TWI590310B - 沉積含錫層於基板上之方法 - Google Patents

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Description

沉積含錫層於基板上之方法
本發明之實施例一般而言係關於沉積層於基板上之方法,且更特定言之,係關於沉積含錫層於基板上之方法。
含錫合金(例如,諸如包括鍺(Ge)、矽(Si)或鍺與矽之組合的含錫合金)因含錫合金的光學及電子特性而在裝置應用方面可為很重要的。令人遺憾地是,習知含錫合金由錫源(諸如四氫化錫(SnH4))形成。亦令人遺憾地是,發明者已注意到四氫化錫為不穩定的。發明者已進一步注意到四氫化錫之不穩定性可能導致低劣的合金品質(諸如,由於未能自四氫化錫摻入錫而不具有適當的帶結構或張力),及/或缺少製造再現性。
因此,本文提供沉積含錫層於基板上之改良方法。
本文揭示沉積含錫層於基板上之方法。在一些實施例中,沉積含錫層於基板上之方法可包括使包含錫鹵化物之錫源流入反應容積中;使氫電漿流入反應容積中;由錫源及氫電漿在反應容積內形成一或更多錫氫化物;及使用該一或 更多錫氫化物沉積含錫層於基板之第一表面上。
在一些實施例中,提供一種電腦可讀取媒體,該電 腦可讀取媒體上儲存有指令,當執行該等指令時,致使在製程腔室中執行沉積含錫層於基板上之方法。本方法可為本文揭示之發明方法的任一種。
本發明之其他及進一步實施例描述如下。
100‧‧‧方法
102、104、106、108‧‧‧步驟
200‧‧‧錫源
201‧‧‧反應容積
202、208‧‧‧基板
203‧‧‧氫電漿
204‧‧‧第一表面
205‧‧‧錫氫化物
206‧‧‧第二表面
210‧‧‧介電層
214‧‧‧含錫層
216‧‧‧含錫層之部分
218‧‧‧蝕刻劑
300‧‧‧設備
302‧‧‧製程腔室
304‧‧‧噴頭
306‧‧‧熱源
308‧‧‧基板支撐
310‧‧‧化學輸送系統
312‧‧‧接觸腔室
314、316、318‧‧‧導管
320‧‧‧噴射器
322‧‧‧第一導管
324‧‧‧第二導管
325‧‧‧遠端電漿源
326‧‧‧清洗氣體管線
327、329‧‧‧空腔
328‧‧‧饋送系統
330‧‧‧排氣系統
332‧‧‧排氣帽
334‧‧‧主動源
336‧‧‧冷凝截留器
338‧‧‧閥門
340‧‧‧排氣導管
350‧‧‧入口
354‧‧‧消音導管
356‧‧‧消音系統
360‧‧‧側壁
362‧‧‧第一供氣導管
364‧‧‧第二供氣導管
366‧‧‧節流閥
368‧‧‧護封
370‧‧‧控制器
372‧‧‧中央處理器
374‧‧‧記憶體
376‧‧‧支援電路
以上簡要概述的及以下更詳細論述的本發明之實施 例,均可參考附加圖式中圖示的本發明之說明性實施例來理解。然而,應注意,附加圖式僅圖示本發明之典型實施例,且因此附加圖式不應視為限制本發明之範疇,因為本發明可允許其他同等有效之實施例。
第1圖圖示根據本發明之一些實施例的用於沉積含錫層於基板上之方法的流程圖。
第2A圖至第2D圖圖示根據本發明一些實施例之基板上之含錫層的製造階段。
第3圖圖示根據本發明之一些實施例用於沉積層於基板上之設備的示意性側視圖。
為促進理解,在可能的情況下,已使用的相同的元件符號表示諸圖所共用的相同元件。諸圖並未按比例繪製且為了清晰起見可將諸圖簡化。應考慮到一個實施例之元件及特徵結構可有利地併入其他實施例而無須贅述。
本文揭示用於沉積含錫層於基板上之方法。本發明 之方法之實施例可有利地允許改良層品質,以此實現所要之帶結構或層張力及提高製造再現性。本發明之方法的其他及進一步的優點論述如下。
