FI118158B - Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess - Google Patents

Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess Download PDF

Info

Publication number
FI118158B
FI118158B FI992233A FI19992233A FI118158B FI 118158 B FI118158 B FI 118158B FI 992233 A FI992233 A FI 992233A FI 19992233 A FI19992233 A FI 19992233A FI 118158 B FI118158 B FI 118158B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
metal
precursor
reaction
metal precursor
reducing agent
Prior art date
Application number
FI992233A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI19992233A (fi
Inventor
Kai-Erik Elers
Original Assignee
Asm Int
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asm Int filed Critical Asm Int
Priority to FI992233A priority Critical patent/FI118158B/fi
Priority to FI20000564A priority patent/FI119941B/fi
Priority to AU79257/00A priority patent/AU7925700A/en
Priority to US10/110,598 priority patent/US6767582B1/en
Priority to TW089121351A priority patent/TW500826B/zh
Priority to PCT/FI2000/000884 priority patent/WO2001027346A1/en
Priority to JP2001529475A priority patent/JP5047434B2/ja
Priority to KR1020027004822A priority patent/KR100697453B1/ko
Priority to DE60019789T priority patent/DE60019789T2/de
Priority to EP00969585A priority patent/EP1230421B1/en
Priority to US09/687,205 priority patent/US6475276B1/en
Priority to US09/687,204 priority patent/US6482262B1/en
Priority to PCT/US2000/028654 priority patent/WO2001029893A1/en
Priority to KR1020027004824A priority patent/KR100737901B1/ko
Priority to AU12082/01A priority patent/AU1208201A/en
Priority to PCT/US2000/028537 priority patent/WO2001029280A1/en
Priority to JP2001531142A priority patent/JP4746234B2/ja
Priority to JP2001532259A priority patent/JP4965782B2/ja
Priority to US10/049,125 priority patent/US6902763B1/en
Priority to EP00973583A priority patent/EP1221178A1/en
Priority to AU10884/01A priority patent/AU1088401A/en
Publication of FI19992233A publication Critical patent/FI19992233A/fi
Priority to US10/210,715 priority patent/US6821889B2/en
Priority to US10/246,131 priority patent/US6800552B2/en
Priority to US10/867,890 priority patent/US20050000431A1/en
Priority to US10/969,297 priority patent/US7329590B2/en
Priority to US10/990,424 priority patent/US7144809B2/en
Priority to US11/288,872 priority patent/US7749871B2/en
Priority to US11/634,818 priority patent/US7485340B2/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118158B publication Critical patent/FI118158B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/38—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/32—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4488—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by in situ generation of reactive gas by chemical or electrochemical reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28568—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising transition metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76853—Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
    • H01L21/76855—After-treatment introducing at least one additional element into the layer
    • H01L21/76856—After-treatment introducing at least one additional element into the layer by treatment in plasmas or gaseous environments, e.g. nitriding a refractory metal liner
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/10—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device
    • H01L2221/1068—Formation and after-treatment of conductors
    • H01L2221/1073—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L2221/1078—Multiple stacked thin films not being formed in openings in dielectrics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

118158; 1 Ύ
MENETELMÄ LÄHDE KEMIKAALIEN MUUNTAMISEKSI ALD-PROSESSISSA
Esillä oleva keksintö liittyy metallinitridiohutkalvoihin. Erityisesti esillä oleva keksintö 5 koskee menetelmää lähdekemikaalien in situ -pelkistämiseksi samoin kuin menetelmää metallinitridiohutkalvojen kasvattamiseksi. Esillä oleva keksintö liittyy myös laitteistoon ohutkalvojen kasvattamiseksi alustalle ALD-tyyppisellä prosessilla. i
Komponenttien integroitumisaste mikropiireissä suurenee, mikä tuo nopeasti tarpeen kom-10 ponenttien ja liitosten koon pienentämiselle. Suunnittelusäännöt asettavat piirteiden koot < 0,2 pm. Yhtenäisten ohutkalvojen kerrostaminen puolijohdelevypinnoille fysikaalisella höyrystyspäällystys (Physical Vapour Deposition, viitataan tämän jälkeen lyhenteellä PVD) ja kemiallisella höyrystyspäällystys (Chemical Vapour Deposition, viitataan tämän jälkeen lyhenteellä CVD)-menetelmillä on tullut vaikeaksi johtuen pienistä yksityiskohtien 15 koista. Sen seurauksena ei voida saada täydellistä kalvon peittoa läpivientien syviin pohjiin , ja uurteisiin. PVD-menetelmät vaativat enemmän tai vähemmän suoraa tähtäyslinjaa pääl- j lystettävälle pinnalle. Perinteiset CVD-menetelmät vaativat melko tarkkaa lähdekemikaalien pitoisuuden säätelyä ja hyvää lämpötilan yhdenmukaisuutta koko alustalla. Syvissä 1 pohjissa voi olla paikallinen "mikroilmasto", jossa lähdekemikaalihöyryjen vaihtelevat 20 pitoisuudet aiheuttavat ohutkalvon epäyhtenäistä kasvua.
$
Mikropiirit sisältävät liitoksia, jotka yleensä on valmistettu alumiinista tai kuparista. Erityi- ; i''*: sesti kupari on altis diffundoitumaan ympäröiviin aineisiin. Diffuusio vaikuttaa piirien säh- γ.ί köisiin ominaisuuksiin ja aktiivikomponentit voivat toimia väärin.. Metallien diffuusio t · •Y” 25 liitoksista laitteiden aktiiviosiin estetään sähköä johtavalla diffuusionestokerroksella. Suo- « · Y : sittuja diffuusionesteitä ovat esim. amorfiset siirtymämetallinitridit, kuten TiN, TaN ja * * *
V* WN. Nitridit voivat olla ei-stökiömetrisiä, koska typpi sijaitsee kidehilan välitilassa. S
* · · • « ’···* ALCVD, joka tunnetaan myös atomikerroskerrostamisena (Atomic Layer Deposition , lyh.
• · ·;·* 30 ALD) ja alunperin atomikerrosepitaksiana (Atomic Layer Epitaxy, lyh. ALE) on CVD:n • · • '·· kehittynyt muunnelma. Menetelmän nimi muutettiin ALE:sta ALCVD:ksi mahdollisen * * * Y.· sekaaimuksen välttämiseksi, kun keskustellaan polykiteisistä ja amorfisista ohutkalvoista.
ALD-menetelmä perustuu peräkkäisiin itsekyllästettyihin pintareaktioihin. Menetelmä on • · • * * »· 2 118158 kuvattu yksityiskohtaisesti US-patenteissa 4 058 430 ja 5 711 811. Reaktori hyötyy meritien kantaja-ja huuhtelukaasujen käytöstä, mikä tekee järjestelmästä nopean.
Lähdekemikaalien erottaminen toisistaan kierteillä kaasuilla estää kaasufaasireaktiot kaa-5 sumaisten reaktanttien välillä ja mahdollistaa itsekyllästetyt pintareaktiot, jotka johtavat sellaisen kalvon kasvuun, mikä ei vaadi alustojen tiukkaa lämpötilan säätelyä eikä lähde- :· kemikaalien tarkkaa annoksen säätelyä. Ylijäämäkemikaalit ja reaktion sivutuotteet poistetaan aina reaktiokammiosta ennen seuraavan reaktiivisen kemikaalipulssin viemistä sisään kammioon. Ei-toivotut kaasumaiset molekyylit poistetaan tehokkaasti reaktiokammi-10 osta pitämällä kaasunvirtausnopeudet suurina inertin huuhtelukaasun avulla. Huuhtelukaa-su työntää ylimääräiset molekyylit tyhjöpumppua kohti, jota käytetään ylläpitämään sopiva paine reaktiokammiossa. ALD tarjoaa erinomaisen ja automaattisen itsesäätelyn kalvon Jl kasvulle.
15 Siirtymämetallinitridien tapauksessa metallilähdeaineen pelkistämistä tarvitaan, jotta lisätään metallin määrään nitridissä, ja siten alennetaan nitridin ominaisvastusta. "Pelkistäminen” voidaan määritellä minä tahansa reaktiona, jossa lähdekemikaalin metalli vastaanottaa elektroneja ja sen hapetusaste pienenee.
20 Tekniikan tasossa on tunnettua pelkistää metallilähdeainetta sykäyksittäin syöttämällä pel-kistysainetta metallilähdeainepulssin jälkeen. Lukuisia erilaisia kemikaaleja on käytetty • · pelkistämiseen. Esimerkiksi volframiyhdisteitä on pelkistetty käyttämällä vetyä (¾) ' *,'] (US 5 342 652 ja EP-A2-0 899 779), silaaneja kuten SiH4 (US 5 691 235) ja kloo- 4 I · m # 1 * ‘ risilaaneja kuten SiHCh (US 5 723 384). Pienen hapetusasteen metalliklorideja voidaan f 1 · · · L.1 25 myös syntetisoida laittamalla vetykloridin (HC1) ja vedyn (H?) kaasumaista seosta kulke- -Ά « · » ^ .-s • 1 · maan kuumennetun metallin päällä (US-patentti 4 803 127).
» · · ,···, WFgm pelkistämisen W-metalliksi alustan pinnalla käyttämällä silaania, Si2H($, on kuvan- • · • 1 · ,···. nut J. W. Klaus (Atomic Layer Deposition of Tungsten and Tungsten Nitride Using Se- « · 1 30 quential Surface Reactions, AVS 46th International Symposium, abstract TF-TuM6, \».t http://www.vacuum.org/symposium/seattle/technical.html. esitetään 26.10.1999 Seattlessa.
usa).
* · • · • 1 · i * 1 · * · · • 1 3 \ 118158 Näissä tekniikan tason menetelmissä on kuitenkin haittapuolia. Silaanit voivat myös reagoida WFfrn kanssa muodostaen siten volframisilisidejä, kuten WS12. Vety voi pelkistää volframiyhdisteen volframimetalliksi, jolla on liian alhainen höyrynpaine kuljetettavaksi - kaasufaasissa alustoille.
5
Alustan pinnalle adsorboituja eri metallilaatuja on pelkistetty sinkillä ALE-prosesseissa (vrt. esim. L. Hiltunen, M. Leskelä, M. Mäkelä, L. Niinistö, E. Nykänen, P. Soininen, ”Nit-rides of Titanium, Niobium, Tantalum and Molybdenum Grown as Thin Films by the Ato- έ mic Laver Epitaxy Method”. Thin Solid Films. 166 (1988) 149 - 154). Tunnetuissa mene-10 telmissä lisäsinkkihöyry, jota käytettiin kerrostamisen aikana, pienensi nitridikalvon ominaisvastusta joko kasvattamalla metalli-typpi-suhdetta tai poistamalla happea kalvoista.
