DE19820147A1 - Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Schicht mittels eines atomaren Schichtdepositionsprozesses - Google Patents

Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Schicht mittels eines atomaren Schichtdepositionsprozesses

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung ei­ ner leitfähigen Schicht auf einem Halbleitersubstrat unter Verwendung eines atomaren Schichtdepositionsprozesses.
Mit steigendem Integrationsgrad von Halbleiterbauelementen verringert sich das Entwurfsmaß. Dadurch erhöht sich das Aspektverhältnis von Kontaktlöchern, während die Übergangs­ tiefe flacher wird. Die Übergangstiefe hängt direkt mit dem Kurzkanaleffekt eines MOS-Transistors zusammen. Das heißt, ein für ein hochintegriertes Halbleiterbauelement geeigneter MOS-Transistor benötigt eine kurze Kanallänge, und die Tiefe eines flachen Source/Drain-Bereichs, d. h. die Übergangstiefe, muß niedrig sein, um die Eigenschaften des MOS-Transistors mit dem kurzen Kanal zu verbessern. Eine Zwischenverbindungs­ technologie zum Kontaktieren des flachen Übergangs mittels einer metallischen Zwischenverbindung benötigt eine Barrie­ renmetallschicht. Dies verhindert ein Eindringen der metalli­ schen Zwischenverbindung in den flachen Übergang, d. h. das Phänomen der Übergangskurzschlußbildung wird vermieden. Häu­ fig wird eine Titannitrid(TiN)-Schicht als Barrierenmetall­ schicht verwendet, und zwischen die Barrierenmetallschicht und den Übergang wird eine ohmsche Schicht, z. B. eine Titan­ silicidschicht, eingefügt. Die Titansilicidschicht mit einem Schmelzpunkt von 1540°C, einem Widerstand von 13 µΩcm bis 16 µΩcm und einer Barrierenhöhe von 0,6 eV bezogen auf eine n-leitende Störstellenschicht wird häufig für die ohmsche Schicht oder die Zwischenverbindung verwendet. Die für die ohmsche Schicht benutzte Titansilicidschicht wird durch Bil­ den einer Titanschicht auf dem Übergang, d. h. auf einem stör­ stellendotierten Siliziumsubstrat (Störstellenschicht), und anschließendes Tempern erzeugt, um die Titanschicht und das Siliziumsubstrat miteinander in Reaktion zu bringen.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Bildung der metalli­ schen Zwischenverbindung wird, wie oben beschrieben, auf ei­ ner Störstellenschicht eine dielektrische Zwischenschicht ge­ bildet, die strukturiert wird, um ein Kontaktloch zu erzeu­ gen, das einen vorbestimmten Bereich der Störstellenschicht freilegt. Außerdem werden die ohmsche Schicht, die Barrieren­ metallschicht und die metallische Zwischenverbindung nachei­ nander ganzflächig auf der resultierenden Struktur gebildet, in welcher das Kontaktloch erzeugt wurde. Die ohmsche Schicht kann durch Erzeugen einer Titanschicht auf der freigelegten Störstellenschicht und Tempern der Titanschicht oder durch Erzeugen der Titansilicidschicht direkt auf der Störstellen­ schicht erhalten werden. Die Titansilicidschicht muß bei ei­ ner ausreichend niedrigen Temperatur gebildet werden, um eine Schädigung der Störstellenschicht zu vermeiden.
Es wurde daher bereits ein Verfahren zur Bildung einer Titan­ silicidschicht unter Verwendung eines plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidungsprozesses (PECVD) in den Ver­ öffentlichungen J. Lee et al., Plasma Enhanced CVD of Blanket TiSi2 on Oxide Patterned Wafer, J. Electrochem. Soc., Band 139, Nr. 4, 1992, Seiten 1159 bis 1165 und Alan E. Morgan et al., Material characterization of Plasma-enhanced CVD titani­ um silicide, J. Vac. SCI. Technol. Band 4(3), 1986, Seiten 723 bis 731 vorgeschlagen. Wenn die Titansilicidschicht je­ doch auf dem Kontaktloch mit hohem Aspektverhältnis in einem hochintegrierten Halbleiterbauelement gebildet wird, zeigt sie aufgrund der Plasmacharakteristik nur eine mäßige Stufen­ bedeckung. Indessen wurde in den Veröffentlichungen V. Ilde­ rem et al., Optimized Deposition Parameters for Low pressure CVD titanium silicide, J. Electrochem. Soc., 1988, Seiten 2590 bis 2596 und G.J. Reynolds et al., Selective titanium disilicide by Low Pressure CVD, J. Appl. Phys. 65(8), 1989, Seiten 3212 bis 3218 ein Verfahren zur Bildung einer Titansi­ licidschicht unter Verwendung eines Niederdruck-CVD-Prozesses (LPCVD) bei 600°C oder mehr vorgeschlagen. Wenn die Titansi­ licidschicht jedoch bei 600°C oder mehr erzeugt wird, erhöht sich der Siliziumverbrauch der die Titanschicht kontaktieren­ den Störstellenschicht, was die Übergangsleckstromcharakteri­ stik verschlechtert. Es ist daher schwierig, die mittels LPCVD erhaltene Titansilicidschicht an ein hochintegriertes Halbleiterbauelement anzupassen, das einen flachen Übergang erfordert.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung eines Verfahrens zur Bildung einer leitfähigen Schicht mit vergleichsweise guter Stufenbedeckung bei relativ niedri­ gen Temperaturen unter Verwendung eines atomaren Schichtdepo­ sitionsprozesses zugrunde.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 2 oder 3.
Beim Verfahren nach Anspruch 1 ist speziell die Bildung einer atomaren Opfermetallschicht auf einem Halbleitersubstrat vor­ gesehen, die mit einem Metallhalogenidgas reagiert wird, um sie so zu entfernen und gleichzeitig eine atomare Metall­ schicht zu bilden, für die vom Metallhalogenidgas gelöste Me­ tallatome abgeschieden werden. Vorzugsweise ist das Halblei­ tersubstrat ein Siliziumsubstrat und besitzt einen vorbe­ stimmten Oberflächenbereich, in welchem ein störstellendo­ tierter Übergang, d. h. eine Störstellenschicht, gebildet wird. Außerdem kann auf dem Halbleitersubstrat eine dielek­ trische Zwischenschichtstruktur mit einem Kontaktloch gebil­ det sein, das einen vorgegebenen Bereich der Störstellen­ schicht freilegt.