第1圖圖示根據本發明之一些實施例的用於沉積含 錫層於基板上之方法100的流程圖。根據在基板上製造含錫層之階段如下描述方法100,製造階段根據本發明之一些實施例如第2A圖至第2D圖所圖示。如第2A圖圖示,基板202可包括多個表面(諸如,第一表面204及第二表面206)。在一些實施例中,第一表面204可為如圖所示之基板208的曝露表面。舉例而言,基板208可包括一或更多矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)或其他合適的基板材料。舉例而言,基板可為矽基板、鍺基板、矽鍺(SiGe)基板、鍺錫基板(GeSn)等等。
在一些實施例中,第二表面206可為諸如安置於基 板208上之介電層210的介電層的一部分。舉例而言,介電層可包含氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)或可用於形成介電層的其他合適材料中之一或更多者。如第2A圖圖示的基板202之實施例僅為示例性的,且基板202之其他合適的配置是可能的。
在一些實施例中,如第2A圖圖示,基板202可為 局部形成裝置(諸如,金屬氧化物半導體場效電晶體(metal-oxide-semiconductor filed effects transistor;MOSFET))的一部分。然而,本文描述的發明方法可用以沉積用於其他裝置(諸如,鰭式場效電晶體(fin field effects transistors;FinFETs)等等)中的含錫層或其他應用。本文揭示的發明方法 所形成的含錫層可用於(例如)電晶體裝置之源極區/汲極區或通道區中、可用作光電帶隙材料、可用於互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor;CMOS)應用等等中。
方法100一般而言藉由使包含錫鹵化物的錫源200 流入反應容積201中開始於102。反應容積201可用於使錫源200在進入製程腔室(諸如,以下所論述之製程腔室302)之製程容積前與另一反應物起反應。反應容積201可為(例如)在噴頭(例如,以下所論述且在第3圖中圖示之噴頭304)、噴射器(例如,側面進入噴射器320)、或用於提供處理氣體至製程腔室之製程容積的其他氣體分配設備中之一或更多者中設置的空腔。作為替代或作為組合,反應容積201可包括製程腔室之製程容積。舉例而言,錫源200在經由噴頭或噴射器傳送至製程容積(例如,製程容積及反應容積可至少部分相同)後與另一反應物可在製程容積中反應。
錫源可包括錫鹵化物,諸如一或更多錫氯化物 (SnCl1-4)。在一些實施例中,錫源可包含四氯化錫(SnCl4)。與上述稀有且不穩定的錫源相比,將錫鹵化物用作錫源可提供改良的層品質、可製造性。錫鹵化物可為如上所論述之錫鹵化物氣體或有機金屬氯化物,該有機金屬氯化物具有化學式RxSnCly(其中R為甲基或第三丁基,x為1或2,及y為2或3)。錫鹵化物可以任何所要之流動速率(例如,諸如流動速率在約10 sccm與300 sccm之間,諸如流動速率在約50 sccm與約200 sccm之間,或流動速率為約100 sccm)提供至 反應容積201。錫鹵化物亦可與載氣混合以達到所要之空間速度及/或製程腔室中之混合效能。
在一些實施例中,錫鹵化物可源自錫鹵化物晶體之 固體源,錫鹵化物晶體之固體源可昇華進入諸如氮(N2)、氫(H2)、氬(Ar)或氦(He)之流動載氣流,或錫鹵化物可藉由視需要使用上述載氣中之一者於接觸腔室中的固體錫之上流過鹵素氣體以進行反應(例如,Sn+2Cl2→SnCl4)而生成。根據下文的設備300論述示例性接觸腔室且示例性接觸腔室可安置在接近製程腔室處,示例性接觸腔室藉由導管與製程腔室耦接,導管可具有經選擇以降低錫鹵化物微粒沉積在導管中的可能性的長度。
