JP2021519510A - アモルファスシリコンのリモート容量結合プラズマ堆積 - Google Patents

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Abstract

アモルファスシリコン材料を堆積するための方法が提供され、プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含有する活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すこととを含む。活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する。本方法は更に、活性化流体を、プロセスチャンバ内のデュアルチャネルシャワーヘッドの第１の入口に流すことと、シリコン前駆体をデュアルチャネルシャワーヘッドの第２の入口に流すこととを含む。その後、本方法は、活性化流体とシリコン前駆体の混合物をデュアルチャネルシャワーヘッドから流出させることと、プロセスチャンバに配置された基板上にアモルファスシリコン層を形成することとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路の製造に関し、より具体的には、アモルファスシリコン材料を堆積させるための方法に関する。
［０００１］半導体集積回路を製造するためのプラズマ堆積及びエッチングプロセスは、何十年にもわたって広く使用されてきた。これらのプロセスは、通常、ガスをイオン化させるために処理チャンバ内で十分な電力の電界にさらされるプラズマ生成ガスからのプラズマの形成を伴う。これらのガスをプラズマに形成するために必要な温度は、同じガスを熱イオン化するために必要な温度よりもはるかに低くてよい。したがって、プラズマ生成プロセスを使用して、ガスを単に加熱することによって可能であるよりも著しく低いチャンバ処理温度で、始動ガスから反応性ラジカル及びイオン種を生成することが可能である。これにより、プラズマは、基板温度を閾値より高くすることで基板上の材料を溶融、分解、又は損傷させることなく、基板表面に材料を堆積させる及び／又は基板表面から材料をエッチングすることができる。
［０００２］例示的なプラズマ堆積プロセスには、基板の露出面上での酸化ケイ素又は窒化ケイ素等の誘電体材料のプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）が含まれる。従来のＰＥＣＶＤは、処理チャンバ内でガス及び／又は堆積前駆体を混合し、ガスからプラズマを打ち出して、反応して基板上に材料を堆積させる反応種を生成することを伴う。プラズマは通常、反応生成物の効率的な堆積を容易にするために、基板の露出面の近くに位置づけされる。
［０００３］同様に、プラズマエッチングプロセスは、基板の選択された部分を、化学的に反応する及び／又は基板から材料を物理的にスパッタするプラズマ活性化エッチング種に曝露することを含む。プラズマエッチングされる材料の除去速度、選択性、及び方向は、他のパラメータの中でもとりわけ、エッチャントガス、プラズマ励起エネルギー、及び基板と帯電プラズマ種との間の電気的バイアスを調整することによって制御することが可能である。高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）等の一部のプラズマ技術では、プラズマエッチングと堆積を同時に行って基板上に特徴を作製する。
［０００４］プラズマ環境は一般に高温堆積環境よりも基板への破壊が少ないが、プラズマ環境は依然として製造上の課題を生み出す。浅いトレンチや間隙をオーバエッチングするエネルギープラズマでは、エッチングの精度が問題になる可能性がある。プラズマ中のエネルギー種、特にイオン化種は、堆積した材料に望ましくない反応を引き起こし、材料の性能に悪影響を与える場合がある。
［０００５］したがって、製造中の基板上のアモルファスシリコン材料等のシリコン材料のプラズマ堆積プロセスをより正確に制御する方法が必要である。
［０００６］一又は複数の実施形態では、アモルファスシリコン材料を堆積させる方法は、プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含有する活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すこととを含む。活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する。本方法は更に、活性化流体をプロセスチャンバ内のデュアルチャネルシャワーヘッドの第１の入口に流すことと、シリコン前駆体をデュアルチャネルシャワーヘッドの第２の入口に流すこととを含む。その後、本方法は、活性化流体とシリコン前駆体の混合物をデュアルチャネルシャワーヘッドから流出させることと、プロセスチャンバに配置された基板上にアモルファスシリコン層を形成することとを含む。
［０００７］他の実施形態では、アモルファスシリコン材料を堆積させる方法は、プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すこととを含む。活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する。本方法は更に、プロセスチャンバ内に活性化流体、シリコン前駆体、及びドーパント前駆体の混合物を生じさせるために、デュアルチャネルシャワーヘッドを通して活性化流体、シリコン前駆体、及びドーパント前駆体を流すことと、基板上にアモルファスシリコン層を形成するために、プロセスチャンバに配置された基板を混合物に暴露することとを含む。