Tunnettu prosessi käsittää seuraavan pulssijäqestyksen: metallilähdekemikaalin höyrypuls-si / inerttikaasuhuuhtelu / sinkkihöyrypulssi / inerttikaasuhuuhtelu / typpilähdekemikaalin höyrypulssi / inerttikaasuhuuhtelu. Sinkkihöyrymenetelmällä suoritettavaan pelkistämiseen 15 liittyvä perusongelma on se, että ohutkalvoja, jotka ovat kontaminoituneet sinkkimetallilla ja sen yhdisteillä, pitäisi välttää prosesseissa, joita käytetään mikropiirien (joihin viitataan tästä lähtien myös lyhenteellä IC) valmistamiseksi. Diffusoituva sinkki voi tuhota mikropiirien aktiivikomponentit. Lisäksi alustan lämpötila-alueen alapäätä rajoittaa mahdollisesti sinkkimetallin haihtuvuus ja sinkkiyhdisteen pintaan kiinnittymisvakio.
20 -· • · ·
Sinkin lisäksi vetyä ja magnesiumia on myös kokeiltu pelkistysaineina ALE-prosesseissa. | • * φ ' · y- *. *. Tulokset eivät ole olleet lupaavia. Vety ei kykene pelkistämään tarpeeksi metalliyhdisteitä ?! • · * ?il • · · ! ! alhaisissa alustan lämpötiloissa. Magnesium muodostaa alustan pinnalle halidin, jolla on • * · hyvin alhainen höyrynpaine ja joka pysäyttää kalvon kasvun. Näyttää siltä, että alku- • · · • '··* 25 ainepelkistyksen käyttökelpoisuus alustan pinnalla on melko rajoittunut. Harvoilla alkuai- * · · neilla on tarpeeksi korkea höyrynpaine käytettäväksi ALD-lähdekemikaaleina. Vielä har- ; vemmat kaasumaiset alkuaineet muodostavat haihtuvia sivutuotteita pelkistysvaiheen aika- • · · • · n a, • · • · · ' ; ♦ • a·-..
• · .···. 30 Menetelmän CVD-lähdekemikaalien ominaisuuksiin vaikuttamiseksi on esittänyt C.-Y. ? • · * \ Lee [The Preparation of Titanium-Based Thin Film by CVD Using Titanium Chlorides as * * » ° • · · III' Precursors, Chem. Vap. Deposition. 5 (1999) 69 - 73)]. Julkaisun mukaan CVD- • * menetelmän TiCl4-höyry virtasi titaanimetallin yli, joka oli kuumennettu 900 °C:seen. Re- 4 118158 aktio tuotti TiClx:n (x<4) alempia klorideja. Nämä alikloridit hajosivat alavirrassa termisesti Ti-metalliksi alustalla, joka kuumennettiin 500 - 800 °C:seen.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa tekniikan tason ongelmat ja tarjota uusi me-5 netelmä metallilähdekemikaalin pelkistämiseksi ALD-tyyppisessä prosessissa. Keksinnön
toisena tavoitteena on tarjota uusi menetelmä metallinitridiohutkalvojen valmistamiseksi T
ALD-tyyppisellä menetelmällä.
Esillä olevan keksinnön lisätavoitteena on taijota laitteisto metallinitridiohutkalvojen kas-10 vattamiseksi ALD-tyyppisellä menetelmällä.
Nämä ja muut kohteet sekä niiden edut tunnettuihin menetelmiin nähden saavutetaan kuten tämän jälkeen on kuvattu ja kuten patenttivaatimuksissa on esitetty.
' % 15 Esillä oleva keksintö perustuu siihen yllättävään havaintoon, että metallilähdeyhdisteet, joita käytetään ALD-tyyppisessä prosessissa, voidaan pelkistää kohtuullisissa lämpötiloissa ennen kuin ne adsorboituvat tai kemisorboituvat alustan pinnalle. Keksinnön mukaisesti metallilähdeyhdisteet johdetaan siten kaasumaisessa olotilassa pelkistysalueelle, jossa ne saatetaan kosketuksiin kiinteän tai nestemäisen pelkistysaineen kanssa, jota pidetään ko- .-¾ V. 20 hotetussa lämpötilassa, sellaisten kaasumaisten reaktiotuotteiden tuottamiseksi, jotka si- „ • φ · ·'* « · sältävät metallilähdeaineen metallilaatuja alhaisemmissa hapetusasteissa. Pelkistetty me- • * • · : tai li lähdeaine saatetaan sitten kosketuksiin alustan kanssa ja kerrostetaan sen pinnalle • · ALD:n periaatteiden mukaisesti.
* · • • « · • * * 25 Vertailuna CVD-titaanilähdekemikaalien modifiointimenetelmälle, jonka on kuvannut C.-Y. Lee edellä, esillä oleva in situ -pelkistys suoritetaan alhaisissa lämpötiloissa, erityisesti • · « lämpötiloissa, jotka ovat lähellä todellista alustan lämpötilaa, kun taas tunnetussa CVD- • · · menetelmässä käytetään 900 °C:een lämpötilaa. Kuten alla olevat esimerkit osoittavat, metallilähdeaineen pelkistäminen pelkistysalueella ja reaktio metallilähdeaineen ja niiden 30 metallilaatujen välillä, jotka ovat sitoutuneet pintaan ja ovat peräisin siitä, saavat aikaan .··*. kaasumaisia reaktiotuotteita, jotka voidaan helposti poistaa pelkistysalueelta tai reaktioti- • ♦ * \ lasta ja joilla on riittävän korkea höyrynpaine käyttäväksi lähdeaineina ALD- • * menetelmässä.
118158
Ottamalla titaanikloridi esimerkiksi, TiCl4:n pelkistäminen 400 °C:ssa saa aikaan titaani-aliklorideja, kuten T12CI6, jotka voidaan kuljettaa alustalle inertin kaasun avulla. Tulokset ovat melko yllättäviä, koska on yleisesti uskottu, että titaanialihalidit eivät ole sopivia alhaisen lämpötilan ALD:lle johtuen alhaisesta höyrynpaineesta.
5
Esillä olevan keksinnön mukainen laitteisto käsittää pelkistysalueen, joka on asetettu yhteyteen sekä reaktiotilan että metalliyhdisteiden lähteiden kanssa. Ottamalla huomioon pelkistettävien kaasumaisten reaktanttien virtauspolku, pelkistysalue asetetaan ennen alustaa, siten että kaasumaiset reaktantit voidaan tuoda kosketuksiin pelkistysalueelle ennen kuin 10 ne altistetaan pintareaktioille alustan kanssa. Tavallisia paikkoja ovat virtauskanava, joka '7 kytkee lähdeainesäiliöt ja reaktiokammiot, ja reaktiokammioissa alustoista vastavirtaan.
Täsmällisemmin sanottuna menetelmälle metalli lähdeyhdisteen pelkistämiseksi on tunnus- ζ omaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
15 '·
Menetelmälle metallinitridiohutkalvojen kasvattamiseksi on tunnusomaista se, mikä on T
esitetty patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa.
Laitteistolle metalliohutkalvojen kasvattamiseksi on tunnusomaista se, mikä on esitetty .. 20 patenttivaatimuksen 18 tunnusmerkkiosassa.
• * • · · l* • · •» » • · · • · [·/· Lukuisia huomattavia etuja saavutetaan keksinnön avulla. Ohutkalvon kasvunopeus on • · · • « .... , .·. · suuri, esim. ALD-titaaninitridiohutkalvon kasvunopeus kasvaa melkein kaksinkertaiseksi • · ♦ * · verrattuna tekniikan tason menetelmiin. Lisäksi keksintö mahdollistaa toimimisen alhaisis- « · · 25 sa lämpötiloissa. Kun metallilähdeaineen pelkistys suoritetaan in situ, toisin sanoen, reak-tiojärjestelmässä ilman erillisen pelkistysainepulssin käyttämistä, reaktiotilaan ei tarvitse :***: viedä lisäreagenssia pelkistämistä varten. Siten vältetään myös yksi huuhteluvaihe. Tämä • * t ·***: johtaa lyhyempiin sykliaikoihin ja siten tehokkaampaan kalvojen kasvatukseen.
• · • · • · · .···. 30 Metallilähdeaineen pelkistäminen antaa alemman ominaisvastuksen metallinitridikalvolle, • · * y..' koska metallin määrä kasvaa suhteessa typen määrään. Esillä oleva menetelmä antaa yhtä • « i .·**: hyvät pelkistysominaisuudet, ja siten yhtä hyvät kalvon ominaisvastukset kuin tekniikan • · · • · tason menetelmät yksinkertaisemmalla ja nopeammalla kasvatusmenettelyllä.
6 118158
Kuten edellä on mainittu, pelkistysreaktiossa ja alustalla olevien metallilaatujen välisissä pelkistysreaktiossa sivutuotteina muodostuneet yhdisteet ovat oleellisesti kaasumaisia, ja ne poistuvat reaktorista helposti huuhdeltaessa inertillä kaasulla. Kalvossa olevien jäänteiden määrä on hyvin alhaisella tasolla.
5
Esillä olevalla menetelmällä kasvatetulla kalvolla on hyvät ohutkalvo-ominaisuudet. Siten saaduilla metallinitridikalvoilla on erinomainen yhdenmukaisuus jopa epätasaisilla pinnoilla ja uurteissa ja läpivienneissä. Menetelmä taijoaa myös erinomaisen ja automaattisen itsesäätelyn kalvon kasvulle.
10 ALD-kasvatettuja metallinitridikalvoja voidaan käyttää esimerkiksi ionidiffuusionestoker-roksina mikropiireissä. Volframinitridi pysäyttää tehokkaasti hapen ja suurentaa metalliok-sidikondensaattoreiden stabiilisuutta. Siirtymämetallinitridit ja erityisesti volframinitridi ovat myös sopivia tarttumiskerroksena metallille, ohutkalvovastuksena, pysäyttämään tinan 15 kulkeutumisen reikien kautta ja parantamaan mikropiirien korkean lämpötilan prosessoimista.
Seuraavaksi keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti seuraavan yksityiskohtaisen selityksen avulla ja viittaamalla mukana olevaan piirustukseen.