在104中,氫電漿203可流入反應容積201。在一 些實施例中,氫電漿203可與錫源200共同流入反應容積201。或者,氫電漿203可在錫源200之前或之後流入反應容積201。在一些實施例中,氫電漿203及錫源200可(例如,以任何合適的頻率或工作循環)重複地且交替地流入反應容積201,以促進在氫電漿203與錫源200之間的所要反應。
氫電漿203可為由包含氫(H2)的處理氣體形成,氫 電漿203主要由氫(H2)構成或僅由氫(H2)(允許具有痕量雜質)構成或由可用以形成電漿製程所用的氫自由基的任何合適的製程氣體構成。氫電漿203可自遠端電漿源流入反應容積201。舉例而言,遠端電漿源可為任何合適的遠端電漿源(諸如耦接至反應容積201的另一電漿製程腔室)以提供氫電漿203等等。在一些實施例中,為使污染物降至最少,遠端電漿 源可為襯有產生污染物之最低水平的材料(諸如,碳化矽(SiC)襯等等)的電漿腔室。然而,亦可利用其他的諸如鎢絲源等等的電漿源,但當生成氫電漿203時可導致純度及/或可靠性下降。
在106處,一或更多錫氫化物205可由錫源200與 氫電漿203之間的反應在反應容積201中形成。舉例而言,一或更多錫氫化物可包含四氫化錫(SnH4)或形成含錫層可需要的錫氫化物之任何合適的衍生物。藉由在反應容積201內、在製程腔室本地形成一或更多錫氫化物,發明者已發現可至少部份地克服關於錫氫化物之不穩定性的缺點且可更具再現性地形成具有所要之特性的含錫層。
在108處,如第2B圖圖示,含錫層214可藉由使用 一或更多如上所述之錫氫化物205沉積於基板208的第一表面204上。舉例而言,含錫層214可藉由合適的沉積方法(諸如,低壓化學氣相沉積(chemical vapor deposition;CVD)或任何其他合適的沉積方法)沉積。含錫層214可沉積至任何所要之厚度(諸如,約0.001至10微米)。示例性含錫層214可為鍺錫(GeSn)、矽鍺錫(SiGeSn)或其他合適的含錫層中的一或更多者。
可藉由視需要共同流動額外源物質至製程腔室之製 程容積來沉積含錫層214。舉例而言,如下所述,額外源物質可(諸如,經由噴頭之二級路徑或經由噴射器)以任何數量的變化共同流入製程容積,或經由相同路徑與一或更多錫氫化物205共同流動。舉例而言,每一源物質可經由各種噴頭 或噴射器的任一種單獨流至製程容積,或如下所述可經由相同路徑共同流動。
舉例而言,額外源物質可包括矽源或鍺源中之一或 更多者。舉例而言,矽源可包括一或更多矽烷(SixHy),其中,例如,y=2x+2,諸如二矽烷(Si2H6)、三矽烷(Si3H8)、新戊矽烷(Si5H12)或其他合適的高階矽烷。矽源可包括,例如,具有通式SixHyClz(y+z=2x+2,x=1,2,...)的氯化矽烷。示例性氯化矽烷可包括二氯矽烷(SiH2Cl2)、四氯化矽(SiCl4)等等。舉例而言,鍺源可包括一或更多鍺烷(GexHy),其中,例如,y=2x+2,諸如二鍺烷(Ge2H6)、三鍺烷(Ge3H8)、高階氫化鍺等等。鍺源可為氯化鍺烷,例如,具有通式GexHyClz(y+z=2x+2,x=1,2,...)的氯化鍺烷。示例性氯化鍺烷可包括四氯化鍺(GeCl4)等等。依據含錫層214中錫之所要濃度,需要將諸如三矽烷及/或新戊矽烷的高階矽烷作為矽源以摻入錫之較高濃度至含錫層214中。舉例而言,諸如當含錫層包含矽鍺錫(SiGeSn)層時,在約攝氏450度或攝氏450度以下(例如,從約攝氏300度至約攝氏450度範圍)溫度時可達到錫之較高濃度(諸如,約百分之八至約百分之九),該達成操作可需要高階矽烷來形成具有所要錫之濃度的所要層。