［０００８］他の実施形態では、アモルファスシリコン材料を堆積させる方法は、プロセスチャンバと流体連結している電子ビーム（Ｅビーム）ユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すこととを含む。活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する。本方法は更に、プロセスチャンバ内に活性化流体とドーパント前駆体の混合物を生じさせるために、デュアルチャネルシャワーヘッドを通して活性化流体とシリコン前駆体とを流すことと、基板上にアモルファスシリコン層を形成するために、プロセスチャンバに配置された基板を混合物に暴露することとを含む。
［０００９］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。
本明細書の１又は複数の実施形態で論じ、また説明したように、アモルファスシリコン層及び他の材料を堆積させるのに使用可能な容量結合プラズマ化学気相堆積システムを示す図である。 本明細書の１又は複数の実施形態で論じ、また説明したように、アモルファスシリコン層及び他の材料を堆積させるのに使用可能な電子ビームユニットを備えた化学気相堆積システムを示す図である。
［００１２］理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる列挙なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図される。
［００１３］本明細書で論じ、説明した実施形態は、基板上にアモルファス層及び材料を堆積させるための方法及びシステムを提供する。図１に、アモルファスシリコン層やその他の材料を堆積するのに使用可能な容量結合プラズマ（ＣＣＰ）化学気相堆積（ＣＶＤ）システム１００を示す。１又は複数の実施形態では、アモルファスシリコン材料を堆積させるための方法は、プロセスチャンバ１５０と流体連結しているプラズマユニット１２０内にプラズマ１１０を生成することを含む。プラズマユニット１２０は、アイソレータ（分離器）又はイオンサプレッサ（イオン抑制器）１２６によって分離された面板１２２及びイオンブロッカ（イオン遮断器）１２４を含み得る。プラズマユニット１２０に１又は複数のキャリアガス及び／又は１又は複数の反応性ガス（ガス流１０８として示す）が導入され得、それらの間にプラズマ１１０を生成又は生じさせるために点火され得る。
［００１４］プラズマ１１０をイオンサプレッサ１２６に流す又はイオンサプレッサ１２６を通過させて、１又は複数の反応種及び／又は１又は複数の中性種を含有する活性化流体１１２を生じさせることができる。幾つかの例では、活性化流体１１２は、イオンを含有しない、又は実質的にイオンを含有しない。他の例では、活性化流体１１２は、１又は複数のイオン種を含むが、プラズマ１１０よりも低濃度のイオンを有するため、活性化流体１１２のイオン濃度はプラズマのイオン濃度よりも低くなる。イオンサプレッサ１２６は、反応種及び／又は中性種が豊富な活性化流体１１２を生じさせるために、すべてではないが、ほとんどのイオンがそこを通過することを妨げる。
［００１５］１又は複数の実施形態では、活性化流体１１２は、プラズマのイオン濃度よりも約５０％、約６５％、又は約８０％から約８５％、約９０％、約９５％、約９７％、約９８％、約９９％、約９９．５％、又は約９９．９％少ないイオン濃度を含有する。例えば、活性化流体１１２は、プラズマのイオン濃度よりも約５０％から約９９．９％、約５０％から約９９％、約５０％から約９５％、約５０％から約９０％、約５０％から約８５％、約５０％から約８０％、約７０％から約９９．９％、約７０％から約９９％、約７０％から約９５％、約７０％から約９０％、約７０％から約８５％、約７０％から約８０％、約９０％から約９９．９％、約９０％から約９９％、約９０％から約９５％、又は約９０％から約９２％少ないイオン濃度を含有する。
［００１６］活性化流体１１２は、プロセスチャンバ１５０内のデュアルチャネル（二流路）シャワーヘッド１３０の第１の入口１３２に流す、又はそこを通過させることができる。１又は複数のシリコン前駆体及び／又は１又は複数のドーパント前駆体（例えば、ホウ素又はリン前駆体）（矢印１４０によって示す前駆体）は、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０の１又は複数の入口１３４（例えば、１つの入口を示したが、２つ、３つ以上の入口を含み得る）に流す、又はそこを通過させることができる。活性化流体、シリコン前駆体、及び１又は複数のオプションのドーパント前駆体を、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０内で混合して又は他の方法で組み合わせて、気体又は流体混合物１１４を生じさせることができる。
［００１７］その後、活性化流体、シリコン前駆体、及び１又は複数のオプションのドーパント前駆体を含有する混合物１１４を、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０から、基板支持体１０４上等、その下に位置づけされた基板１０２に流す、又はそこを通過させることができる。プロセスチャンバ１５０に配置された基板１０２上にアモルファスシリコン層が堆積又は形成される。