Beim Verfahren nach Anspruch 2 werden zunächst in gleicher Weise wie beim Verfahren nach Anspruch 1 eine atomare Opfer­ metallschicht und eine atomare Metallschicht auf einem Halb­ leitersubstrat gebildet. Dann wird auf der atomaren Metall­ schicht eine atomare Siliziumschicht gebildet. Es werden dann abwechselnd eine Mehrzahl von atomaren Metallschichten und eine Mehrzahl von atomaren Siliziumschichten übereinanderge­ schichtet, indem nacheinander wenigstens einmal die atomare Opfermetallschicht, die atomare Metallschicht und die atomare Siliziumschicht gebildet werden. Durch geeignete Steuerung der Dicke der atomaren Metallschicht und der atomaren Sili­ ziumschicht läßt sich auf diese Weise eine Metallsili­ cidschicht mit einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis erzeugen.
Beim Verfahren nach Anspruch 3 werden analog zum Verfahren nach Anspruch 2 eine Mehrzahl von atomaren Siliziumschichten und eine Mehrzahl von atomaren Metallschichten aufeinanderge­ schichtet, jedoch werden im Unterschied zum Verfahren nach Anspruch 2 jeweils zuerst die atomare Siliziumschicht und dann die atomare Opfermetallschicht, aus der die atomare Me­ tallschicht erzeugt wird, gebildet.
Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Verfahren werden die atomare Opfermetallschicht und die atomare Metallschicht wenigstens einmal nacheinander auf einer anfänglichen atoma­ ren Opfermetallschicht gebildet, welche die atomare Metall­ schicht darstellt, die anfänglich auf dem Halbleitersubstrat gebildet wird, so daß eine Metallschicht entsteht, die aus einer Mehrzahl von atomaren Metallschichten auf dem Halblei­ tersubstrat besteht. Die anfängliche Opfermetallschicht, wel­ che die anfänglich auf dem Halbleitersubstrat gebildete ato­ mare Opfermetallschicht darstellt, ist so zu bilden, daß die freiliegende Störstellenschicht ganzflächig vollständig be­ deckt wird. Wenn die Oberfläche der durch das Kontaktloch freiliegenden Störstellenschicht nicht vollständig mit der anfänglichen atomaren Opfermetallschicht bedeckt ist, rea­ giert das Metallhalogenidgas mit der Störstellenschicht und schädigt diese. Daher kann vorgesehen sein, vor Bildung der anfänglichen atomaren Opfermetallschicht eine die Störstel­ lenschicht ganzflächig vollständig bedeckende, anfängliche Opfermetallschicht aufzubringen.
In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird das Halbleitersubstrat während der Bildung der anfänglichen Op­ fermetallschicht auf 300°C bis 500°C geheizt. Vorzugsweise besteht gemäß Anspruch 6 die anfängliche Opfermetallschicht aus demselben Material wie die atomare Opfermetallschicht. Gemäß Anspruch 7 wird die anfängliche Opfermetallschicht vor­ zugsweise unter Verwendung desselben Reaktionsgases gebildet, das auch zur Bildung der atomaren Opfermetallschicht benutzt wird. Die Bildung der anfänglichen Opfermetallschicht und der atomaren Opfermetallschicht kann dabei gemäß Anspruch 10 da­ durch erfolgen, daß ein Opfermetall-Quellengas und ein redu­ zierendes Gas miteinander reagiert werden. Gemäß Anspruch 11 wird für das reduzierende Gas vorteilhafterweise H2-Gas oder SiH4-Gas eingesetzt.
In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 werden die Ma­ terialien so gewählt, daß die Gibbssche freie Energie einer Zusammensetzung der Metallatomsorte der atomaren Opfermetall­ schicht und der Halogenatomsorte des Metallhalogenidgases hö­ her ist als diejenige des Metallhalogenids. Dies gewährlei­ stet, daß die Metallatome der atomaren Opfermetallschicht in der Lage sind, sich mit den Halogenatomen zu verbinden und keine bloße Kombination der Metallatome des Metallhalogenids mit den Halogenatomen vorliegt. Um beispielsweise eine aus Titan gebildete atomare Metallschicht auf dem Halbleiter­ substrat zu erzeugen, wird als Metallhalogenid vorzugsweise TiCl4-Gas, TiI4-Gas, TiBr4-Gas oder TiF4-Gas eingesetzt, siehe Anspruch 12. Wenn das Metallhalogenid ein TiCl4-Gas ist, ist die atomare Opfermetallschicht gemäß Anspruch 13 vorzugsweise eine Al-Schicht, eine La-Schicht, eine Pr-Schicht, eine In- Schicht, eine Ce-Schicht, eine Nd-Schicht oder eine Be- Schicht. Denn die Gibbssche freie Energie von TiCl4-Gas ist geringer als diejenige von Al2Cl6-Gas, LaCl3-Gas, PrCl3-Gas, InCl6-Gas, CeCl3-Gas, NdCl3-Gas oder BeCl3-Gas. Analog ist die atomare Opfermetallschicht, wenn TiI4-Gas für das Metallhalo­ genid zur Erzeugung einer aus Titan gebildeten atomaren Me­ tallschicht auf dem Halbleitersubstrat eingesetzt wird, vor­ zugsweise eine Al-Schicht, eine Zr-Schicht oder eine Hf- Schicht. Denn die Gibbssche freie Energie von TiI4-Gas ist geringer als diejenige von Al2I6-Gas, ZrI4-Gas oder HfI4-Gas.
Je nach Art der auf dem Halbleitersubstrat zu bildenden ato­ maren Metallschicht können verschiedene weitere Metallhaloge­ nidgase gemäß Anspruch 12 verwendet werden, z. B. TaCl5-Gas, TaI5-Gas, TaBr5-Gas, TaF5-Gas, HfCl4-Gas, HfI4-Gas, HfBr4-Gas, HfF4-Gas, ZrCl4-Gas, ZrI4-Gas, ZrBr4-Gas oder ZrF4-Gas.
Wenn das Metallhalogenidgas der Oberfläche der resultierenden Struktur, auf der die atomare Opfermetallschicht oder die an­ fängliche Opfermetallschicht und die anfängliche atomare Op­ fermetallschicht gebildet sind, zugeführt wird, verbinden sich, wie oben beschrieben, die Metallatome in der atomaren Opfermetallschicht und die Metallatome in der anfänglichen Opfermetallschicht mit den Halogenatomen des Metallhalogenid­ gases, um so ein flüchtiges Gas zu erzeugen. Die Metallatome in dem Metallhalogenid, d. h. Übergangsmetallatome, werden da­ durch auf dem Halbleitersubstrat abgeschieden, um eine atoma­ re Metallschicht zu bilden.