在一些實施中,第二氣體(諸如,氫(H2)、氮(N2)、 氦(He)、氬(Ar)等等中之一或更多者)可與額外源物質、錫源200、氫電漿203或一或更多錫氫化物205中任何一或更多者共同流動。在一些實施例中,第二氣體可用以釋放諸如矽、鍺或來自上述源物質之類似源元素。在一些實施例中,第二 氣體可用作載氣以達到額外源物質、錫源200、氫電漿203或一或更多錫氫化物205中任何一或更多者的所要流速。舉例而言,較高流速可用以改善正形成的含錫層214的均勻性。
視情況,額外源(例如,諸如摻雜劑源)可與矽、 鍺及錫源共同流動。典型摻雜劑可包括一或更多硼(B)、磷(P)、砷(As)等等。舉例而言,摻雜劑源可包括二硼烷(B2H6)、膦(PH3)、胂(AsH3)等等。另外,可利用摻雜劑及/或摻雜劑源。
一或更多錫氫化物205及可選額外源物質可以任何所要之比率流動以產生含錫層214。舉例而言,可根據產生具有所要組分的含錫層214的溫度及/或壓力條件來調整比率。在一些實施例中,一或更多錫氫化物205及可選額外源物質可在約攝氏450度或攝氏450度以下(例如,從約攝氏300度至約攝氏450度範圍)溫度下流動,及/或在約100托或100托以下(例如,從約20托至約200托範圍)壓力下流動。在一些諸如以上所述之實施例中,含錫層214中的錫的較高濃度可在範圍中的較低溫度下達到。如上所述,在範圍中的較低溫度下,可需要高階矽烷。舉例而言,在範圍中的較高溫度下,且當錫的所要濃度為約百分之一至約百分之二時,可利用諸如二矽烷的低階矽烷。在較低溫度(例如,低於約攝氏450度)下,且當錫的所要濃度最高達到約百分之八或最高達到約百分之九或在一些實施例中更高時,可需要諸如三矽烷的高階矽烷。
如第2B圖圖示,含錫層214之部分216可於介電層210的第二表面206上沉積。在一些實施例中,如第2C圖圖 示,含錫層214可使用蝕刻劑218進行蝕刻以有選擇地移除已沉積於介電層210之第二表面206上的含錫層214之部分216。舉例而言,含錫層214的沉積及蝕刻可同時或交替進行。蝕刻劑218可包含氯(Cl)或溴(Br)中之至少一者及可選氫(H)。舉例而言,在一些實施例中,蝕刻劑可為氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)、氯(Cl2)或溴(Br2)中之至少一者。
第2D圖圖示含錫層214有選擇地生長至所要之厚度,其中,在以上所述之選擇性蝕刻製程之後,在介電層210之第二表面206上不存在含錫層214。
因此,已提供沉積含錫層於基板上之改良方法。含錫層可於基板的所有曝露表面上生長或有選擇地於基板之所要的表面上生長。含錫層可包含具有所要濃度的錫及其他組份元素的多種組成。錫及其他組份元素的濃度遍佈層而均勻或可遍佈層而有不同等級。
第3圖為根據另一實施例的設備300之示意圖。設備300可用於實施本文描述的用於形成含錫層之方法。製程腔室302具有安置在製程腔室302內的基板支撐308,基板支撐308可為旋轉基板支撐。安置熱源306面向基板支撐308的一邊。或者,熱源可嵌入基板支撐308中。具有於2007年2月6日頒予的、共同讓渡之美國專利第7,172,792號、標題為「Method for forming a high quality low temperature silicon nitride film」中所描述的加熱的基板支撐的腔室可經調適以建造本文描述的設備及實施本文描述的方法。