［００１８］図２に、アモルファスシリコン層及び他の材料を堆積させるのに使用可能な電子ビームユニット２２０を備えたＣＶＤシステム２００を示す。１又は複数の実施形態では、アモルファスシリコン材料を堆積させる方法は、プロセスチャンバ２５０と流体連結している電子ビームユニット２２０（プラズマジェネレータでもある）内にプラズマ２１０を生成することを含む。電子ビームユニット２２０は、アイソレータ又はイオンサプレッサ１２６によって分離された面板１２２及びイオンブロッカ１２４を含み得る。電子ビームユニット２２０に１又は複数のキャリアガス及び／又は１又は複数の反応性ガス（ガス１０８として示す）が導入され得、電子ビームを介してそれらの間にプラズマ２１０を生成する又は生じさせるために点火され得る。
［００１９］プラズマ２１０をイオンサプレッサ１２６に流す又はイオンサプレッサ１２６を通過させて、１又は複数の反応種及び／又は１又は複数の中性種を含有する活性化流体１１２を生じさせることができる。幾つかの例では、活性化流体１１２は、イオンを含有しない、又は実質的にイオンを含有しない。他の例では、活性化流体１１２は、１又は複数のイオン種を含むが、プラズマ２１０よりも低濃度のイオンを有する。イオンサプレッサ１２６は、反応種及び／又は中性種が豊富な活性化流体１１２を生じさせるために、すべてではないが、ほとんどのイオンがそこを通過することを妨げる。
［００２０］活性化流体１１２は、プロセスチャンバ２５０内のデュアルチャネルシャワーヘッド１３０の第１の入口１３２に流す、又はそこを通過させることができる。１又は複数のシリコン前駆体及び／又は１又は複数のドーパント前駆体（例えば、ホウ素又はリン前駆体）（矢印１４０によって示す前駆体）は、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０の１又は複数の入口１３４（例えば、１つの入口を示したが、２つ、３つ以上の入口を含み得る）に流す、又はそこを通過させることができる。活性化流体、シリコン前駆体、及び１又は複数のオプションのドーパント前駆体を、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０内で混合して又は他の方法で組み合わせて、気体又は流体混合物１１４を生じさせることができる。
［００２１］その後、活性化流体、シリコン前駆体、及び１又は複数のオプションのドーパント前駆体を含有する混合物１１４を、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０から、基板支持体１０４上等、その下に位置づけされた基板１０２に流す、又はそこを通過させることができる。プロセスチャンバ２５０に配置された基板１０２上にアモルファスシリコン層が堆積又は形成される。
［００２２］プラズマユニット１２０、デュアルチャネルシャワーヘッド１３０、プロセスチャンバ１５０、及びシステム１００、２００の他の構成要素に関連するさらなる詳細及び開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，１４４，１４７号明細書に更に記載されている。
［００２３］システム１００、２００はまた更に、面板１２２及び／又はイオンサプレッサ１２４に電力を提供して、プラズマ励起領域にプラズマ１１０、２１０を生成するために、ＣＣＰユニット又はプラズマユニット１２０又は電子ビームユニット２２０に電気的に結合された電源（図示せず）も含み得る。電源は、実施されるプロセスに応じて、ユニット１２０、２２０に調整可能な量の電力を供給するように構成され得る。例えば、堆積プロセスにおいて、ユニット１２０、２２０に供給される電力は、堆積された層の共形性を設定するように調整され得る。堆積した誘電体膜は、通常、より低いプラズマ出力においてより流動性が高く、プラズマ出力が上昇すると流動性から共形的にシフトする。例えば、プラズマ励起領域に維持されるアルゴン含有プラズマ１１０、２１０は、プラズマ又はＲＦ電力が約１０００ワットから約１００ワット以下（例えば、約９００、８００、７００、６００、又は５００ワット以下）に低下するにつれて、より流動性の高いシリコン層を生じさせ得、プラズマ電力が約１，０００ワット以上（例えば、約１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００ワット以上）から上昇するにつれて、より共形的な層を生じさせ得る。プラズマ出力が低から高に上昇するにつれて、流動性から共形的な堆積材料又は層への移行は、比較的滑らかで連続的であり得る、又は比較的離散的な閾値を介して進行し得る。プラズマ出力（単独で、又は他の堆積パラメータに加えて）を調整して、堆積材料又は層の共形特性と流動性特性との間のバランスを選択することが可能である。
［００２４］プラズマ、ＲＦ、又は電子ビーム出力は、約１０、約５０、約１００、約１５０、約２００、約３００、又は約５００ワットから約６００、約７００、約８００、約１０００、約１２００、約１５００、約１８００、約２０００ワット、又はそれ以上であり得る。例えば、プラズマ、ＲＦ、又は電子ビーム出力は、約１０ワットから約２０００ワット、約１０ワットから約１５００ワット、約１０ワットから約１０００ワット、約１０ワットから約５００ワット、約１０ワットから約１００ワット、約１００ワットから約２０００ワット、約１００ワットから約１５００ワット、約１００ワットから約１０００ワット、約１００ワットから約５００ワット、又は約１００ワットから約２５０ワットであり得る。
［００２５］プロセスチャンバ内の圧力は、約０．１、約１、約５、約１０、約２５、又は約５０トルから約７５、約１００、約１５０、約２００、又は約３００トルであり得る。例えば、プロセスチャンバ内の圧力は、約０．１トルから約３００トル、約０．１トルから約２００トル、約０．１トルから約１００トル、約０．１トルから約５０トル、約０．１トルから約１０トル、約１０トルから約３００トル、約１０トルから約２００トル、約１０トルから約１００トル、又は約１０トルから約５０トルであり得る。