Gemäß Anspruch 8 werden alle oder wenigstens ein Teil der atomaren Schichten vorzugsweise unter Aufheizen des Halblei­ tersubstrats auf 300°C bis 500°C gebildet.
In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 ist ein Tem­ perprozeß vorgesehen, durch den sich eine Metallsilicid­ schicht mit verbessertem Kontaktwiderstand erzeugen läßt. Der Tempervorgang wird gemäß Anspruch 31 vorzugsweise in Form ei­ nes schnellen thermischen Aufheizprozesses (RTP), eines Tem­ perofenprozesses oder eines Vakuumtemperprozesses durchge­ führt.
Die atomare Siliziumschicht wird in einer Weiterbildung gemäß Anspruch 28 unter Verwendung eines Siliziumquellengases er­ zeugt, d. h. eines Vorläufers, der Siliziumatome enthält. In Anspruch 29 sind bevorzugte Siliziumquellengase angegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen, oben nicht explizit genannten Ansprüchen angege­ ben.
Erfindungsgemäß lassen sich somit eine Metallschicht oder ei­ ne Metallsilicidschicht mit ausgezeichneter Stufenbedeckung bei 500°C oder weniger auf der Oberfläche eines Halbleiter­ substrates bilden, das ein Kontaktloch mit hohem Aspektver­ hältnis aufweist. Dadurch kann bei der Herstellung hochinte­ grierter Halbleiterspeicherbauelemente, die einen flachen Übergang erfordern, eine leitfähige Schicht mit ausgezeichne­ ter Zuverlässigkeit gebildet werden, d. h. eine Barrierenme­ tallschicht oder eine ohmsche Schicht mit ausgezeichneter Zu­ verlässigkeit.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Prozeßab­ folge eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 ein Zeitsteuerungsdiagramm zur weiteren Veranschauli­ chung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1,
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Prozeßab­ folge eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 ein Zeitsteuerungsdiagramm zur weiteren Veranschauli­ chung des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm einer vorliegend ver­ wendeten Anlage zur Bildung einer leitfähigen Schicht,
Fig. 6 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme des Quer­ schnitts einer erfindungsgemäß aufgebrachten Titan­ schicht und
Fig. 7 Diagramme von Messungen von Komponenten der Titan­ schicht von Fig. 6 durch Röntgenstrahlfluoreszenzana­ lyse.
Die in Fig. 5 gezeigte Anlage, die zur erfindungsgemäßen Bil­ dung einer leitfähigen Schicht verwendet wird, beinhaltet ei­ ne Reaktionskammer 51, einen am Boden der Reaktionskammer 51 angebrachten Halter 53, um darauf ein Halbleitersubstrat 55 zu plazieren, einen über dem Halter 53 montierten Duschkopf 57 zum Injizieren eines Reaktionsgases in die Reaktionskammer 51 sowie eine an die Reaktionskammer 51 angeschlossene Vakuum­ pumpe 59 zur Steuerung des Drucks in der Reaktionskammer 51. Der Duschkopf 57 beinhaltet hierbei zwei voneinander sepa­ rierte Gaseinlässe A und B. Über den Gaseinlaß A werden ein Metallquellengas und ein Inertgas in die Reaktionskammer 51 eingeleitet, während über den Gaseinlaß B ein Siliziumquel­ lengas, ein Opfermetallquellengas und ein reduzierendes Gas in die Reaktionskammer 51 injiziert werden. Dies dient dazu, die Reaktion der Gase in einem der Einlässe A und B vor Er­ reichen der Kammer 51 zu unterdrücken. Die Zufuhr des Metall­ quellengases und des Inertgases zum Gaseinlaß A wird durch ein erstes bzw. ein zweites Ventil V1, V2 gesteuert, und die Zufuhr des Siliziumquellengases, des Opfermetallquellengases und des reduzierenden Gases zum Gaseinlaß B wird durch ein drittes, ein viertes bzw. ein fünftes Ventil V3, V4, V5 ge­ steuert.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, das unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 5 erläutert wird, ist auf dem Halblei­ tersubstrat ein störstellendotierter Übergang, d. h. eine Störstellenschicht, gebildet, z. B. auf der Oberfläche eines vorbestimmten Bereichs eines Siliziumsubstrates. Die Stör­ stellenschicht, die einem Source/Drain-Bereich eines MOS- Transistors entspricht, ist für ein hochintegriertes Halblei­ terbauelement auf eine Tiefe von 0,1 µm oder weniger zu bil­ den, da der Kurzkanaleffekt des MOS-Transistors in enger Be­ ziehung zur Übergangstiefe steht. Das heißt, der Kurzkanalef­ fekt des MOS-Transistors verbessert sich mit flacher werden­ der Übergangstiefe der Störstellenschicht. Auf der mit der Störstellenschicht versehenen, resultierenden Struktur wird ganzflächig eine dielektrische Zwischenschicht gebildet, die strukturiert wird, um ein Kontaktloch zu erzeugen, das einen vorbestimmten Bereich der Störstellenschicht freilegt. Hier­ bei erhöht sich mit zunehmendem Integrationsgrad des Halblei­ terbauelementes die Dicke der dielektrischen Zwischenschicht, und der Durchmesser des Kontaktlochs verringert sich. Mit steigendem Integrationsgrad des Halbleiterbauelementes erhöht sich daher das Aspektverhältnis des Kontaktlochs. Das Halb­ leitersubstrat 55, in welchem das Kontaktloch gebildet wurde, wird auf den Halter 53 geladen, der in der Reaktionskammer der Anlage zur Bildung einer leitfähigen Schicht installiert ist. In einem ersten Schritt 10 von Fig. 1 wird außerdem ein Prozeßzyklus-Zählwert n anfänglich auf null gesetzt, und gleichzeitig wird ein Zahlenwert k festgelegt, der die Anzahl gewünschter Prozeßzyklen anzeigt.