20 • * * · !, I Kuvio 1 on keksinnön mukaisen edullisen jäijestelyn kaaviokuva.
* · *. *. Kuvio 2 kuvaa edullista pulssisaijaa nitridiohutkalojen kasvattamisessa esillä olevan kek- « «· ,·, j sinnön mukaisesti.
• · · * · • · · • * t 25 Määritelmät • · «
Esillä olevan keksinnön tarkoituksiin “ALD-tyyppinen prosessi” tarkoittaa menetelmää, ·’**; jossa höyrystetyn aineen kerrostaminen pinnalle perustuu peräkkäisiin ja vuorotteleviin ««· itsekyllästettyihin pintareaktioihin. ALD:n periaatteet on kuvattu esimerkiksi patenteissa • · · :·; US 4 058 430 ja 5 711 811.
• * · 30 • · • · · "Reaktiotilaa" käytetään tarkoittamaan reaktiokammiota, jossa olosuhteita voidaan säätää · niin, että kerrostaminen ALD:llä on mahdollista.
• · » • · * • · -.-.7- 118158 "Pelkistysalue " tarkoittaa aluetta tai tilaa, johon pelkistysaine on jäljestetty ja jonka yli pelkistettävä aine johdetaan virtaamaan.
"Ohutkalvoa" käytetään tarkoittamaan kalvoa, joka kasvatetaan alkuaineista tai yhdisteistä, 5 joita kuljetetaan erillisinä ioneina, atomeina tai molekyyleinä tyhjiössä, kaasufaasissa tai nestefaasissa lähteestä alustaan. Kalvon paksuus riippuu sovelluksesta ja se vaihtelee laajoissa rajoissa, esim. yhdestä molekyylikerroksesta 800 nimiin tai jopa 1000 nimiin.
Kerrostusprosessi 10 Esillä olevan keksinnön mukaisesti metallinitridiohutkalvot valmistetaan ALD-menetelmällä. Siten alusta, joka on asetettu reaktiokammioon, altistetaan vuorotellen toistuviin pintareaktioihin vähintään kahden kaasufaasireaktantin kanssa tarkoituksena kasvat- , · taa sille ohutkalvo. Ohutkalvon metallille lähdeaineina käytetyt metalliyhdisteet pelkistetään kiinteällä tai nestemäisellä pelkistimellä, kun ne johdetaan pelkistysalueen läpi, jossa 15 pelkistin sijaitsee. Sen jälkeen pelkistetyt yhdisteet kerrostetaan alustalle, jota pidetään kohotetussa lämpötilassa. Seuraavaksi syötetty kaasumaisen tai haihtuvan typpilähdeaineen pulssi reagoi kerrostettujen metallilaatujen kanssa muodostaen metallinitridin.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti metallilähdeaineen ja typpilähdeaineen kaasufaasipuls- 20 sit syötetään edullisesti reaktoriin inertin kantajakaasun, kuten typen, avulla.
* · • * • · • · · « « · • · *. *. Edullisesti, ja reaktion nopeuttamiseksi, kutakin syöttöpulssia seuraa inertin kaasun pulssi, J **! j jotta huuhdellaan pelkistysalue ja vastaavasti reaktiotila reagoimattomista aikaisemman • * · ,·;·* kemikaalin jäänteistä ja sivutuotteista, jotka ovat muodostuneet pelkistys- ja/tai pintareak- 25 tiossa. Tämä sallii hyvin reaktiivisten kemikaalien käyttämisen ja siten alemmat kerrostus- “ * « · lämpötilat. Inertin kaasun pulssi, johon viitataan myös "kaasuhuuhteluna", käsittää reagoi-.**·. matonta kaasua, kuten typpeä tai jalokaasua, kuten argonia..
• * ♦ i «· · • · • · « ./ Siten yksi pulssitusjakso (viitataan myös "syklinä"), käsittää pelkistysvaiheen, edullisesti * 4 » 30 sisältäen seuraavat osat: • · • · * · · - muodostetaan metallilähdeaineen kaasufaasipulssi; • ·
• I
*’. - syötetään kaasufaasimetallilähdepulssi pelkistysalueelle, joka käsittää kiinteän tai · » • · * nestemäisen pelkistimen, jolla on alhainen höyrynpaine; 118158 ' 8 - saatetaan metallilähdeaine kosketuksiin pelkistimen kanssa metallilähdeaineen pelkistämiseksi pelkistetyn kaasufaasilähdeaineen pulssiksi; :: n - o tetaan tai teen pelkistetty kaasufaasilähdeaine ja johdetaan se reaktiokammioon; - saatetaan pelkistetty kaasufaasiaine kosketuksiin alustan pinnan kanssa metalli- 5 laatujen kerrostamiseksi pinnalle; - huuhdellaan reaktioilla inertillä kaasulla; - syötetään typpilähdeaineen kaasufaasipulssi reaktiokammioon; - saatetaan typpilähdeaine kosketuksiin alustan pinnalla olevien metallilaatujen kanssa metallinitridin muodostamiseksi; ja 10 - huuhdellaan reaktiotila inertillä kaasulla.
Metallilähdeaine virtaa pelkistimen yli ja pelkistyy, ennen kuin se adsorboituu tai kemisor-boituu kuumennetulle alustan pinnalle. Pelkistysaine kuumennetaan noin 200 - 800 °C:seen, edullisesti 300 - 500 °C:seen. Kuten edellä on mainittu, pelkistyslämpötila on 15 edullisesti lähellä todellista kerrostuslämpötilaa. Lämpötila riippuu metalliaineesta, esimerkiksi TiCl4:n pelkistämiseksi Ti:n pinnalla, pelkistysaineen lämpötila on edullisesti noin 400 °C, edullisesti kuitenkin alempi kuin alustan lämpötila.. Pelkistetyn titaaniyhdis-teen kerrostaminen voidaan suorittaa 350 - 400 °C:ssa. ; . , 20 Onnistunut pelkistysprosessi vaatii, että pelkistämätön lähdekemikaali on kaasumaisessa * · 'ζ.
·*· *. I tilassa. Pelkistimellä on reaktiivinen pinta, joka edullisesti pysyy oleellisesti kontami- j • · · * « * **: noitumattomana prosessin aikana eivätkä reaktiotuotteet kasaannu pelkistimen pinnalle.
• · * · • *· *.: lm | Tätä helpotetaan valitsemalla metallilähdeaine-ja pelkistinpari siten, että pelkistetyllä läh- » ·· • f v *·· deaineella on riittävän korkea höyrynpainc kuljetusta varten. Lisäksi pelkistyksen sivu- * » « ·* * 25 tuotteilla pitäisi edullisesti olla riittävä höyrynpaine huuhdeltavaksi pois, ja niiden pitäisi • · · • i olla suhteellisen inerttejä. Rajoittamattomana esimerkkinä, pii ja boori voivat reagoida suu- ren hapetusasteen metallihalidikaasujen kanssa muodostaen alhaisen hapetusasteen metal- i *** ··* ·***} lihalideja. Epämetallihalidihöyryt, kuten S1F4, S1CI4, BF3 ja BCI3, joita muodostuu reak- • * ««« »/ tioissa sivutuotteina, voidaan huuhdella pois reaktorista inertillä kaasulla.
• · · ’·· !*··. 30 ♦ · ·«· ..· Lähdeaine(id)en kerrostaminen alustan pinnalle voidaan suorittaa normaalissa paineessa, • « « * · : mutta on edullista käyttää menetelmää alennetussa paineessa. Paine reaktiotilassa on tyy-
*· ** *J
* pillisesti 0,01 - 20 mbar, edullisesti 0,1-5 mbar. Alustan lämpötilan täytyy olla riittävän alhainen pitämään sidokset metalliatomien välillä koskemattomina ja estämään kaasu- 118158 t maisten reaktanttien hajoaminen. Toisaalta alustan lämpötilan on oltava riittävän korkea pitämään lähdeaineet kaasumaisessa faasissa, se on, kaasumaisten reaktanttien kondensoitumista täytyy välttää. Lisäksi lämpötilan täytyy olla riittävän korkea pintareaktioiden akti-vointienergian aikaansaamiseksi. Paineesta riippuen, alustan lämpötila on tyypillisesti 200 5 - 700 °C, edullisesti 250 - 500 °C.
Näissä olosuhteissa pintaan sitoutuneiden reaktanttien määrän määrää pinta. Tätä ilmiötä kutsutaan "itsekyllästymiseksi".
10 Maksimipeitto alustan pinnalla tai kasvavan kalvon pinnalla saavutetaan, kun pelkistettyjen metallilähdekemikaalimolekyylien yksittäinen kerros tai typpilähdekemikaalien yksittäinen kerros adsorboituu. Pulssitusjakso toistetaan, kunnes edeltä määritellyn paksuinen metal-linitridikalvo on kasvatettu. :; 15 Lähdelämpötila asetetaan edullisesti alustan lämpötilan alapuolelle. Tämä perustuu siihen tosiseikkaan, että jos lähdekemikaalin osittaispaine ylittää kondensoitumisrajan alustan lämpötilassa, kalvon säädelty kasvu kerros-kerrokselta menetetään. f
Itsekyllästyviin reaktiohin käytettävissä saatavilla olevaa aikaa rajoittavat enimmäkseen 20 taloudelliset tekijät kuten vaadittu tuotteen tuotanto reaktorista. Hyvin ohuet kalvot vai-* * / j ·* niistetään suhteellisesti harvoilla pulssisykleillä, ja joissakin tapauksissa tämä sallii lähde- a * · * « ·*· *. *, kemikaalien pulssiaikojen kasvun, ja siten lähdekemikaalien hyödyntämisen alemmassa • i « * ·.; : : höyrynpaineessa kuin normaalisti.
* · · · * » i «a a«··· • a · * ····...·£.
a a · ".T.
*t, .* : t*.*t 25 Huuhteluajan täytyy olla riittävän pitkä, jotta estetään kaasufaasireaktiot ja estetään sellai- aa· • · a ί ϊ set siirtymämetallinitridiohutkalvon kasvunopeudet, jotka ovat suuremmat kuin mainitun ,···, nitridin yksi kidehila (engl. lattice constant) pulssitusjaksoa kohti.