［００２６］面板の温度は、約−５０℃、約−２５℃、約０℃、約２０℃、約３０℃、又は約５０℃から約８０℃、約１００℃、約１５０℃、約２００℃、又は約２５０℃であり得る。例えば、面板の温度は、約−５０℃から約２５０℃、約−５０℃から約２００℃、約−５０℃から約１５０℃、約−５０℃から約１００℃、約−５０℃から約５０℃、約−５０℃から約０℃、約０℃から約２５０℃、約０℃から約２００℃、約０℃から約１５０℃、約０℃から約１００℃、約０℃から約５０℃、約０℃から約２５℃、約２５℃から約２５０℃、約２５℃から約２００℃、約２５℃から約１５０℃、約２５℃から約１００℃、又は約２５℃から約５０℃であり得る。
［００２７］ヒータ、基板支持体、基板、及び／又はプロセスチャンバの温度は、約−５０℃、約−２５℃、約０℃、約２０℃、約３０℃、約５０℃、約８０℃、又は約１００℃から約１５０℃、約２００℃、約２５０℃、約３００℃、約３５０℃、約４００℃、又は約４５０℃であり得る。例えば、ヒータ、基板支持体、基板、及び／又はプロセスチャンバの温度は、約−５０℃から約４５０℃、約−５０℃から約４００℃、約−５０℃から約３５０℃、約−５０℃から約３００℃、約−５０℃から約２５０℃、約−５０℃から約２００℃、約−５０℃から約１５０℃、約−５０℃から約１００℃、約−５０℃から約５０℃、約−５０℃から約０℃、約０℃から約４５０℃、約０℃から約４００℃、約０℃から約３５０℃、約０℃から約３００℃、約０℃から約２５０℃、約０℃から約２００℃、約０℃から約１５０℃、約０℃から約１００℃、約０℃から約５０℃、約０℃から約２５℃、約２５℃から約４５０℃、約２５℃から約４００℃、約２５℃から約３５０℃、約２５℃から約３００℃、約２５℃から約２５０℃、約２５℃から約２００℃、約２５℃から約１５０℃、約２５℃から約１００℃、又は約２５℃から約５０℃であり得る。
［００２８］１又は複数の実施形態では、１又は複数のキャリアガス及び／又は１又は複数の反応種ガスを、プラズマユニット又は電子ビームユニットに流す、又はそこを通過させる。キャリアガス及び／又は反応種ガスは、非限定的に、アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、テトラフルオロメタン、窒素、水素、それらのラジカル、又はそれらの任意の組み合わせであり得る、又はそれらを含み得る。１又は複数の例では、水素ラジカルが中性及びラジカルキャリアガスとともに生成され、活性化ガス又は流体が生じる。シリコン前駆体は、非限定的に、シラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、１又は複数のフルオロシラン、１又は複数のクロロシラン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの１又は複数であり得る、又はそれらを含み得る。フルオロシランはＳｉＦｘＨ４−ｘの化学式を有し得、クロロシランはＳｉＣｌｘＨ４−ｘの化学式を有し得、ここで、ｘは整数１、２、３、又は４である。
［００２９］キャリアガス及び／又は反応種ガスの流量は、約１０ｓｃｃｍから約３０００ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍから約１０００ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、又は約１０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍであり得る。シリコン前駆体の流量は、約１０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍから約３００ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍ、約１０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍ、又は約１０ｓｃｃｍから約５０ｓｃｃｍであり得る。ドーパント前駆体の流量は、約１ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍ、約１ｓｃｃｍから約８０ｓｃｃｍ、約１ｓｃｃｍから約５０ｓｃｃｍ、約１ｓｃｃｍから約３０ｓｃｃｍ、約１ｓｃｃｍから約２０ｓｃｃｍ、約１ｓｃｃｍから約１０ｓｃｃｍ、又は約１ｓｃｃｍから約５ｓｃｃｍであり得る。
［００３０］実施形態において、ドーパントは、ドープされたアモルファスシリコン材料又は層を生じさせるために使用され、ドーパント前駆体は、非限定的に、ホウ素含有前駆体、リン含有前駆体、炭素含有前駆体又はそれらの任意の組み合わせのうちの１又は複数であり得る、又はこれらを含み得る。ホウ素含有前駆体は、非限定的に、ジボラン、トリボラン、１又は複数のトリアルキルボラン（例えば、トリメチルボラン又はトリエチルボラン）、１又は複数のハロゲン化ホウ素（例えば、三フッ化ホウ素又は三塩化ホウ素）、１又は複数のトリアリルボラン、又はそれらの任意の組み合わせであり得る、又はそれらを含み得る。リン含有前駆体は、非限定的に、１又は複数のホスフィン、オキシ塩化リン、１又は複数の亜リン酸アルキル（例えば、亜リン酸モノメチル、亜リン酸ジメチル、又は亜リン酸トリメチル）、又はそれらの任意の組み合わせであり得る、又はそれらを含み得る。
［００３１］本開示の実施形態は更に、以下の段落のいずれか１又は複数に関する。
