

8、在一些实施例中，执行浸泡过程包括在浸泡时段内向反应室提供硅前体。浸泡过程可以在金属氮化物层上形成(例如硅)盖层。盖层可以防止下面的金属氮化物层的损坏或氧化。在一些实施例中，该方法可以在衬底的表面上的一个或多个特征中形成具有盖层的金属氮化物层。

9、根据本公开的另外示例，一种器件使用如本文所述的方法形成和/或包括如本文所述的结构。

10、根据本公开的另外示例性实施例，提供了一种用于执行如本文所述的方法和/或用于形成如本文所述的结构的系统。

11、从以下参考附图对某些实施例的详细描述中，这些及其它实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见；本发明不限于所公开的任何特定实施例。

1.一种形成结构的方法，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属前体包括金属卤化物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述金属前体包括mo、vn、ti、nb或zr中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氮反应物包括氮(n2)、氨(nh3)、肼(n2h4)和/或氮自由基中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机含硅反应物包含杂环化合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机含硅反应物包括具有式(i)的化合物：

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机含硅反应物包括具有式(ii)的化合物：

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机含硅反应物包括具有式(iii)的化合物：

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅前体包括以下中的一种或多种：硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)、丙硅烷(si3h8)、四氯化硅(sicl4)、二氯硅烷(sih2cl2)、六氯乙硅烷(si2cl6)或八氯丙硅烷(si3cl8)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述浸泡时段具有50秒和5000秒的持续时间。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底包括在衬底的表面上的一个或多个特征，并且其中，所述方法在一个或多个特征中形成金属氮化物。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述循环沉积过程形成金属氮化物层，并且其中，所述浸泡过程形成包含硅的盖层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述盖层具有小于30埃的厚度。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述金属氮化物层具有小于约200埃的厚度。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述循环沉积过程和所述浸泡过程期间所述反应室的温度在约250°c至约500°c的范围内。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机含硅反应物包括具有式(iv)的化合物：

17.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述方法期间不向所述反应室提供氧气或氧化化合物。

18.一种形成结构的方法，该方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中，形成所述金属氮化物层还包括脉冲有机含硅反应物。

20.一种用于形成结构的衬底处理设备，该设备包括：