****** a * a · • · · ·
Pelkistimet • · * • a * *...p 30 Pelkistin on edullisesti kiinteä. Sopivimpia ovat alkuainepelkistimet, joko metallit tai reak- 4 · ,,s tiiviset epämetallit. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti pelkistin on metalli, • · · *; ·**, edullisesti sama metalli kuin lähdeaineen metallikomponentti, mutta luonnollisesti on yhtä
• a I » I
• a« ,* * * hyvin mahdollista käyttää muita sopivia pelkistäviä metalleja. Metalli on edullisesti ryh- f * män 4, 5 tai 6 siirtymämetalli, so., Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo tai W. Edullisesti käytet- 5 10 Λ·.·.
118158 tävä reaktiivinen epämetalli käsittää epämetallit B, Si, Ge ja P. On myös mahdollista käyttää pelkistimenä joitakin reaktiivisia metalliyhdisteitä, kuten metallisilisidit tai -germanidit.
Pii- ja germaniumhalidit, joita tyypillisesti muodostuu sivutuotteina pelkistyksessä, ovat haihtuvia ja ne voidaan huuhdella pois pelkistysalueelta.
5
Pelkistin voi kuitenkin olla nestemäinen. On tärkeää, että nestemäisen pelkistimen höyryn-paine on alhainen, niin että se ei mene reaktioillaan ja sotke lähdeaineiden reaktioita alustan pinnan kanssa. Esimerkki sopivasta nestemäisestä pelkistimestä on galliummetalli, joka sulaa noin 30 °C:ssa ja jonka kiehumispiste on noin 2400 °C.
10
Reaktorijärjestelmä ϋ
Yleisesti, esillä olevan keksinnön mukainen laitteisto voi olla mikä tahansa ALD-reaktorityypi, johon on lisätty pelkistysalue, joka käsittää kiinteän pelkistimen. Sellainen laitteisto käsittää tyypillisesti reaktiothan, johon alusta voidaan asettaa, esim. pidikkeeseen 15 tai hoikkiin, ja ainakin yhden sisäänvientivirtauskanavan, joka voidaan kytkeä metalliläh- deainesäiliöön, jotta sallitaan metallilähdeaineen syöttö kaasufaasipulssien muodossa me- j tallilähdeainesäiliöstä reaktioillaan. Siinä on tyypillisesti myös ainakin yksi ulostulovir-tauskanava kytkettynä reaktoritilaan kaasufaasireaktiotuotteidcn poistamiseksi. Esillä olevan keksinnön mukaisesti edellä kuvatun rakenteen mukaista reaktoria muokataan liittä-20 mällä pelkistysalue johonkin kohtaan kaasumaisen reaktantin kaasuvirtausreitillä.
* * • · * · » ·
♦ · ♦ 'Z
♦ · 9 ♦ ·* Esillä olevan keksinnön mukaisen edullisen pelkistysjärjestelyn kaaviomainen piirustus on 9 9 m *; *| kuvattu kuviossa 1. Tämän edullisen järjestelyn mukaisesti pelkistysalue sijaitsee metalli- ♦ * · • · 9 *..* lähdeainesäiliön ja reaktiotilassa olevan alustan välissä. Typpilähdeaine voidaan syöttää * * * * « « I.. 25 reaktioillaan joko saman virtauskanavan läpi tai eri virtauskanavan läpi. Typpilähdeaine ei * · · pelkisty reaktioalueella.
···.
* · * *
Tyypillisesti reaktioalue sijaitsee kaasuvirtauskanavassa, joka sijaitsee lähdeainevaras- * « · · tosäiliön ja reaktiothan välillä, edullisesti juuri ennen reaktiotilaa (johon myös viitataan • * * ·« 30 alustakammiona). Sellaisessa järjestelyssä pelkistysaine on läsnä tyypillisesti patruunan • * 9 · **’ muodossa. On myös mahdollista päällystää pelkistysaineella virtauskanava, joka johtaa »i· * · *···' metallilähdeainevarastosäiliöstä reaktiotilaan. Sellaisessa järjestelyssä virtauskanavaa t * · '· " kuumennetaan sitten lämpötilaan, joka tarvitaan lähdealueen pelkistymisreaktion tapahtu miseksi, esimerkiksi titaanille noin 350 - 400 °C:seen.
: 118158 ; f 5
Keksinnön toinen suoritusmuoto käsittää sen, että sovitetaan pelkistysaine reaktioillaan, oleellisesti vastavirtaan alustasta. Sellaisessa järjestetyssä pelkistysaine on tyypillisesti muotoiltu yksipalaisen kappaleen muotoon. .·>,
Molemmissa tapauksissa on tärkeää kyetä poistamaan pelkistysaine ja/tai sen säiliö re-generointiaja/tai täyttöä varten niin helposti kuin mahdollista.
Alusta-aineet 10 Alusta voi olla lukuisista tyypeistä. Esimerkkeihin kuuluvat pii, piidioksidi, päällystetty pii : ja kuparimetalli. Esillä oleva kalvonkasvatusmenetelmä tarjoaa erinomaisen menetelmän yhdenmukaisten kerrosten kasvattamiseksi geometrisesti haastavissa sovelluksissa.
'<1
Metallilähdeaineet 15 Keksintöä voidaan soveltaa erityisesti siirtymämetallikemikaalien pelkistämiseen, so. alkuaineiden jaksollisen taulukon ryhmien 3,4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11 ja/tai 12 (IUPACin suosit- K?! teleman järjestelmän mukaisesti) alkuaineiden pelkistämiseen, koska nämä metallit voivat muodostaa useiden erilaisten hapetusasteiden yhdisteitä. Erityisesti kerrostettu kalvo koostuu oleellisesti W-, Ti-, Zr-, Hf-, V-, Nb-, Ta-, Cr- ja/tai Mo-nitrid(e)istä, ja siten näi-20 den kaasumaisia tai haihtuvia yhdisteitä käytetään edullisesti esillä olevan keksinnön mu- • · : V kaisessa menetelmässä. !? * * * Λ * · · a : ·· • · * * · . : *· *: Erityisen edullisia ovat volframin ja titaanin yhdisteet. Edullisesti käytetään volframiläh- ; * · * * . : ** *: deainetta.
• « * a ·
( » · I
• · * * 25 • » t ·« « · · ·*; Koska kunkin metalliyhdisteen ominaisuudet vaihtelevat, kunkin metalliyhdisteen sopi- ... vuutta käytettäväksi esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä täytyy tarkastella.
Yhdisteiden ominaisuudet löytyvät esim. teoksesta N. N. Greenwood ja A. Eamshaw, ,.ί Chemistry of the Elements. 1. painos. Pergamon Press. 1986.
* : ” 30 • · a * * • * 9 m *1* Metallilähdeaine (samoin kuin pelkistävä booriyhdiste ja typpilähdeaine) täytyy valita si- ··. *·..* ten, että täytetään vaatimukset riittävälle höyrynpaineelle, edellä selitetyille kriteereille • · · ** · * · . : ’ *ί riittävästä termisestä stabiilisuudestaja yhdisteiden riittävästä reaktiivisuudesta.
118158 f 12 'i
Riittävä höyrynpaine tarkoittaa, että kaasufaasissa lähellä alustan pintaa täytyy olla riittävästi lähdekemikaalimolekyylejä, jotta se kykenee riittävän nopeasti itsesaturoituviin reaktioihin pinnalla.
5 Käytännössä riittävä terminen stabiilisuus tarkoittaa, että lähdekemikaali itse ei saa muodostaa kasvua häiritseviä kondensoituvia faaseja alustalle tai jättää haitallisia määriä epäpuhtauksia alustan pinnalle termisen hajoamisen kautta. Siten yksi tavoite on välttää säätelemätön molekyylin kondensoituminen substraateille.
10 Lisävalintakriteereihin voi sisältyä kemikaalin saatavuus erittäin puhtaana sekä käsittelyn helppous, muun muassa, kohtuulliset varotoimenpiteet.
Lisäksi pelkistysreaktion tuotteiden laatu ja sen sivutuotteet täytyy ottaa huomioon, sillä säädelty prosessi menetetään, jos pelkistysaineen pinnalle muodostuu inertti metalliboridi-, 15 fosfori-tai karbidikerros. Siten on tärkeää, että reaktiotuotteet ovat oleellisesti kaasumaisia.
Tällä tarkoitetaan, että muodostunut yhdiste on riittävän kaasumainen poistettavaksi reak-tiotilasta inertin huuhtelukaasun avulla, mikä tarkoittaa, että ne eivät jää epäpuhtauksiksi pelkistimeen tai kalvoihin. a 20 Tyypillisesti sopivia metallilähdeaineita voidaan löytää halidien, edullisesti fluoridien, klo- • · • t : V ridien, bromidien tai jodidien joukosta, tai metalliorgaanisten yhdisteiden joukosta, edulli- * ♦ · « ,* i *.* sesti halutun (haluttujen) metalli(e)n alkyyliaminot, syklopentadienyylit, ditiokarbamaatit • · · » » I * , j *· tai beetadiketonaatit. ϊ ·· · f • · · · . · ·· . : * · ····». . ·» • t * j*. 25 Yleisimmät alkuaineiden jaksollisen taulukon ryhmien 4, 5 ja 6 haihtuvat siirtymämetalli- ·*· * halidit, joilla on mahdollisuuksia lähdekemikaaleiksi pelkistysmenetelmään, ovat T1CI4,
TiBr4, T1I4, ZrCl4, ZrBr4, Zrl4, HfCl4, HfBr4, Hfl4, WFg, WC16, WBr6, TaF5, TaCl5, * j TaBr5,NbF5,NbCl5,NbBr5,VF5jaVCl4.
• · · « · : ·· ·« * · * . . . · " 30 Edullisen suoritusmuodon mukaisesti siirtymämetallinitridit ovat sekoitettuja siten, että ξ • * **· ”* kasvatusprosessissa käytetään kahta tai useampaa metallilähdettä. Esimerkiksi volframinit- ridiä voidaan sekoittaa titaaninitridin kanssa.
» < · M ( * » • ·· ·· 13 118158
Pelkistetty metallireaktantti reagoi alustan kanssa muodostaen (kovalenttisen) sidoksen pinnan sidosryhmiin. Adsorboituneet metallilaadut sisältävät reaktanttiyhdisteen jäänteitä, t kuten halogeenia tai hiilivetyä. Oletettavasti tämä jäännös reagoi typpeä sisältävän yhdisteen kanssa.