Anschließend werden, nachdem die Temperatur Ts des Halblei­ tersubstrates 55 auf 300°C bis 550°C gesteuert wurde, das zweite, vierte und fünfte Ventil V2, V4 und V5 geöffnet, so daß das Inertgas, das Opfermetallquellengas und das reduzie­ rende Gas für eine vorbestimmte Zeitdauer in die Kammer 51 injiziert werden, um dadurch eine anfängliche Opfermetall­ schicht ganzflächig auf dem Halbleitersubstrat 55 aufzubrin­ gen, in welchem das Kontaktloch gebildet ist (Schritt 11). Das Opfermetallquellengas und das reduzierende Gas mischen sich im Gaseinlaß B, reagieren aber wegen der niedrigen Tem­ peratur im Gaseinlaß B von 100°C bis 150°C nicht miteinander. Der Druck in der Reaktionskammer 51 wird hierbei auf 10 Torr oder weniger gesteuert. Vorzugsweise ist die anfängliche Op­ fermetallschicht eine Metallschicht, die in der Lage ist, leicht mit einem Metallquellengas zu reagieren, das in einem nachfolgenden Prozeß zur Bildung einer gewünschten atomaren Metallschicht verwendet wird, d. h. mit einem Metallhalogenid­ gas aus einem Übergangsmetall und einem Halogenelement. Um beispielsweise eine atomare Titanmetallschicht zu bilden, ist für das Metallhalogenidgas vorzugsweise ein titanhaltiges Me­ tallhalogenid wünschenswert, wie ein TiCl4-Gas, ein TiI4-Gas, ein TiBr4-Gas oder ein TiF4-Gas. Außerdem sind, wenn das TiCl4-Gas als das Metallhalogenidgas verwendet wird, für die anfängliche Opfermetallschicht eine Al-Schicht, eine La- Schicht, eine Pr-Schicht, eine In-Schicht, eine Ce-Schicht, eine Nd-Schicht oder eine Be-Schicht wünschenswert. Hierbei wird die Al-Schicht für die anfängliche Opfermetallschicht am meisten bevorzugt. Der Grund hierfür ist, daß Aluminium be­ züglich Cl die höchste Gibbssche freie Energie aufweist, wie in Tabelle 1a gezeigt, und verschiedene Vorläufer besitzt. Für das Inertgas werden vorzugsweise Argongas oder Stick­ stoffgas verwendet, und für das reduzierende Gas wird Wasser­ stoffgas eingesetzt. Das reduzierende Gas reduziert das Op­ fermetallquellengas. Die Gibbssche Energie für verschiedene Metallhalogenidgase bei einer Absoluttemperatur von 700°K, d. h. 427°C, ist in den nachstehenden Tabellen 1a, 1b, 2, 3 und 4 aufgelistet.
(Tabelle 1a)
Gibbssche freie Energie verschiedener, chlorhaltiger Metallhalogenidgase bei 427°C
(Tabelle 1b)
Gibbssche freie Energie verschiedener, chlorhaltiger Metallhalogenidgase bei 427°C
(Tabelle 2)
Gibbssche freie Energie verschiedener jodhaltiger Metallhalogenidgase bei 427°C
(Tabelle 3)
Gibbssche freie Energie verschiedener bromhaltiger Metallhalogenidgase bei 427°C
(Tabelle 4)
Gibbssche freie Energie verschiedener fluorhaltiger Metallhalogenidgase bei 427°C
Ein Metallquellengas und eine anfängliche Opfermetallschicht, die zur Bildung einer gewünschten atomaren Metallschicht auf einem Halbleitersubstrat geeignet sind, können von den Tabel­ len 1 bis 4 ausgewählt werden. Um beispielsweise eine atomare Titanschicht als atomare Metallschicht zu bilden, ist für die anfängliche Opfermetallschicht eine Al-Schicht, eine La- Schicht, eine Pr-Schicht, eine In-Schicht, eine Ce-Schicht, eine Nd-Schicht oder eine Be-Schicht wünschenswert, und für das Metallquellengas ist ein TiCl4-Gas wünschenswert. Vor­ zugsweise ist das Opfermetallquellengas zur Bildung der Al- Schicht als einer anfänglichen Opfermetallschicht ein Al-hal­ tiger Vorläufer, z. B. (C4H9)2AlH, (C4H9)3AlH, (C2H5)3Al, (CH3)3Al, AlH3N(CH3)3, (CH3)2AlH, oder (CH3)2H5N : AlH3. Analog ist es bevorzugt, daß das Opfermetallquellengas zur Bildung der La-Schicht als einer anfänglichen Opfermetallschicht ein La-haltiger Vorläufer, z. B. (C5H5)3La oder (C2H7C4H4)3La, und das Opfermetallquellengas zur Bildung der Pr-Schicht als ei­ ner anfänglichen Opfermetallschicht ein Pr-haltiger Vorläufer ist, wie (C5H5)3Pr oder (C3H7C5H4)3Pr. Ebenso ist es bevorzugt, daß das Opfermetallquellengas zur Bildung der In-Schicht als einer anfänglichen Opfermetallschicht ein In-haltiger Vorläu­ fer ist, z. B. C2H5In, (CH3)5C5In, (C2H5)3In oder (CH3)3In. Des weiteren ist bevorzugt, daß das Opfermetallquellengas zur Bildung der Ce-Schicht als einer anfänglichen Opfermetall­ schicht ein Ce-haltiger Vorläufer ist, z. B. (C5H5)3Ce oder ((C5H5)C5H4)3Ce. Analog ist es bevorzugt, daß das Opfermetall­ quellengas zur Bildung der Nd-Schicht als einer anfänglichen Opfermetallschicht ein Nd-haltiger Vorläufer ist, z. B. (C5H5)3Nd oder (C3H7C5H4)3Nd. Außerdem ist es bevorzugt, daß das Opfermetallquellengas zur Bildung der Be-Schicht als ei­ ner anfänglichen Opfermetallschicht ein Be-haltiger Vorläufer ist, z. B. Be(C2H5)2. Der Al-haltige Vorläufer wird als das Op­ fermetallquellengas am meisten bevorzugt. Der Grund hierfür liegt darin, daß Al eine höhere Gibbssche freie Energie mit Halogenatomen, z. B. Cl, I, Br oder F, aufweist als jedes an­ dere Übergangselement, wie in den Tabellen 1a bis 4 gezeigt, und zudem verschiedene Vorläufer besitzt, wie oben beschrie­ ben.