具有於2008年3月27日公開的、共同讓渡之美國專利公開案第2008/0072820 號、標題為「Modular CVD Epi 300 mm Reactor」中所描述的燈加熱模組的腔室,亦可經調適以建造本文描述的設備及實施本文描述的方法。EpiTM 300 mm反應器或300 mm xGenTM腔室(兩者均可購自加利福尼亞聖克拉拉的應用材料公司)可經調適以製作及使用本文描述的實施例。製程腔室302可具有用於使氣體進入腔室的噴頭304。或者,或以組合形式,氣體可經由耦接至腔室302之側壁360的側面進入噴射器320提供至製程腔室。
饋送系統328(包括化學輸送系統310及金屬前驅 物接觸腔室312)經由各種導管耦接至腔室302。第一導管322及第二導管324可將饋送系統328耦接至可選噴頭304。噴頭304可為雙路徑噴頭以防止在進入腔室302之前多種源(例如,矽、鍺及/或錫源)的混合。在2006年1月10日頒予的、共同讓渡之美國專利第6,983,892號、標題為「Gas distribution showerhead for semiconductor processing」中描述示例性雙路徑噴頭。
另外或替代地,可藉由提供第一交叉流氣體導管316 和第二交叉流氣體導管318至側面進入噴射器320來實施交叉流注氣。交叉流注入配置之實例在美國專利第6,500,734號中描述。設備300可含有噴頭配置及交叉流注入配置兩者(兩者之間視需要具有可調節的氣流比率)或僅有兩者中之一者配置。
遠端電漿源325可耦接至噴頭304的一或更多空腔 327或側面進入噴射器320的空腔329。如上所述,空腔327、 329可用作反應容積201。遠端電漿源325可為如上所述任何合適的遠端電漿源。
化學輸送系統310視需要使用諸如氮(N2)及/或氫 (H2)之載氣將矽、鍺或錫源輸送至腔室302。化學輸送系統310亦可輸送沉積物種或選擇性控制物種至腔室302。化學輸送系統310可包括可配置在氣體板中的液態源或氣態源及控制裝置(未圖示)。
接觸腔室312可藉由經設置以運載金屬前驅物至 302的導管314耦接至側面進入點320或噴頭304中的任一個。導管314、316及322可經加熱至在約攝氏50度與約攝氏200度之間的溫度以控制或防止導管中金屬前驅物的冷凝。接觸腔室312通常含有固體金屬床或金屬鹵化物晶體床。 金屬鹵化物晶體(例如,錫鹵化物)可昇華成載氣,載氣經由供氣導管362及364中的一者或兩者提供。固體金屬可與鹵素氣源接觸,鹵素氣源經由供氣導管362及364中的一者或兩者提供。在一實施例中,鹵素氣源經由第一供氣導管362提供,而載氣經由第二供氣導管364提供。用於昇華或反應之任一者的氣體可經由粉末金屬或金屬鹵化物流化體床流動以增強接觸。濾網或過濾器可用以防止微粒夾帶進入腔室302中。或者,氣體可流經固定的固體金屬床或金屬鹵化物床。
排氣系統330耦接至腔室302。排氣系統330可在 任何便利的位置耦接至腔室,該位置可取決於氣體進入腔室的位置。對於氣體經由噴頭304進入,排氣系統可(例如,藉由一或更多個入口或經由環形開口)耦接至腔室之底壁, 於熱源306周圍。在一些實施例中,環形岐管可安置在基板支撐之邊緣附近且耦接至排氣系統330。對於交叉流實施例,排氣系統330可耦接至側面進入點320對面的腔室之側壁。