5
Typpiaincet
Typen lähdeaineena käytetty typpiyhdiste on haihtuva tai kaasumainen, ja valitaan pitäen mielessä samat kriteerit kuin metallilähdeaineella. Yleisesti typpiyhdiste voi olla mikä ta- 4 hansa haihtuva, termisesti riittävän stabiili typpiyhdiste, joka kykenee reaktio-olosuhteissa 10 reagoimaan pinnalle sitoutuneiden metallilaatujen kanssa. ;
Erilaisten metallilähdeaineiden reaktiot yhden ja saman typpilähdeaineen kanssa (ja päin vastoin) voivat johtaa erilaisiin reaktion (sivu)tuotteisiin. Esillä olevan keksinnön mukaisesti metallilähdeaine ja typpilähdeaine valitaan siten, että syntyvä(t) sivutuote (sivutuot-15 teet) on (ovat) kaasumaisia. Tällä tarkoitetaan sitä, että muodostunut yhdiste on riittävän kaasumainen siirrettäväksi reaktiotilasta inertin huuhtelukaasun avulla, ja toisaalta se ei katalyyttisesti hajoa kondensoituviksi laaduiksi. Esillä olevan keksinnön mukaisesti sivutuotteet eivät jää epäpuhtauksiksi kalvoihin. Jos reaktiivinen kohta pinnalla kontaminoituu, kalvon kasvunopeus pienenee. Valitsemalla metallilähdeaine(et) ja booriyhdiste kuten 20 edellä on osoitettu, kalvon kasvunopeus ei oleellisesti pienene, so. pienenee enimmillään • · • · .·, · ·* 0,1%, edullisesti vähemmän kuin 0,01%, ja erityisesti vähemmän kuin 0,001% kussakin • »i « I » I · • ·* syklissä.
• · · • · · » * · ·· * * * * «· * * * · **· ·.· ·,,* Valintaa voidaan helpottaa tietokoneohjelmilla, joissa on riittävän laaja termodynaaminen • · · *
I I I
;*· I,, 25 tietokanta, jonka avulla kyetään tarkistamaan reaktiotasapaino ja siten ennustamaan ne re- • * f ·· 1 : ! * aktantit, joilla on termodynaamisesti edulliset reaktiot. Esimerkkinä tämän kaltaisesta oh- >..ii jelmasta on HSC Chemistry, versio 3.02 (1997), yhtiöltä Outokumpu Research Oy, Pori, M ***** iti ,··♦. Suomi.
» · Iti
J
· ·· * · * * *♦.. 30 Edullisesti typpiyhdiste valitaan ryhmästä, joka käsittää « * • · **: "* - ammoniakin (NH3) ja sen suolat, edullisesti halidisuolat, erityisesti ammonium- * * · ·*. *·*·' fluoridi tai ammoniumkloridi; • · * ·· 1 » 1 . j *· " - vetyatsidin (HN3) ja mainitun yhdisteen alkyylijohdannaiset kuten CH3N3; - hydratsiinin (N2H4) ja hydratsiinin suolat kuten hydratsiinihydrokloridi; 118158 14 - hydratsiinin alkyylijohdannaiset kuten dimetyylihydratsiini; - typpifluoridin NF3; - hydroksyyliamiinin (NH2OH) ja sen suolat kuten hydroksyyliamiinihydrokloridi; - primääriset, sekundääriset ja tertiääriset amiinit kuten metyyliamiini, dietyyliamii- 5 nijatrietyyliamiini; ja - typpiradikaalit kuten NH2**,NH** ja N***, ja typen (N2*) virittynyt tila, joissa* tarkoittaa sidoksen muodostamaan kykenevää vapaata elektronia.
Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit valaisevat keksintöä: 10 ESIMERKKI 1
Esimerkit suoritettiin F200 ALCVD -reaktorilla, kuten on kuvattu suomalaisessa patentissa nro. 100409, keksijöinä Suntola ja muut. Valmistettiin kaksi saqaa titaaninitridinäytteitä.
15 Yksi näytteiden sarja valmistettiin TiCl^sta ja Niistä. Kuumennetut reaktorin osat, jota ovat kosketuksissa metallihalidien kanssa, passivoitiin amorfisella alumiinioksidilla, joka suojasi osia korroosiota vastaan. T1CI4 haihdutettiin lähdepuollosta huoneenlämpötilassa. Lähdekaasu kuljetettiin alustakammioon typpikaasulla. Ylimääräiset TiCl4-molekyylit poistettiin reaktorista huuhtelemalla typpikaasulla. Sitten NH3-kaasupulssi tuotiin alusta-20 kammioon. Pulssisykli lopetettiin typpihuuhtelulla, joka poisti NH3-ylimäärän ja kaasu- * ,·, i .* maiset sivutuotteet reaktorista. Pulssisykli toistettiin 1000 kertaa. Alustakammion paine oli * M ·
• f » I
.·, ί ·* rajoissa 200 - 1000 Pa. Syntyneellä ohutkalvolla piipuolijohdelevyn pinnalla oli metallinen • · « • * · » . : '· *; kiilto keltaisehkon värisävyn kera. Kasvunopeus 400 °C:ssa oli 0,17 Ä/sykli.
*· · * 2 • · · • · · · · • » · ύ
* a » t m ( t , . M
·'; 25 Toinen esimerkkien saija kasvatettiin TiCLjrstä ja Noista titaammetallin kanssa (viitataan f t « · • · * * tämän jälkeen TiN-Ti:na). T1CI4 haihdutettiin lähdepullosta huoneenlämpötilassa. T1CI4- ... höyry kuljetettiin alustakammiota kohti typpikaasulla. Kaasuvirtauskanavassa lähellä alus- takammiota oli titaanimetallia kuumennettuna 400 °C:seen. TiCl4 virtasi titaanimetallin yli
«M
..· · ja reaktiotuotteet, joita merkitään TiClx:llä, kuljetettiin alustakammioon typpikaasulla. :
« · V
*... 30 Typpihuuhtelu poisti ylimääräiset TiClx-molekyylit alustakammiosta. Sitten NH3- | 9 * * · 7 kaasupulssi syötettiin alustakammioon. Pulssisykli lopetettiin typpihuuhtelulla, joka poisti • · · · * • · * ·*, *.··* NH3-ylimäärän ja kaasumaiset reaktiotuotteet reaktorista. Pulssisykli toistettiin 1000 ker- ***** .; ’· ' taa. Syntyneellä ohutkalvolla piipuolijohdelevyn pinnalla oli metallinen kiilto keltaisehkon värisävyn kera. Ohutkalvon paksuus mitattiin elektronidiffraktiospektroskopialla (viitataan 118158 15 tämän jälkeen EDS:nä). Kasvunopeus laskettiin jakamalla paksuus pulssisyklien lukumää- * rällä. TiN-Ti-kalvon kasvunopeus 400 °C:ssa (0,31 A/sykli) oli melkein kaksinkertainen verrattuna TiN-näytteisiin (0,17 Ä/sykli), jotka kasvatettiin samanlaisilla kerrostusmuuttu- i ;ϊ? jilla ilman titaanimetallia. Kalvoissa oli klooria epäpuhtautena, mutta pitoisuus pysyi alle 5 1,5 paino-%:in. Kun kasvatuslämpötilaa laskettiin 400 °C:sta 350 °C:seen, kloorin määrä kasvoi 4,0 paino-%:iin ja ominaisvastus kasvoi 200 pQcm:stä 450 μΩαη:ϋη. Titaanime-tallin käytöllä ei ollut vaikutusta kalvon kloorisisältöön.
Tiekin tarkoista reaktioista titaanimetallilla ja syntyneen TiClx-lähdekemikaalihöyryn 10 koostumuksista voidaan väitellä. Yksi mahdollinen reaktio, joka on termodynaamisesti * edullinen, on esitetty yhtälössä 1. Dimeeri (TiCl3)2 tai kirjoitettuna Ti2Cl6'.na, joka kemiallisesti adsorboituu alustan pinnalle, voi selittää nitridikalvon suurentuneen kasvunopeuden. Jos reaktiivisten pintakohtien lukumäärä (esim. -NH2 ja =NH -rymät) TiN:lla ja TiN-Ti:lla ovat samat, molekyylit, joilla on suurempi metalli/halidi-suhde, lisäävät enemmän 15 metallia pulssisykliä kohti pinnalle kuin metalliyhdisteet, joilla on suuri hapetusaste. Reaktioyhtälö (Yht. 2), joka kuvaa nitridin muodostumisen, on termodynaamisesti edullinen.
Vapaa Gibbsin energia arvo täytyy arvioida huolella, koska tietoja adsorboituneista mole-kyyleistä ei ollut saatavilla laskutoimituksia varten. 4 20 3TiCl4(g) + Ti(s)-> 2(TiCl3)2(g) AG (400 °Q ~ -121 kj (Yht. 1) ·· · • · · • · • * \ (TiCl3)2(g) + 2NH3(g)-> 2TiN(s) + 6HCl(g) AG (400 °C) =-73 kJ (Yht 2) • · • · · • · · • * V·: ESIMERKKI 2 v’: 25 , * · · *.* * Samaa ALD-reaktoria kuin esimerkissä 1 käytettiin pelkistyskokeisiin. WFg:tta haihdutet tiin lähdepullosta huoneenlämpötilassa ja kuljetettiin alustakammiota kohti typpikaasulla.
• ♦ • Kaasunvirtauskammiossa lähellä alustakammiota oli volfiramimetallifolio kuumennettuna • · « • · ·;·’ 400 eC:seen. WFg virtasi volframimetallin yli, ja oletetut reaktiotuotteet (merkitty | • t :.**· 30 WFx:nä) kuljetettiin alustakammioon typpikaasulla. Ei kuitenkaan ollut mahdollista ha- • · · väitä mitään näkyviä merkkejä korroosiosta W-metallilla kokeen jälkeen. Teoreettiset las-: kelmat vahvistivat, että ainakaan yksinkertaiset reaktiot Yht. 3 ja Yht. 4 eivät ole termody- naamiscsti edullisia.
* * * .
16 118158 5WF6(g) + W-->6WF5(g) AG (400 °C) = +1753 kj (Yht. 3) £ '! 2WFg(g) + W----->3WF4(g) AG (400 °C) = +79 kJ (Yht. 4) ~ " "i λ| 5 TEOREETTINEN ESIMERKKI 3
Volframiheksafluoridia (WFg) haihdutettiin lähdepullosta ja kusetettiin kohti alustakam- | miota typpikaasulla. Kaasun reitin varrella oli patruuna täytettynä volframisilisidipaloilla. ?