Wenn die Al-Schicht als anfängliche Opfermetallschicht gebil­ det wird, ist TMA (Trimethylaluminium; (CH3)3Al) ein typi­ scher Vorläufer für das Opfermetallquellengas. Das H2-Gas, welches das reduzierende Gas ist, reagiert hierbei mit dem TMA-Gas, so daß das CH3 des TMA-Gases in CH4 umgewandelt wird. Das CH4 wird aus der Reaktionskammer 51 abgeführt, und die Al-Atome werden auf der Oberfläche des Halbleiter­ substrats zur Bildung der Al-Schicht abgeschieden. Anschlie­ ßend wird ein peripherer Teil der resultierenden Struktur, wo die anfängliche Opfermetallschicht gebildet wurde, mit dem Inertgas gespült, um das in der Reaktionskammer 51 verbliebe­ ne Opfermetallquellengas vollständig abzuführen (Schritt 13), was einen ersten Spülprozeß darstellt. Das reduzierende Gas kann während des ersten Spülprozesses zugeführt werden. Au­ ßerdem wird die Temperatur des Halbleitersubstrates bei 300°C bis 500°C gehalten. Hierbei kann die Temperatur des Halblei­ tersubstrates während der Bildung der anfänglichen Opferme­ tallschicht so eingestellt werden, daß sie gleich groß wie die Temperatur des Halbleitersubstrates während des ersten Spülprozesses oder von dieser verschieden ist.
Nach Abschluß des ersten Spülprozesses werden das Opferme­ tallquellengas, das reduzierende Gas und das Inertgas in die Reaktionskammer 51 injiziert, um das Opfermetallquellengas mit dem reduzierenden Gas zur Reaktion zu bringen, so daß ei­ ne atomare Opfermetallschicht auf der anfänglichen Opferme­ tallschicht gebildet wird (Schritt 15). Wenn für das Opferme­ tallquellengas und das reduzierende Gas z. B. TMA((CH3)3Al)- Gas bzw. H2-Gas verwendet werden, wird eine Al-Schicht als atomare Opfermetallschicht gebildet. Die atomare Opfermetall­ schicht wird hierbei aus demselben Material gebildet wie die anfängliche Opfermetallschicht. Wenn beispielsweise die an­ fängliche Opfermetallschicht die Al-Schicht ist, wird auch die atomare Opfermetallschicht aus Al gebildet. Außerdem wird die atomare Opfermetallschicht unter Verwendung desselben Op­ fermetallquellengases gebildet, das auch zur Bildung der an­ fänglichen Opfermetallschicht eingesetzt wird. Die Dicke der atomaren Opfermetallschicht beträgt dabei vorzugsweise 0,4 nm bis 0,5 nm. Wenn hierbei die freigelegte Störstellenschicht ganzflächig mit der atomaren Opfermetallschicht bedeckt wird, kann der Prozeß zur Bildung der anfänglichen Opfermetall­ schicht weggelassen werden. Mit anderen Worten, die anfängli­ che Opfermetallschicht dient dazu, ein Reagieren des Metall­ quellengases, das während der Bildung der atomaren Metall­ schicht in die Reaktionskammer 51 injiziert wird, mit Silizi­ umatomen in der Störstellenschicht zu verhindern.
Der periphere Bereich der resultierenden Struktur, wo die Op­ fermetallschicht gebildet wurde, wird mit dem Inertgas ge­ spült, um das Opfermetallquellengas, das in der Reaktionskam­ mer 51 verblieben ist, vollständig abzuführen (Schritt 17), was einen zweiten Spülprozeß darstellt. Das reduzierende Gas kann während des zweiten Spülprozesses zugeführt werden. Nach Abschluß des zweiten Spülprozesses werden das Metall­ quellengas, das Inertgas und das reduzierende Gas in die Re­ aktionskammer 51 eingeleitet, um auf diese Weise die atomare Opfermetallschicht und die anfängliche Opfermetallschicht zu entfernen und gleichzeitig eine atomare Metallschicht ganz­ flächig auf dem Halbleitersubstrat zu bilden (Schritt 19). Hierbei wird als Metallquellengas vorzugsweise ein Metallha­ logenidgas verwendet, das Metallatome der zu bildenden Me­ tallschicht enthält, z. B. TiCl4. Das Inertgas, z. B. N2-Gas oder Ar-Gas, ist ein Trägergas für das Metallquellengas, d. h. für das Metallhalogenidgas. Wenn sowohl die atomare Opferme­ tallschicht als auch die anfängliche Opfermetallschicht aus einer Al-Schicht bestehen und für das Metallhalogenidgas TiCl4-Gas verwendet wird, wird durch die Kombination von Al- Atomen der Al-Schicht mit Cl-Atomen aus TiCl4 ein Al2Cl6-Gas erzeugt, und Ti-Atome, die von dem TiCl4-Gas gelöst werden, scheiden sich auf dem Halbleitersubstrat ab, um eine Ti- Schicht zu bilden. Das als Al2Cl6-Gas wird aus der Reaktions­ kammer 51 ausgetrieben.