排氣導管340經由節流閥366耦接排氣帽332至真 空泵352。護封368自排氣帽332至真空泵352之入口350包圍排氣導管340及節流閥366。護封368賦能對排氣導管340進行熱控制以防止在排放物種在線路中的冷凝。任何加熱媒介(諸如,蒸汽、或熱風、水、或其他熱流體)可用以將排氣導管維持在排放氣體的露點以上的溫度。或者,護封可包括電阻性加熱元件(意即,電毯)。冷凝截留器336可藉由閥門338耦接至排氣導管340,若需要,亦可經耦接以進一步增強排氣系統330中任何冷凝物之截留。真空泵352經由消音導管354連線(pay off)至消音系統356及連線至在358排放之淨化氣體,消音導管354通常不加熱或不無護封。為進一步減少排氣導管340中的潮濕或晶核形成,排氣導管340可塗覆石英或惰性聚合物材料。
電漿或紫外線活化清洗劑可藉由主動源334偶合至 排氣系統330中,主動源334可偶合至微波或RF腔室用於生成活性的清洗物種。清洗氣體管線326可自化學輸送系統310至排氣導管340提供清洗氣體,若需要,可經由主動源334進行。用於清洗之活性物種的使用允許在低溫下進行清洗。
清洗用於執行本文描述之方法的腔室(諸如,腔室 302)之方法可包括提供鹵素氣體至腔室、將殘餘物轉換為揮發性鹵化物。腔室之溫度在清洗期間通常維持在約攝氏600 度以下,且金屬沉積物被轉換為MClx。鹵素氣體可為氯氣、氟氣、HCl、或HF。腔室可加熱至不需要單獨加熱排氣導管的程度,尤其是若排氣導管是經絕緣的。或者,腔室溫度可維持在約攝氏400度以下,若需要,可加熱排氣導管340以防止冷凝
可提供控制器370及將控制器370耦接至設備300的各種組件以控制設備300的操作。控制器370包括中央處理器(central processing unit;CPU)372、記憶體374及支援電路376。控制器370可直接控制設備300,或經由與特定製製程腔室及/或支援系統組件相關的電腦(或控制器)控制設備300。控制器370可為通用電腦處理器任何形式中之一者,通用電腦處理器可用於工業環境用以控制各種腔室及子處理器。控制器370之記憶體(或電腦可讀取媒體)374可為易於獲得記憶體(諸如,隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟、光學儲存媒體(例如,壓縮光碟或數位視訊碟)、快閃記憶體或本端或遠端數位儲存的任何其他形式)中之一或更多者。支援電路376耦接至CPU 372用以以習知方式支援處理器。此等電路包括快取記憶體、電源、時鐘電路、輸入/輸出電路及子系統等等。如本文所述之發明方法可作為軟體常式儲存於記憶體374內,可執行或調用該軟體常式以以本文所述之方式控制製程腔室300的操作。軟體常式亦可藉由第二CPU(未圖示)儲存及/或執行,第二CPU在CPU 372控制的硬體之遠端定位。
雖然上文係有關本發明之實施例,但在不脫離本發 明之基本範疇的情況下,可設計本發明之其他及進一步實施例。
100‧‧‧方法
102‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種沉積一含錫層於一基板上之方法,包含以下步驟:使包含一錫鹵化物之一錫源流入一反應容積中,該反應容積與該基板分離;使一氫電漿流入該反應容積中;在該反應容積內自該錫源及該氫電漿形成一或更多錫氫化物;及使用該一或更多錫氫化物沉積該含錫層於該基板之一第一表面上。
  2. 如請求項1所述之方法,其中該錫鹵化物包含四氯化錫(SnCl4)。
  3. 如請求項1所述之方法,其中該反應容積被安置在一製程腔室的一製程容積內,該製程腔室具有安置在該製程容積內的該基板。