Patruunaa kuumennetaan 400 °C:seen. WFg:n pelkistyminen WF4:ksi on termodynaami-10 sesti edullista (Yht. 5). Pulssisaija alustan kohdalla oli seuraava: WFx-höyrypulssi / N2-kaasuhuuhtelu / NH3-kaasupulssi / N2*kaasuhuuhtelu.
n 6WF6(g) + WSi2(s)-----> 7WF4(g) + 2SiF4(g) AG (400 °C) =-737 kJ (Yht. 5) 5
'A
H
15 Voidaan väitellä, haittaako SiF4 ohutkalvon kasvuprosessia. Kokeet ALEn kanssa ovat ?? kuitenkin osoittaneet, että on hyvin vaikeaa kasvattaa piioksidi- tai piinitridikalvoa piihali- |
deista. S iF4-molekyyleiliä on alhainen reaktiivisuus NH3~kaasun kanssa, ja ne voidaan huuhdella pois typcllä. I
• S
20 ESIMERKKI 4 1 'r ·· · ' • « · • * "· S5 • · . ; ·>« ·*·*: Volfiamin vaikutusta titaaninitridiohutkalvon kasvuun kokeiltiin ALD-reaktorissa, joka oli | samanlainen kuin ne, joita käytettiin esimerkeissä 1 ja 2. Kuumennetut lähdehöyiyvirtaus- |
kanavat ennen reaktiokammiota päällystettiin volframimetallilla. Titaaninitridin kerros-:T: 25 tussykli koostui seuraavista vaiheista: TiCl4-höyrypulssi /N2-kaasuhuuhtelu /NH3-höyry- J
: pulssi /N2-kaasuhuuhtelu. Keirostussykli toistettiin 500 kertaa. Lähdekemikaalipulssit vir- ;; ,ά; tasivat voittamilla päällystettyjen virtauskanavien läpi 350 - 400 °C:ssa. 350 ja 400 °C:ssa • : ’·· kerrostetulla ohutkalvolla oli parantunut kasvunopeus ja alentunut ominaisvastus verrattuna *...* näytteisiin, jotka kasvatettiin ilman volframimetallin käyttöä. Elektronidiffraktiospektro- > 30 skopian (EDS) mukaan ohutkalvokerros koostui titaanista ja typestä. EDSrllä ei löydetty • · · ! · voittamia kalvosta.
\ .. . . 1 *·· • · · ··· • · · * * • · * · · .'Λ

Claims (22)

118158
1. Menetelmä siirtymämetallilähdeaineiden pelkistämiseksi ALD-tyyppisessä prosessissa, tunnettu siitä, että : 5. höyrystetään metallilähdeaine, - johdetaan höyrystetty metallilähdeaine, valinnaisesti inertin kantajakaasun avulla, pelkistysalueelle, joka käsittää kiinteän tai nestemäisen pelkistimen, jota pidetään kohotetussa lämpötilassa, -! - saatetaan metallilähdeaine kosketuksiin kiinteän tai nestemäisen pelkistimen kans- 10 sa lähdeaineen muuntamiseksi pelkistetyksi metalliyhdisteeksi ja sellaisiksi reaktion sivutuotteiksi, joilla on riittävän korkea höyrynpaine kuljetettavaksi kaasumai- * •_’;A sessa muodossa, v '-f - otetaan pelkistetty metalliyhdiste talteen ja käytetään se kaasumaisena reaktanttina ALD-menetelmässä.
15 H
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin on me- · talli.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalli valitaan "k 20 ryhmästä, joka käsittää Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo ja W. • * * k H · * · »* * • * ·
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin- • « i i φ ; ‘ metalli on sama metalli kuin metallilähdeyhdisteessä. I · ' » ·· * * • · * : : : I.. 25 5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin- • · « * · * metalli on eri metalli kuin metallilähdeyhdisteessä. ··· ' ' • « * · .·*·. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin on reak- • · · ,/ tiivinen epämetalli-tai metalliyhdiste. : • * • * * ····.·. u 30 * * • · "* 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin valitaan * « · • « ’♦·** ryhmästä, joka käsittää B, Si, Ge, P, ja metallisilisidit ja metalligermanidit. • a • ·» * * 118158
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallilähdeaineen pelkistäminen suoritetaan pelkistysalueella, joka sijaitsee virtauskana-vassa metallilähdekemikaalin varastosäiliön ja reaktiotilan välillä.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metal lilähdeaineen pelkistäminen suoritetaan lämpötilassa, joka on lähellä ALD-menetelmän kasvatuslämpötilaa.
10. Menetelmä siirtymämetallinitridiohutkalvojen tuottamiseksi alustalle ALD-tyyppisellä 10 menetelmällä, jossa - ainakin yhden metallilähdeaineen, ja - ainakin yhden typpilähdeaineen, joka kykenee reagoimaan pelkistetyn, alustaan sitoutuneen metallilähdeaineen kanssa muodostaen reaktiossa kaasumaisia reaktion sivutuotteita, ' 15 vuorottelevia kaasufaasipulsseja syötetään reaktioillaan ja saatetaan kosketuksiin alustan pinnan kanssa, tunnettu siitä, että - metallilähdeaine pelkistetään ennen sen kerrostamista alustalle.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä • * · ·* koostuu oleellisesti siirtymämetallinitridiohutkalvojen kasvattamisesta toistamalla pulssi- f • f \\ tusjakso, joka käsittää seuraavat vaiheet: • · · . • · t ! *. - muodostetaan metallilähdeaineen kaasufaasipulssi; • ·· .:77 - syötetään kaasufaasimetallilähdepulssi pelkistysalueelle, joka käsittää kiinteän tai : 1 » i ! 25 nestemäisen pelkistimen; ; * i » - saatetaan metallilähdeaine kosketuksiin pelkistimen kanssa, jotta pelkistetään me- ,···, tallilähdeaine pelkistetyksi kaasufaasilähdeainepulssiksi; • * · .***, - otetaan talteen pelkistetty kaasufaasilähdeaine ja johdetaan se reaktiokammioon; *· * - saatetaan pelkistetty kaasufaasiaine kosketuksiin alustan pinnan kanssa metalli- * « ]...t 30 laatujen kerrostamiseksi pinnalle; * · • · * . , . . • - huuhdellaan reaktiotila inertillä kaasulla; «·# 7 • · - syötetään typpilähdeaineen kaasufaasipulssi reaktiokammioon; • · * * - saatetaan typpilähdeaine kosketuksiin metallilaatujen kanssa alustan pinnalla me- tallinitridin muodostamiseksi; ja ,9 118158 - huuhdellaan reaktiotila inertillä kaasulla. .? • "<iT
12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalli-lälideyhdisteen pelkistys suoritetaan johtamalla höyrystcttyä metallilähdeainetta kohotetus- 5 sa lämpötilassa pidetyn kiinteän tai nestemäisen pelkistimen yli.
13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että metallilähdeaine on siirtymämetalliyhdisteen yhdiste, edullisesti alkuaineiden jaksollisen taulukon ryhmän 4 (Ti, Zr, Hf), 5 (Y, Nb, Ta) tai 6 (Cr, Mo, W) siirtymämetalli. 10
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalliyhdisteet ovat halideja, edullisesti fluorideja, klorideja, bromideja tai jodideja, tai metalliorgaanisia yhdisteitä, edullisesti alkyyliaminoja, syklopentedienyylejä, ditiokarbamaatteja ja/tai bee-tadiketonaatteja. - 15 '
15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalli- . lähdeaine on titaanihalidi, edullisesti TiCl4. /¾ o»
16. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että typpilähdeaine 20 valitaan ryhmästä, joka käsittää seuraavat • * · ;* - ammoniakki (NH3) ja sen suolat, edullisesti halidisuolat, erityisesti ammonium- • · · * ·' fluoridi tai ammoniumkloridi; • · · • · · ... \ - vetyatsidi (HN3) ja sen alkyylijohdannaiset, edullisesti CH3N3; • ·· t!,,' - hydratsiini (N2H4) ja hydratisiinin suolat kuten hydratsiinihydrokloridi; • · · 25. hydratsiinin alkyylijohdannaiset, edullisesti dimetyylihydratsiini; • * » - typpifluoridi NF3; .···. - hydroksyyliamiini (NH2OH) ja sen suolat, edullisesti hydroksyyliamiinihydroklo- *··* .**·, ridi; ; • · · ./ - primääriset, sekundääriset ja tertiääriset amiinit, edullisesti metyyliamiini, dietyy- • 30 liamiini ja trietyyliamiini; ja • ♦ - typpiradikaalit kuten NH2*, NH**, N*** ja typen virittynyt tilaa (N2*), jossa * on • « **·, sidoksen muodostamaan kykenevä vapaa elektroni. • · * • ·« • · \ 118158 *
17. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirtymämetal-linitridiohutkalvoa käytetään diffuusionesteenä mikropiireissä.
18. Laitteisto ohutkalvojen kasvattamiseksi alustalle ALD-tyyppisellä menetelmällä, joka 5 laitteisto käsittää - reaktiotilan, johon alusta voidaan asettaa, ja - reaktiotilaan kytketyn virtauskanavan, joka voidaan yhdistää metallilähdeainesäili-öön metallilähdeaineen syöttämiseksi kaasufaasipulssien muodossa metalliläh-deainesäiliöstä reaktiotilaan, 10 tunnettu siitä, että siinä on 1 - pelkistysalue, johon kuuluu kiinteä tai nestemäinen pelkistin, jäljestettynä metallilähdeaineen kaasufaasipulssien virtausreitille metallilähdeainesäiliön ja reaktiotilan väliin metallilähdeaineen saattamiseksi kosketuksiin pelkistimen kanssa ennen f metallilähdeaineen tuomista kosketuksiin alustan kanssa. 15 ;
19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää ainakin kaksi lähdeainesäiliötä ja/tai ainakin yhden inertin kaasulähteen kytkettynä virtaus- 5» kanavaan.
20. Patenttivaatimuksen 18 tai 19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto • · f » · •t ·* käsittää vähintään kaksi syöttövirtauskanavaa, jotka ovat kytkettävissä ainakin kahteen ?*·': *t\ lähdeainesäiliöön ja/tai ainakin yhteen inertin kaasun lähteeseen. • « · • « --W * * # • * * • »· l,,‘ 21. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pelkistysalue on * » » • * · 25 virtauskanavassa sijaitsevan patruunan muodossa.