Da die Gibbssche freie Energie von Al2Cl6 höher ist als die­ jenige des TiCl4-Gases, wie in Tabelle 1a gezeigt, reagiert die Al-Schicht mit dem TiCl4-Gas, um die Ti-Schicht zu bil­ den. Anstelle des TiCl4-Gases kann für das Halogenidgas TaCl5-Gas, HfCl4-Gas, ZrCl4-Gas, TiI4-Gas, TaI5-Gas, HfI4-Gas, ZrI4-Gas, TiBr4-Gas, TaBr5-Gas, HfBr4-Gas, ZrBr4-Gas, TiF4-Gas, TaF5-Gas, HfF4-Gas oder ZrF4-Gas verwendet werden. Um eine Hf- Schicht oder eine Zr-Schicht unter Verwendung des HfCl4-Gases bzw. des ZrCl4-Gases als das Metallhalogenidgas zu bilden, ist die Al-Schicht für die atomare Opfermetallschicht oder die anfängliche Opfermetallschicht optimal. Dies liegt daran, daß die Gibbsschen freien Energien von HfCl4-Gas und ZrCl4- Gas höher sind als diejenigen von LaCl3-Gas, PrCl3-Gas, In2Cl6-Gas, CeCl3-Gas, NdCl3-Gas und Be2Cl4-Gas, wie in Tabelle 1a gezeigt. Außerdem ist die Al-Schicht zur Bildung einer ge­ wünschten atomaren Metallschicht, meistens unter Verwendung der Metallhalogenidgase, für die atomare Opfermetallschicht oder die anfängliche Opfermetallschicht am meisten zu bevor­ zugen, wie aus den Tabellen 2 bis 4 hervorgeht. Vorzugsweise werden die Schritte 13, 15, 17 und 19, d. h. der erste Spül­ vorgang, das Bilden der atomaren Opfermetallschicht, der zweite Spülvorgang und die Bildung der atomaren Metall­ schicht, bei derselben Temperatur durchgeführt. Nach Bildung der atomaren Metallschicht wird der Zählwert n um eins erhöht (Schritt 21), und der erhöhte Zählwert n wird mit der Zahl k anfänglich vorgegebener Zyklen verglichen (Schritt 23). Wenn der erhöhte Wert n kleiner als die Zahl k anfänglich vorgege­ bener Zyklen ist, werden die Schritte 13, 15, 17 und 19, d. h. der erste Spülvorgang, die Bildung der atomaren Opfermetall­ schicht, der zweite Spülvorgang und die Bildung der atomaren Metallschicht, wiederholt durchgeführt, bis der Zählwert n gleich der Zahl k vorgegebener Zyklen ist, um dadurch eine Metallschicht gewünschter Dicke auf dem Halbleitersubstrat zu erzeugen. Wenn die resultierende Struktur, welche die gebil­ dete Metallschicht beinhaltet, bei einer vorgegebenen Tempe­ ratur getempert wird, bildet sich eine Metallsilicidschicht an der Grenzfläche zwischen einer Störstellenschicht und der Metallschicht. Die Metallsilicidschicht ist hierbei eine ohm­ sche Schicht, welche den Kontaktwiderstand zwischen der Me­ tallschicht und der Störstellenschicht verbessert.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäß gebildete Ti-Schicht. Für das Beispiel von Fig. 6 lag die Temperatur Ts des Halbleiter­ substrates während der Bildung einer anfänglichen Opferme­ tallschicht, des ersten Spülvorgangs, der Bildung der atoma­ ren Opfermetallschicht, des zweiten Spülvorgangs und der Bil­ dung der atomaren Metallschicht bei 450°C. Die anfängliche Opfermetallschicht wurde aus der Al-Schicht durch Reagieren von TMA-Gas mit H2-Gas für ungefähr 10 s gebildet. Hierbei wurde auch inertes N2-Gas in die Reaktionskammer injiziert. Das N2-Gas und das H2-Gas wurden in die Reaktionskammer mit Flußraten von 40 sccm bzw. 1.000 sccm eingespeist, und der Druck in der Reaktionskammer betrug ungefähr 3 Torr. Zudem wurde das TMA-Gas unter Verwendung eines Gasspülers bei Raum­ temperatur erzeugt. Hierbei wurde für das TMA-Gas kein Trä­ gergas benutzt, so daß das TMA-Gas mit einer Druckdifferenz zwischen dem Dampfdruck des TMA-Gases und dem Druck in der Reaktionskammer in letztere eingeleitet wurde. Nach Bildung der anfänglichen Opfermetallschicht in Form einer Al-Schicht wurde das TMA-Gas nicht mehr zugeführt, und der erste Spül­ prozeß wurde für ungefähr 5 s durchgeführt, um das in der Re­ aktionskammer verbliebende TMA-Gas vollständig zu entfernen. Hierbei wurden das N2-Gas und das H2-Gas kontinuierlich ein­ geleitet, um den Druck in der Reaktionskammer bei etwa 8 Torr zu halten. Nach Abschluß des ersten Spülvorgangs wurde TMA- Gas in die Reaktionskammer für etwa 1 s eingeleitet, so daß das H2-Gas mit dem TMA-Gas reagierte, um eine dünne atomare Opfermetallschicht in Form einer atomaren Al-Schicht zu bil­ den. Dann wurde kein TMA-Gas mehr zugeführt, und ein zweiter Spülvorgang wurde in derselben Weise wie der erste Spülvor­ gang durchgeführt. Daraufhin wurde TiCl4-Metallquellengas in die Reaktionskammer für ungefähr 5 s eingeleitet, wodurch die Al-Schicht und das TiCl4-Gas miteinander reagierten, um ganz­ flächig auf dem Halbleitersubstrat eine atomare Ti-Schicht zu bilden. Anschließend wurden die Schritte der ersten Spülung, der Bildung der atomaren Opfermetallschicht, der zweiten Spü­ lung und der Bildung der atomaren Metallschicht nacheinander fünfzig Mal wiederholt.
Es ist aus Fig. 6 ersichtlich, daß die Ti-Schicht erfindungs­ gemäß im Inneren des Kontaktlochs, das ein Aspektverhältnis von fünf oder mehr aufweist, und auf dem peripheren Bereich des Kontaktlochs in einer gleichmäßigen Dicke von ungefähr 60 nm gebildet wurde.
In den Diagrammen von Fig. 7 repräsentieren die horizontalen Achsen einen Röntgenstrahlbeugungswinkel, und die vertikalen Achsen repräsentieren die Intensität der gebeugten Röntgen­ strahlen in willkürlichen Einheiten. Des weiteren ist in den Diagrammen der Bereich des Beugungswinkels 2θ der Röntgen­ strahlen zwischen 140° und 170° das durch Messen einer Al- Komponente erhaltene Resultat, während der Bereich zwischen 84° und 89° das durch Messen einer Ti-Komponente erhaltene Resultat und der Bereich zwischen 90° und 96° das durch Mes­ sen einer Cl-Komponente erhaltene Resultat repräsentieren. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß gebildete Ti-Schicht keine Störstellen, sondern nur Ti-Atome enthält.
In den Fig. 3 und 4, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, repräsentieren Teile, die durch diesel­ ben Bezugszeichen repräsentiert sind wie diejenigen in den Fig. 1 und 2, dieselben Vorgänge wie im ersten Ausführungs­ beispiel.