［００３２］１．プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すことであって、活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する、プラズマをイオンサプレッサに流すことと、活性化流体を、プロセスチャンバ内のデュアルチャネルシャワーヘッドの第１の入口に流すことと、シリコン前駆体をデュアルチャネルシャワーヘッドの第２の入口に流すことと、活性化流体とシリコン前駆体の混合物をデュアルチャネルシャワーヘッドから流出させることと、プロセスチャンバに配置された基板上にアモルファスシリコン層を形成することとを含む方法。
［００３３］２．ドーパント前駆体をデュアルチャネルシャワーヘッドに流すことを更に含み、ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体、リン含有前駆体、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１に記載の方法。
［００３４］３．ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体を含み、ホウ素含有前駆体がジボラン、トリボラン、トリアルキルボラン、トリアリルボラン、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落２に記載の方法。
［００３５］４．ドーパント前駆体がリン含有前駆体を含み、リン含有前駆体がホスフィン、オキシ塩化リン、亜リン酸アルキル、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落２又は３の方法。
［００３６］５．シリコン前駆体が、シラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、フルオロシラン（ＳｉＦｘＨ４−ｘ）、クロロシラン（ＳｉＣｌｘＨ４−ｘ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み、ｘは整数１、２、３、又は４である、段落１から４のいずれか一項に記載の方法。
［００３７］６．プラズマユニットを通してキャリアガスを流すことを更に含み、キャリアガスがアルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１から５のいずれか一項に記載の方法。
［００３８］７．プラズマユニットが、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）ユニット又は電子ビームを含む、段落１から６のいずれか一項に記載の方法。
［００３９］８．プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すことであって、活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する、プラズマをイオンサプレッサに流すことと、プロセスチャンバ内に活性化流体、シリコン前駆体、及びドーパント前駆体の混合物を生成するために、デュアルチャネルシャワーヘッドを通して活性化流体、シリコン前駆体、及びドーパント前駆体を流すことと、基板上にアモルファスシリコン層を形成するために、プロセスチャンバに配置された基板を混合物に暴露することとを含む方法。
［００４０］９．ドーパント前駆体が、ホウ素含有前駆体、リン含有前駆体、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落８に記載の方法。
［００４１］１０．ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体を含み、ホウ素含有前駆体がジボラン、トリボラン、トリアルキルボラン、トリアリルボラン、ハロゲン化ホウ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落９に記載の方法。
［００４２］１１．ドーパント前駆体がリン含有前駆体を含み、リン含有前駆体がホスフィン、オキシ塩化リン、亜リン酸アルキル、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落９又は１０の方法。
［００４３］１２．シリコン前駆体が、シラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、フルオロシラン（ＳｉＦｘＨ４−ｘ）、クロロシラン（ＳｉＣｌｘＨ４−ｘ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み、ｘは整数１、２、３、又は４である、段落８から１１のいずれか一項に記載の方法。
［００４４］１３．プラズマユニットを通してキャリアガスを流すことを更に含み、キャリアガスがアルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落８から１２のいずれか一項に記載の方法。
［００４５］１４．プラズマユニットが、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）ユニット又は電子ビームを含む、段落８から１３のいずれか一項に記載の方法。