4. I * .··, 22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pelkistysalue on ? · • · · ,···, virtauskanava, tai osa siitä, päällystettynä pelkistimellä. • t·* ·· • * • ** * ... • · · • · • · • · * • · · • « • Φ ··♦ « 4 ·*· ♦ ·* • · 118158 i 21 *
FI992233A 1959-10-10 1999-10-15 Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess FI118158B (sv)

Priority Applications (28)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992233A FI118158B (sv) 1999-10-15 1999-10-15 Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
FI20000564A FI119941B (fi) 1999-10-15 2000-03-10 Menetelmä nanolaminaattien valmistamiseksi
US10/110,598 US6767582B1 (en) 1999-10-15 2000-10-12 Method of modifying source chemicals in an ald process
TW089121351A TW500826B (en) 1999-10-15 2000-10-12 Method of modifying source chemicals in an ald process
AU79257/00A AU7925700A (en) 1999-10-15 2000-10-12 Method of modifying source chemicals in an ald process
PCT/FI2000/000884 WO2001027346A1 (en) 1999-10-15 2000-10-12 Method of modifying source chemicals in an ald process
JP2001529475A JP5047434B2 (ja) 1999-10-15 2000-10-12 Ａｌｄ法において原料化学物質を改質する方法
KR1020027004822A KR100697453B1 (ko) 1999-10-15 2000-10-12 전이 금속 소오스 재료의 환원 방법 및 원자 층 증착 방법
DE60019789T DE60019789T2 (de) 1999-10-15 2000-10-12 Verfahren zum modifizieren von chemikalien in einem ald-verfahren
EP00969585A EP1230421B1 (en) 1999-10-15 2000-10-12 Method of modifying source chemicals in an ald process
US09/687,204 US6482262B1 (en) 1959-10-10 2000-10-13 Deposition of transition metal carbides
US09/687,205 US6475276B1 (en) 1999-10-15 2000-10-13 Production of elemental thin films using a boron-containing reducing agent
PCT/US2000/028537 WO2001029280A1 (en) 1999-10-15 2000-10-16 Deposition of transition metal carbides
AU12082/01A AU1208201A (en) 1999-10-15 2000-10-16 Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
PCT/US2000/028654 WO2001029893A1 (en) 1999-10-15 2000-10-16 Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
JP2001531142A JP4746234B2 (ja) 1999-10-15 2000-10-16 感受性表面上にナノラミネート薄膜を堆積するための方法
JP2001532259A JP4965782B2 (ja) 1999-10-15 2000-10-16 遷移金属炭化物の堆積
US10/049,125 US6902763B1 (en) 1999-10-15 2000-10-16 Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
EP00973583A EP1221178A1 (en) 1999-10-15 2000-10-16 Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
AU10884/01A AU1088401A (en) 1999-10-15 2000-10-16 Deposition of transition metal carbides
KR1020027004824A KR100737901B1 (ko) 1999-10-15 2000-10-16 민감한 표면에 나노적층박막을 증착하는 방법
US10/210,715 US6821889B2 (en) 1999-10-15 2002-07-30 Production of elemental thin films using a boron-containing reducing agent
US10/246,131 US6800552B2 (en) 1999-10-15 2002-09-17 Deposition of transition metal carbides
US10/867,890 US20050000431A1 (en) 1999-10-15 2004-06-14 Method of modifying source chemicals in an ALD process
US10/969,297 US7329590B2 (en) 1999-10-15 2004-10-19 Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
US10/990,424 US7144809B2 (en) 1999-10-15 2004-11-16 Production of elemental films using a boron-containing reducing agent
US11/288,872 US7749871B2 (en) 1999-10-15 2005-11-28 Method for depositing nanolaminate thin films on sensitive surfaces
US11/634,818 US7485340B2 (en) 1999-10-15 2006-12-05 Production of elemental films using a boron-containing reducing agent

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992233A FI118158B (sv) 1999-10-15 1999-10-15 Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
FI992233 1999-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI19992233A FI19992233A (fi) 2001-04-16
FI118158B true FI118158B (sv) 2007-07-31

Family

ID=8555458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI992233A FI118158B (sv) 1959-10-10 1999-10-15 Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6767582B1 (fi)
EP (1) EP1230421B1 (fi)
JP (1) JP5047434B2 (fi)
KR (1) KR100697453B1 (fi)
AU (1) AU7925700A (fi)
DE (1) DE60019789T2 (fi)
FI (1) FI118158B (fi)
TW (1) TW500826B (fi)
WO (1) WO2001027346A1 (fi)

Families Citing this family (103)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118158B (sv) * 1999-10-15 2007-07-31 Asm Int Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
US7515264B2 (en) * 1999-06-15 2009-04-07 Tokyo Electron Limited Particle-measuring system and particle-measuring method
US6319766B1 (en) 2000-02-22 2001-11-20 Applied Materials, Inc. Method of tantalum nitride deposition by tantalum oxide densification
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US6825447B2 (en) 2000-12-29 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for uniform substrate heating and contaminate collection
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6811814B2 (en) 2001-01-16 2004-11-02 Applied Materials, Inc. Method for growing thin films by catalytic enhancement
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
US7037574B2 (en) 2001-05-23 2006-05-02 Veeco Instruments, Inc. Atomic layer deposition for fabricating thin films
US7211144B2 (en) * 2001-07-13 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Pulsed nucleation deposition of tungsten layers
WO2003029515A2 (en) 2001-07-16 2003-04-10 Applied Materials, Inc. Formation of composite tungsten films
US9051641B2 (en) 2001-07-25 2015-06-09 Applied Materials, Inc. Cobalt deposition on barrier surfaces
US6844203B2 (en) * 2001-08-30 2005-01-18 Micron Technology, Inc. Gate oxides, and methods of forming
US8026161B2 (en) 2001-08-30 2011-09-27 Micron Technology, Inc. Highly reliable amorphous high-K gate oxide ZrO2
JP4178776B2 (ja) * 2001-09-03 2008-11-12 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
US20030049931A1 (en) * 2001-09-19 2003-03-13 Applied Materials, Inc. Formation of refractory metal nitrides using chemisorption techniques
TW589684B (en) 2001-10-10 2004-06-01 Applied Materials Inc Method for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6939801B2 (en) 2001-12-21 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Selective deposition of a barrier layer on a dielectric material
US6809026B2 (en) 2001-12-21 2004-10-26 Applied Materials, Inc. Selective deposition of a barrier layer on a metal film
US6620670B2 (en) 2002-01-18 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Process conditions and precursors for atomic layer deposition (ALD) of AL2O3
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US6932871B2 (en) 2002-04-16 2005-08-23 Applied Materials, Inc. Multi-station deposition apparatus and method
US7374617B2 (en) 2002-04-25 2008-05-20 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition methods and chemical vapor deposition methods
US7160577B2 (en) 2002-05-02 2007-01-09 Micron Technology, Inc. Methods for atomic-layer deposition of aluminum oxides in integrated circuits
US7135421B2 (en) 2002-06-05 2006-11-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer-deposited hafnium aluminum oxide
US6838125B2 (en) * 2002-07-10 2005-01-04 Applied Materials, Inc. Method of film deposition using activated precursor gases
US7186385B2 (en) 2002-07-17 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Apparatus for providing gas to a processing chamber
KR100464855B1 (ko) * 2002-07-26 2005-01-06 삼성전자주식회사 박막 형성 방법과, 이를 이용한 커패시터 형성 방법 및트랜지스터 형성 방법
US6921702B2 (en) 2002-07-30 2005-07-26 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited nanolaminates of HfO2/ZrO2 films as gate dielectrics
US7199023B2 (en) * 2002-08-28 2007-04-03 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited HfSiON dielectric films wherein each precursor is independendently pulsed
US7084078B2 (en) 2002-08-29 2006-08-01 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited lanthanide doped TiOx dielectric films
JP4113755B2 (ja) * 2002-10-03 2008-07-09 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US6958302B2 (en) 2002-12-04 2005-10-25 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited Zr-Sn-Ti-O films using TiI4
US7101813B2 (en) 2002-12-04 2006-09-05 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited Zr-Sn-Ti-O films
US6753248B1 (en) 2003-01-27 2004-06-22 Applied Materials, Inc. Post metal barrier/adhesion film
US20040144980A1 (en) * 2003-01-27 2004-07-29 Ahn Kie Y. Atomic layer deposition of metal oxynitride layers as gate dielectrics and semiconductor device structures utilizing metal oxynitride layers
US7192892B2 (en) 2003-03-04 2007-03-20 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited dielectric layers
JP4361747B2 (ja) * 2003-03-04 2009-11-11 東京エレクトロン株式会社 薄膜の形成方法
JP4009550B2 (ja) * 2003-03-27 2007-11-14 エルピーダメモリ株式会社 金属酸化膜の形成方法
US7135369B2 (en) * 2003-03-31 2006-11-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited ZrAlxOy dielectric layers including Zr4AlO9
US7094691B2 (en) * 2003-04-09 2006-08-22 Sharp Laboratories Of America, Inc. MOCVD of tungsten nitride thin films using W(CO)6 and NH3 for copper barrier applications
US7183186B2 (en) 2003-04-22 2007-02-27 Micro Technology, Inc. Atomic layer deposited ZrTiO4 films
WO2004102648A2 (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Asm America, Inc. Reactor surface passivation through chemical deactivation
US7914847B2 (en) 2003-05-09 2011-03-29 Asm America, Inc. Reactor surface passivation through chemical deactivation
US7378129B2 (en) 2003-08-18 2008-05-27 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition methods of forming conductive metal nitride comprising layers
US6943097B2 (en) * 2003-08-19 2005-09-13 International Business Machines Corporation Atomic layer deposition of metallic contacts, gates and diffusion barriers
US7235482B2 (en) * 2003-09-08 2007-06-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of manufacturing a contact interconnection layer containing a metal and nitrogen by atomic layer deposition for deep sub-micron semiconductor technology
US20050056219A1 (en) * 2003-09-16 2005-03-17 Tokyo Electron Limited Formation of a metal-containing film by sequential gas exposure in a batch type processing system