Bezugnehmend auf die Fig. 3, 4 und 5 werden nach den Schrit­ ten 11, 13, 15, 17 und 19 der Bildung der anfänglichen Opfer­ metallschicht, der ersten Spülung, der Bildung der atomaren Opfermetallschicht, der zweiten Spülung und der Bildung der atomaren Metallschicht zusätzlich Schritte 25 und 27 einer dritten Spülung und der Bildung einer atomaren Silizium­ schicht durchgeführt, um auf diese Weise eine Metallsili­ cidschicht zu erzeugen. Der dritte Spülprozeß 25 wird in der­ selben Weise durchgeführt wie der erste und der zweite Spül­ prozeß 13 und 17. Die atomare Siliziumschicht wird auf einer atomaren Metallschicht durch Reagieren des Siliziumquellenga­ ses gebildet, das nach Abschluß des dritten Spülprozesses 25 in die Reaktionskammer 51 eingeleitet wird. Hierbei wird wäh­ rend der Bildung der Siliziumschicht die Temperatur des Halbleitersubstrates auf derselben Temperatur wie im dritten Spülprozeß 25 gehalten, d. h. bei 300°C bis 500°C. Analog zum ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden die Schritte 13, 15, 17, 19, 25 und 27, d. h. die erste Spülung, die Bildung der atomaren Opfermetallschicht, die zweite Spü­ lung, die Bildung der atomaren Metallschicht, die dritte Spü­ lung und die Bildung der atomaren Siliziumschicht, je nach Bedarf nacheinander wiederholt, so daß die atomaren Metall­ schichten und die atomaren Siliziumschichten alternierend übereinandergestapelt werden. Hierbei reagieren die atomare Metallschicht und die atomare Siliziumschicht miteinander, so daß sich eine Metallsilicidschicht bilden kann. Das Zusammen­ setzungsverhältnis der Metallsilicidschicht kann durch Steue­ rung der Dicken der atomaren Metallschicht und der atomaren Siliziumschicht verändert werden. Vorzugsweise werden als das Siliziumquellengas SiH4-Gas, Si2H6-Gas, (CH3)3SIC∼CSi(CH)3-Gas, ((CH3)3Si)2CH2-Gas, (CH3)3CSi(CH3)2Cl-Gas, (C4H9)SiCl3-Gas, (CH3)3SiN(C2H5)2-Gas, (CH3)2SiCl2-Gas, ((CH3)2Si-)n-Gas, (C6H5)2SiCl2-Gas, (C6H5)2SiH2-Gas, C2H5SiCl3-Gas, Cl3SiSiCl3-Gas, (CH3)3SiSi(CH3)3- Gas, CH3SiCl2H-Gas, (CH3) (C6H5) SiCl2-Gas, C6H5SiCl3-Gas, SiBr4- Gas, SiCl4-Gas, SiF4-Gas, SiI4-Gas, (C32H16N8) SiCl2-Gas, Si(Si(C3H3)4)-Gas, Si(C3H4)-Gas, CH3SiCl3-Gas, HSiCl3-Gas, (C2H5)3SiCl-Gas, CF3Si(CH3)3-Gas, (CH3)3SiCl-Gas, (CH3)3SiH-Gas, (CH3)3SiC∼CH-Gas, (C5H5)Si(CH3)3-Gas, (C5(CH)3)5)Si(CH3)3-Gas, (C6H5)3SiCl-Gas, (C6H5)3SiH-Gas, ((CH3)2N8)CH-Gas oder CH2=CHSiCl3-Gas.
Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels kann abhängig von der Art der atomaren Metallschicht eine ge­ wünschte Metallsilicidschicht, wie eine TiSi-Schicht, eine Ta-Si-Schicht, eine ZrSi-Schicht oder eine HfSi-Schicht gebildet werden. Außerdem kann eine Metallsilicidschicht mit ausgezeich­ neter Stufenbedeckung in einem Kontaktloch mit hohem Aspektver­ hältnis gebildet werden.
Somit können erfindungsgemäß, wie oben erläutert, eine Metall­ schicht oder eine Metallsilicidschicht mit ausgezeichneter Stu­ fenbedeckung in einem Kontaktloch mit hohem Aspektverhältnis erzeugt werden. Dadurch läßt sich eine metallische Zwischenver­ bindung herstellen, die für hochintegrierte Halbleiterbauele­ mente geeignet ist.

Claims (31)

1. Verfahren zur Bildung einer Metallschicht eines Halbleiter­ bauelementes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - Bilden einer atomaren Opfermetallschicht auf einem Halblei­ tersubstrat,
  • - Entfernen der atomaren Opfermetallschicht und gleichzeitiges Bilden einer atomaren Metallschicht auf dem Halbleitersubstrat durch Reagieren der atomaren Opfermetallschicht mit einem Me­ tallhalogenidgas und
  • - Übereinanderstapeln einer Mehrzahl atomarer Metallschichten auf dem Halbleitersubstrat durch wenigstens einmaliges, abwech­ selndes Bilden der atomaren Opfermetallschicht und der atomaren Metallschicht.
2. Verfahren zur Bildung einer Metallsilicidschicht eines Halbleiterbauelementes, gekennzeichnete folgende Schritte:
  • - Bilden einer atomaren Opfermetallschicht auf einem Halb­ leitersubstrat,
  • - Entfernen der atomaren Opfermetallschicht und gleichzei­ tiges Bilden einer atomaren Metallschicht auf dem Halbleiter­ substrat durch Reagieren der atomaren Opfermetallschicht mit einem Metallhalogenidgas,
  • - Bilden einer atomaren Siliziumschicht auf der atomaren Metallschicht und
  • - abwechselndes Übereinanderstapeln einer Mehrzahl atoma­ rer Metallschichten und einer Mehrzahl atomarer Silizium­ schichten auf dem Halbleitersubstrat durch wenigstens einma­ liges, aufeinanderfolgendes Bilden der atomaren Opfermetall­ schicht, der atomaren Metallschicht und der atomaren Silizi­ umschicht.