［００４６］１５．プロセスチャンバと流体連結している電子ビームユニット内にプラズマを生成することと、活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通してプラズマを流すことであって、活性化流体は、イオンを含有しない、又はプラズマよりも低濃度のイオンを含有する、イオンサプレッサを通してプラズマを流すことと、プロセスチャンバ内に活性化流体とドーパント前駆体の混合物を生じさせるために、デュアルチャネルシャワーヘッドを通して活性化流体とシリコン前駆体とを流すことと、基板上にアモルファスシリコン層を形成するために、プロセスチャンバに配置された基板を混合物に暴露することとを含む方法。
［００４７］１６．ドーパント前駆体をデュアルチャネルシャワーヘッドに流すことを更に含み、ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体、リン含有前駆体、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１５に記載の方法。
［００４８］１７．ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体を含み、ホウ素含有前駆体がジボラン、トリボラン、トリアルキルボラン、トリアリルボラン、ハロゲン化ホウ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１６に記載の方法。
［００４９］１８．ドーパント前駆体がリン含有前駆体を含み、リン含有前駆体がホスフィン、オキシ塩化リン、亜リン酸アルキル、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１６又は１７の方法。
［００５０］１９．シリコン前駆体が、シラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、フルオロシラン（ＳｉＦｘＨ４−ｘ）、クロロシラン（ＳｉＣｌｘＨ４−ｘ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み、ｘは整数１、２、３、又は４である、段落１５から１８のいずれか一項に記載の方法。
［００５１］２０．電子ビームユニットを通してキャリアガスを流すことを更に含み、キャリアガスがアルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１５〜１９のいずれか一項に記載の方法。
［００５２］段落１から２０のいずれか一項に記載の方法によって製造された組成物、物品、材料、又は膜。
［００５３］前述の内容は本開示の実施形態を対象としているが、他の実施形態及び更なる実施形態をその基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、それらの範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。本明細書に記載されているすべての文書は、本文と矛盾しない範囲の優先権書類及び／又は試験手順を含めて、参照により本明細書に組み込まれる。前述の一般的な説明及び特定の実施形態から明らかなように、本開示の形態を例示及び説明してきたが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。したがって、本開示はそれらによって限定されるものではない。同様に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、米国法の目的における「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語と同義であると見なされる。同様に、組成物、要素、又は要素の群に「含む」という遷移句が先行する場合は常に、同じ組成物、１又は複数の要素に遷移句「本質的に〜から構成される」、「から構成される」、「から構成される群から選択される」又は「である」が組成物、１又は複数の要素の引用に先行することも想定される、またはその逆も想定されることを理解すべきである。
［００５４］特定の実施形態及び特徴は、１組の数値上限及び１組の数値下限を使用して説明されている。特に指示のない限り、任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下限値と任意の上限値の組み合わせ、任意の２つの下限値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上限値の組み合わせを含む範囲が想定されることを理解されたい。特定の下限、上限、及び範囲は、以下の１又は複数の請求項に記載されている。

Claims (15)

  1. プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、
    活性種及び中性種を含有する活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通して前記プラズマを流すことであって、前記活性化流体は、イオンを含有しない、又は前記プラズマよりも低濃度のイオンを含有する、前記プラズマを流すことと、
    前記活性化流体を、前記プロセスチャンバ内のデュアルチャネルシャワーヘッドの第１の入口に流すことと、
    シリコン前駆体を前記デュアルチャネルシャワーヘッドの第２の入口に流すことと、
    前記活性化流体と前記シリコン前駆体の混合物を前記デュアルチャネルシャワーヘッドから流出させることと、
    前記プロセスチャンバに配置された基板上にアモルファスシリコン層を形成することと
    を含む方法。