US20050087788A1 (en) * 2003-10-22 2005-04-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US7071118B2 (en) * 2003-11-12 2006-07-04 Veeco Instruments, Inc. Method and apparatus for fabricating a conformal thin film on a substrate
US20050145177A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Mcswiney Michael Method and apparatus for low temperature silicon nitride deposition
KR100560654B1 (ko) * 2004-01-08 2006-03-16 삼성전자주식회사 질화실리콘막을 형성을 위한 질소화합물 및 이를 이용한질화실리콘 막의 형성방법
US8323754B2 (en) 2004-05-21 2012-12-04 Applied Materials, Inc. Stabilization of high-k dielectric materials
US8119210B2 (en) 2004-05-21 2012-02-21 Applied Materials, Inc. Formation of a silicon oxynitride layer on a high-k dielectric material
US7601649B2 (en) * 2004-08-02 2009-10-13 Micron Technology, Inc. Zirconium-doped tantalum oxide films
US7081421B2 (en) 2004-08-26 2006-07-25 Micron Technology, Inc. Lanthanide oxide dielectric layer
US7494939B2 (en) 2004-08-31 2009-02-24 Micron Technology, Inc. Methods for forming a lanthanum-metal oxide dielectric layer
US7588988B2 (en) 2004-08-31 2009-09-15 Micron Technology, Inc. Method of forming apparatus having oxide films formed using atomic layer deposition
US7235501B2 (en) 2004-12-13 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Lanthanum hafnium oxide dielectrics
US7560395B2 (en) 2005-01-05 2009-07-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited hafnium tantalum oxide dielectrics
US7399666B2 (en) * 2005-02-15 2008-07-15 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of Zr3N4/ZrO2 films as gate dielectrics
US20060216548A1 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Ming Mao Nanolaminate thin films and method for forming the same using atomic layer deposition
US7687409B2 (en) 2005-03-29 2010-03-30 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited titanium silicon oxide films
US7220671B2 (en) * 2005-03-31 2007-05-22 Intel Corporation Organometallic precursors for the chemical phase deposition of metal films in interconnect applications
US9202758B1 (en) 2005-04-19 2015-12-01 Globalfoundries Inc. Method for manufacturing a contact for a semiconductor component and related structure
US7217660B1 (en) 2005-04-19 2007-05-15 Spansion Llc Method for manufacturing a semiconductor component that inhibits formation of wormholes
US7390756B2 (en) 2005-04-28 2008-06-24 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited zirconium silicon oxide films
US7662729B2 (en) 2005-04-28 2010-02-16 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of a ruthenium layer to a lanthanide oxide dielectric layer
US7572695B2 (en) 2005-05-27 2009-08-11 Micron Technology, Inc. Hafnium titanium oxide films
US20060272577A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Ming Mao Method and apparatus for decreasing deposition time of a thin film
US7767363B2 (en) * 2005-06-24 2010-08-03 Micron Technology, Inc. Methods for photo-processing photo-imageable material
US7927948B2 (en) 2005-07-20 2011-04-19 Micron Technology, Inc. Devices with nanocrystals and methods of formation
US7575978B2 (en) 2005-08-04 2009-08-18 Micron Technology, Inc. Method for making conductive nanoparticle charge storage element
US7989290B2 (en) 2005-08-04 2011-08-02 Micron Technology, Inc. Methods for forming rhodium-based charge traps and apparatus including rhodium-based charge traps
US8110469B2 (en) 2005-08-30 2012-02-07 Micron Technology, Inc. Graded dielectric layers
US7582562B2 (en) * 2005-10-06 2009-09-01 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition methods
US7524765B2 (en) * 2005-11-02 2009-04-28 Intel Corporation Direct tailoring of the composition and density of ALD films
TWI331770B (en) 2005-11-04 2010-10-11 Applied Materials Inc Apparatus for plasma-enhanced atomic layer deposition
KR100870820B1 (ko) 2005-12-29 2008-11-27 매그나칩 반도체 유한회사 이미지 센서 및 그의 제조방법
US7709402B2 (en) 2006-02-16 2010-05-04 Micron Technology, Inc. Conductive layers for hafnium silicon oxynitride films
JP4816185B2 (ja) * 2006-03-24 2011-11-16 Ｊｆｅスチール株式会社 チタン化合物の成膜方法
US7563730B2 (en) 2006-08-31 2009-07-21 Micron Technology, Inc. Hafnium lanthanide oxynitride films
US8741062B2 (en) * 2008-04-22 2014-06-03 Picosun Oy Apparatus and methods for deposition reactors
US20100062149A1 (en) 2008-09-08 2010-03-11 Applied Materials, Inc. Method for tuning a deposition rate during an atomic layer deposition process
GB0918129D0 (en) 2009-10-16 2009-12-02 British American Tobacco Co Control of puff profile
WO2011049816A2 (en) 2009-10-20 2011-04-28 Asm International N.V. Processes for passivating dielectric films
US8293658B2 (en) 2010-02-17 2012-10-23 Asm America, Inc. Reactive site deactivation against vapor deposition
EP2553141A4 (en) * 2010-04-01 2013-08-21 Air Liquide DEPOSITION OF FILMS CONTAINING METAL NITRIDES USING A COMBINATION OF AMINOUS AND HALOGENATED METAL PRECURSORS
JP5541223B2 (ja) * 2010-07-29 2014-07-09 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
US9223203B2 (en) 2011-07-08 2015-12-29 Asm International N.V. Microcontact printed films as an activation layer for selective atomic layer deposition
US9412602B2 (en) * 2013-03-13 2016-08-09 Asm Ip Holding B.V. Deposition of smooth metal nitride films
EP3052701B1 (en) * 2013-10-04 2017-06-28 Basf Se High gloss metal effect papers
FI126970B (fi) * 2014-12-22 2017-08-31 Picosun Oy Atomikerroskasvatus jossa ensimmäinen ja toinen lähdeainelaji ovat läsnä samanaikaisesti
US11018048B2 (en) 2017-11-21 2021-05-25 Watlow Electric Manufacturing Company Ceramic pedestal having atomic protective layer
CN114438472A (zh) * 2022-01-21 2022-05-06 亚芯半导体材料(江苏)有限公司 集成电路芯片用大尺寸超高纯钒溅射靶材及其制备工艺

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118158B (sv) * 1999-10-15 2007-07-31 Asm Int Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
US3640689A (en) * 1970-03-04 1972-02-08 Fansteel Inc Composite hard metal product
SE393967B (sv) 1974-11-29 1977-05-31 Sateko Oy Forfarande och for utforande av stroleggning mellan lagren i ett virkespaket
US4803127A (en) 1983-02-25 1989-02-07 Liburdi Engineering Limited Vapor deposition of metal compound coating utilizing metal sub-halides and coated metal article
JPH0780718B2 (ja) * 1989-08-04 1995-08-30 トヨタ自動車株式会社 ダイヤモンドの合成方法および合成装置
US5054420A (en) * 1989-09-29 1991-10-08 Alcan International Limited Use of a particulate packed bed at the inlet of a vertical tube MOCVD reactor to achieve desired gas flow characteristics
US5160544A (en) * 1990-03-20 1992-11-03 Diamonex Incorporated Hot filament chemical vapor deposition reactor
US5254210A (en) * 1992-04-27 1993-10-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for growing semiconductor heterostructures
US5342652A (en) 1992-06-15 1994-08-30 Materials Research Corporation Method of nucleating tungsten on titanium nitride by CVD without silane
FI97731C (fi) 1994-11-28 1997-02-10 Mikrokemia Oy Menetelmä ja laite ohutkalvojen valmistamiseksi
FI100409B (fi) 1994-11-28 1997-11-28 Asm Int Menetelmä ja laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi
DE69517158T2 (de) 1994-11-30 2001-01-25 Micron Technology Inc Verfahren zum auftragen von wolframnitrid unter verwendung eines silicium enthaltenden gases
KR0155918B1 (ko) 1995-11-03 1998-12-01 김광호 선택적 텅스텐질화박막을 이용한 반도체장치의 캐패시터 형성방법
US5855678A (en) * 1997-04-30 1999-01-05 Sri International Fluidized bed reactor to deposit a material on a surface by chemical vapor deposition, and methods of forming a coated substrate therewith
US5913145A (en) 1997-08-28 1999-06-15 Texas Instruments Incorporated Method for fabricating thermally stable contacts with a diffusion barrier formed at high temperatures
US6305314B1 (en) * 1999-03-11 2001-10-23 Genvs, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
JP3694433B2 (ja) * 1999-07-30 2005-09-14 沖電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
FI117980B (fi) * 2000-04-14 2007-05-15 Asm Int Menetelmä ohutkalvon kasvattamiseksi alustalle
KR100447248B1 (ko) * 2002-01-22 2004-09-07 주성엔지니어링(주) Ｉｃｐ 에쳐용 가스 확산판
KR100481008B1 (ko) * 2002-06-03 2005-04-07 주성엔지니어링(주) 화학기상증착공정용 기체 가열장치 및 이를 이용한반도체소자 제조방법
US6838125B2 (en) * 2002-07-10 2005-01-04 Applied Materials, Inc. Method of film deposition using activated precursor gases
US6915592B2 (en) * 2002-07-29 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for generating gas to a processing chamber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001027346A1 (en) 2001-04-19
DE60019789T2 (de) 2006-01-19
JP2003511560A (ja) 2003-03-25
DE60019789D1 (de) 2005-06-02
EP1230421B1 (en) 2005-04-27
KR20020040876A (ko) 2002-05-30
TW500826B (en) 2002-09-01
US6767582B1 (en) 2004-07-27
KR100697453B1 (ko) 2007-03-20
US20050000431A1 (en) 2005-01-06
FI19992233A (fi) 2001-04-16
JP5047434B2 (ja) 2012-10-10
AU7925700A (en) 2001-04-23
EP1230421A1 (en) 2002-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI118158B (sv) Förfarande för modifiering av utgångsämneskemikalierna i en ALD-prosess
FI117944B (fi) Menetelmä siirtymämetallinitridiohutkalvojen kasvattamiseksi
US6800552B2 (en) Deposition of transition metal carbides
US7638170B2 (en) Low resistivity metal carbonitride thin film deposition by atomic layer deposition
JP4938962B2 (ja) ゲッタリング反応物を用いるａｌｄによる金属窒化物堆積
EP1939323B1 (en) Cyclic chemical vapor deposition of metal-silicon containing films
WO2001029280A1 (en) Deposition of transition metal carbides
EP1899497A1 (en) Deposition method of ternary films
US6365231B2 (en) Ammonium halide eliminator, chemical vapor deposition system and chemical vapor deposition process
JP2007039806A (ja) 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
US9085823B2 (en) Method of forming a tantalum-containing layer on a substrate
JP2023134421A (ja) 還元性共反応物の存在下でタングステンまたはモリブデン層を堆積させる方法
JP2003524888A (ja) 感受性表面上にナノラミネート薄膜を堆積するための方法
FI117943B (fi) Menetelmä alkuaineohutkalvojen kasvattamiseksi
WO2023086298A1 (en) Molybdenum precursor compounds

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118158

Country of ref document: FI