3. Verfahren zur Bildung einer Metallsilicidschicht eines Halbleiterbauelementes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - Bilden einer atomaren Siliziumschicht auf einem Halblei­ tersubstrat,
  • - Bilden einer atomaren Opfermetallschicht auf der atomaren Siliziumschicht,
  • - Entfernen der atomaren Opfermetallschicht und gleichzei­ tiges Bilden einer atomaren Metallschicht auf dem Halbleiter­ substrat durch Reagieren der atomaren Opfermetallschicht mit einem Metallhalogenidgas und
  • - alternierendes Übereinanderstapeln einer Mehrzahl atoma­ rer Siliziumschichten und einer Mehrzahl atomarer Metall­ schichten auf dem Halbleitersubstrat durch wenigstens einma­ liges aufeinanderfolgendes Bilden der atomaren Silizium­ schicht, der atomaren Opfermetallschicht und der atomaren Me­ tallschicht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet durch den Schritt der Bildung einer anfänglichen Opfermetall­ schicht auf dem Halbleitersubstrat vor dem Schritt der Bildung der atomaren Opfermetallschicht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat während der Bildung der anfänglichen Opfermetallschicht auf 300°C bis 500°C geheizt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß die anfängliche Opfermetallschicht aus dem glei­ chen Material gebildet wird wie die atomare Opfermetallschicht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Opfermetallschicht unter Verwendung des gleichen Reaktionsgases gebildet wird, wie es zur Bildung der atomaren Opfermetallschicht verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat während der Bildung der atomaren Schichten auf 300°C bis 500°C geheizt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Gibbssche freie Energie einer ein Me­ tallatom der atomaren Opfermetallschicht und ein Halogenatom des Metallhalogenidgases enthaltenden Zusammensetzung höher ist als diejenige des Metallhalogenids.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die atomare Opfermetallschicht durch Rea­ gieren eines Opfermetallquellengases mit einem reduzierenden Gas gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, weiter dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierendes Gas H2-Gas oder Silan-Gas verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, weiter da­ durch gekennzeichnet, daß das Metallhalogenidgas aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus TiCl4-Gas TaCl5-Gas, HfCl4- Gas, ZrCl4-Gas, TiI4-Gas, TaI5-Gas, HI4-Gas, ZrI4-Gas, TiBr4- Gas, TaBr5-Gas, HfBr4-Gas, ZrBr4-Gas, TiF4-Gas, TaF5-Gas, HfF4- Gas und ZrF4-Gas besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß als Metallhalogenidgas TiCl4-Gas verwendet wird und die Opfermetallschicht aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Al-Schicht, einer La-Schicht, einer Pr-Schicht, einer In-Schicht, einer Ce-Schicht, einer Nd-Schicht und einer Be- Schicht besteht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß die für die Al-Schicht, die La-Schicht, die Pr-Schicht, die In-Schicht, die Ce-Schicht, die Nd-Schicht und die Be-Schicht verwendeten Opfermetallquellengase Vorläufer sind, die Al, La, Pr, In, Ce, Nd bzw. Be enthalten.
15. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der Al-haltige Vorläufer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (C4H9)2AlH, (C4H9)3AlH, (C2H5)3Al, (CH3)3Al, AlH3N(CH3)3, (CH3)2AlH und (CH3)2C2H5N : AlH3 besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der La-haltige Vorläufer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (C5H5)3La und (C2H7C4H4)3La besteht.
17. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der Pr-haltige Vorläufer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (C5H5)3Pr und (C3H7C5H4)3Pr besteht.
18. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der In-haltige Vorläufer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus C2H5In, (CH3)5C5In, (C2H5)3In und (CH3)3In besteht.
19. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der Ce-haltige Vorläufer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (C5H5)3Ce und ((C5H5)C5H4)3Ce besteht.
20. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der Nd-haltige Vorläufer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (C5H5)3Nd und (C3H7C5H4)3Nd besteht.
21. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der Be-haltige Vorläufer Be(C2H5)2 ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 19, weiter ge­ kennzeichnet durch den Schritt des Spülens des peripheren Be­ reichs der resultierenden Struktur mit der gebildeten anfäng­ lichen Opfermetallschicht oder atomaren Metallschicht mit ei­ nem Inertgas vor Durchführen des Schrittes zur Bildung der atomaren Opfermetallschicht oder der atomaren Silizium­ schicht.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, weiter ge­ kennzeichnet durch den Schritt des Spülens des peripheren Be­ reichs der resultierenden Struktur mit der gebildeten atoma­ ren Opfermetallschicht mit einem Inertgas vor Durchführen des Schrittes zur Bildung der atomaren Metallschicht.
24. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß als das jeweilige Inertgas N2-Gas oder Ar- Gas verwendet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, weiter ge­ kennzeichnet durch einen Schritt zur Bildung einer ohmschen Schicht an der Grenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat und der Mehrzahl atomarer Metallschichten durch Reagieren der Mehrzahl atomarer Metallschichten mit dem Halbleitersubstrat unter Verwendung eines Temperprozesses nach dem Schritt des Übereinanderstapelns der mehreren atomaren Metallschichten.
26. Verfahren nach Anspruch 25, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß der Tempervorgang mit einem Atmosphärengas durchge­ führt wird, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ar- Gas, N2-Gas und NH3-Gas besteht.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ohmsche Schicht eine Metallsili­ cidschicht ist.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 27, weiter da­ durch gekennzeichnet, daß die atomare Siliziumschicht durch eine Reaktion mit einem Siliziumquellengas gebildet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß das Siliziumquellengas aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus SiH4-Gas, Si2H6-Gas, (CH3)2SiC∼CSi(CH)3-Gas, ((CH3)3Si)2-Gas, (CH3)3CSi(CH3)2Cl-Gas, (C4H5)SiCl3-Gas, (CH3)3SiN(C2H5)2-Gas, (CH3)2SiCl2-Gas, ((CH3)2Si-n-Gas, C6H5)2SiCl2-Gas, (C6H5)2SiH2-Gas, C2H5SiCl3-Gas, Cl3SiSiCl3-Gas, (CH3)2SiSi(CH3)2-Gas, CH3SiC2lH-Gas, (CH3) (C6H5)SiCl2-Gas, C6H5SiCl3-Gas, SiBr4-Gas, SiCl4-Gas, SiF4-Gas, S4il-Gas, (C32H16N8)SiCl2-Gas, Si(Si(CH3)3)4-Gas, Si(CH5)4-Gas, CH3SiCl3- Gas, HSiCl3-Gas, (C2H5)3SiCl-Gas, CF3Si(CH3)-Gas, (CH3)3SiCl- Gas, (CH3)3SiH-Gas, (CH3)3SiC∼CH-Gas, (C5H5)Si(CH3)3-Gas, (C5(CH3)5)Si(CH3)3-Gas, (C6H5)3SiCl-Gas, (C6H5)3SiH-Gas, ((CH3)2N)3CH-Gas und CH2=CHSiCl3-Gas besteht.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 29, weiter ge­ kennzeichnet durch einen Temperschritt bei einer vorgegebenen Temperatur nach dem alternierenden Aufeinanderstapeln der atomaren Metallschichten und der atomaren Siliziumschichten auf dem Halbleitersubstrat.
31. Verfahren nach Anspruch 30, weiter dadurch gekennzeich­ net, daß das Tempern mittels eines schnellen thermischen Pro­ zesses, eines Temperofenprozesses oder einer thermischen Be­ handlung im Vakuum durchgeführt wird.
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