  2. ドーパント前駆体を前記デュアルチャネルシャワーヘッドに流すことを更に含み、前記ドーパント前駆体が、ホウ素含有前駆体、リン含有前駆体、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ドーパント前駆体が、前記ホウ素含有前駆体を含み、前記ホウ素含有前駆体が、ジボラン、トリボラン、トリアルキルボラン、トリアリルボラン、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記ドーパント前駆体が、リン含有前駆体を含み、前記リン含有前駆体が、ホスフィン、オキシ塩化リン、亜リン酸アルキル、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項２に記載の方法。
  5. 前記シリコン前駆体が、シラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、フルオロシラン（ＳｉＦｘＨ４−ｘ）、クロロシラン（ＳｉＣｌｘＨ４−ｘ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み、ｘは整数１、２、３、又は４である、請求項１に記載の方法。
  6. 前記プラズマユニットを通してキャリアガスを流すことを更に含み、前記キャリアガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記プラズマユニットが、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）ユニット又は電子ビームを含む、請求項１に記載の方法。
  8. プロセスチャンバと流体連結しているプラズマユニット内にプラズマを生成することと、
    活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通して前記プラズマを流すことであって、前記活性化流体は、イオンを含有しない、又は前記プラズマよりも低濃度のイオンを含有する、イオンサプレッサを通して前記プラズマを流すことと、
    前記プロセスチャンバ内に前記活性化流体、シリコン前駆体、及びドーパント前駆体の混合物を生じさせるために、デュアルチャネルシャワーヘッドを通して前記活性化流体、前記シリコン前駆体、及び前記ドーパント前駆体を流すことと、
    基板上にアモルファスシリコン層を形成するために、前記プロセスチャンバに配置された前記基板を前記混合物に暴露することと
    を含む方法。
  9. 前記ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体を含み、前記ホウ素含有前駆体がジボラン、トリボラン、トリアルキルボラン、トリアリルボラン、ハロゲン化ホウ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項８に記載の方法。
  10. 前記ドーパント前駆体が、リン含有前駆体を含み、前記リン含有前駆体が、ホスフィン、オキシ塩化リン、亜リン酸アルキル、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項８に記載の方法。
  11. 前記シリコン前駆体が、シラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、フルオロシラン（ＳｉＦｘＨ４−ｘ）、クロロシラン（ＳｉＣｌｘＨ４−ｘ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み、ｘは整数１、２、３、又は４である、請求項８に記載の方法。
  12. 前記プラズマユニットを通してキャリアガスを流すことを更に含み、前記キャリアガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの任意の組み合わせを含み、前記プラズマユニットが容量結合プラズマ（ＣＣＰ）ユニット又は電子ビームを含む、請求項８に記載の方法。
  13. プロセスチャンバと流体連結している電子ビームユニット内にプラズマを生成することと、
    活性種及び中性種を含む活性化流体を生じさせるために、イオンサプレッサを通して前記プラズマを流すことであって、前記活性化流体は、イオンを含有しない、又は前記プラズマよりも低濃度のイオンを含有する、イオンサプレッサを通して前記プラズマを流すことと、
    前記プロセスチャンバ内に前記活性化流体とドーパント前駆体の混合物を生じさせるために、デュアルチャネルシャワーヘッドを通して前記活性化流体とシリコン前駆体とを流すことと、
    基板上にアモルファスシリコン層を形成するために、前記プロセスチャンバに配置された前記基板を前記混合物に暴露することと
    を含む方法。
  14. ドーパント前駆体を前記デュアルチャネルシャワーヘッドに流すことを更に含み、前記ドーパント前駆体がホウ素含有前駆体、リン含有前駆体、又はそれらの任意の組み合わせを含み、前記シリコン前駆体がシラン、ジシラン、トリシラン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、フルオロシラン（ＳｉＦｘＨ４−ｘ）、クロロシラン（ＳｉＣｌｘＨ４−ｘ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み、ｘは整数１、２、３、又は４である、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記電子ビームユニットを通してキャリアガスを流すことを更に含み、前記キャリアガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１３に記載の方法。
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