  4. 如請求項1所述之方法,其中該反應容積為一噴頭或一噴射器中之至少一者的一空腔,且其中該一或更多錫氫化物自該噴頭或該噴射器中之該至少一者的該空腔流入一製程腔室的一製程容積,該製程腔室具有安置在該製程容積中的該基板。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之方法,進一步包含以下步驟:在沉積該含錫層的同時流動一摻雜劑源。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之方法,其中該含錫層進一步包含矽(Si)或鍺(Ge)中之至少一者。
  7. 如請求項1至4中任一項所述之方法,該方法進一步包含以下步驟:蝕刻該含錫層以有選擇地自一介電層之一第二表面移除該含錫層的一部分,該介電層安置於該基板上鄰近該基板之該第一表面處。
  8. 如請求項7所述之方法,其中同時執行沉積該含錫層及蝕刻該含錫層之步驟。
  9. 如請求項7所述之方法,其中交替執行沉積該含錫層及蝕刻該含錫層之步驟。
  10. 如請求項7所述之方法,其中使用一蝕刻劑蝕刻該含錫層,該蝕刻劑包含溴(Br)或氯(Cl)中之至少一者。
  11. 一種沉積一含錫層於一基板上之方法,包含以下步驟:使包含一錫鹵化物之一錫源流入一反應容積中;使一氫電漿流入該反應容積中; 在該反應容積內自該錫源及該氫電漿形成一或更多錫氫化物;使用該一或更多錫氫化物沉積該含錫層於該基板之一第一表面上;及使一矽源或一鍺源中之一或更多者與該一或更多錫氫化物共同流動以沉積該含錫層。
  12. 如請求項11所述之方法,進一步包含以下步驟:使一摻雜劑源與該矽源、該鍺源或該一或更多錫氫化物中之一或更多者共同流動。
  13. 一種電腦可讀取媒體,該電腦可讀取媒體上儲存有多個指令,當執行該等指令時,致使在一製程腔室中執行沉積一含錫層於一基板上之一方法,該方法包含以下步驟:使包含一錫鹵化物之一錫源流入一反應容積中,該反應容積與該基板分離;使一氫電漿流入該反應容積中;在該反應容積內自該錫源及該氫電漿形成一或更多錫氫化物;及使用該一或更多錫氫化物沉積該含錫層於該基板之一第一表面上。
  14. 如請求項13所述之電腦可讀取媒體,其中該錫鹵化物包含四氯化錫(SnCl4)。
  15. 如請求項13所述之電腦可讀取媒體,其中該反應容積為以下各者中之任一者:在一製程腔室的一製程容積內,該製程腔室具有安置在該製程容積內的該基板;或一噴頭或一噴射器中之至少一者的一空腔,且其中該一或更多錫氫化物自該噴頭或該噴射器中之該至少一者的該空腔流入一製程腔室的一製程容積,該製程腔室具有安置在該製程容積中之該基板。
  16. 如請求項13至15中任一項所述之電腦可讀取媒體,進一步包含:使一矽源或一鍺源中之一或更多者與該一或更多錫氫化物共同流動以沉積該含錫層。
  17. 如請求項13至15中任一項所述之電腦可讀取媒體,進一步包含:在沉積該含錫層的同時流動一摻雜劑源。
  18. 如請求項13至15中任一項所述之電腦可讀取媒體,進一步包含:蝕刻該含錫層以有選擇地自一介電層之一第二表面移除該含錫層的一部分,該介電層安置於該基板上鄰近該基板之該第一表面處。
  19. 如請求項18所述之電腦可讀取媒體,其中同時執行沉積該含錫層及蝕刻該含錫層之步驟。
  20. 如請求項18所述之電腦可讀取媒體,其中交替執行沉積該含錫層及蝕刻該含錫層之步驟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5133013B2 (ja) * 2007-09-10 2013-01-30 東京エレクトロン株式会社 成膜装置の排気系構造、成膜装置、および排ガスの処理方法
US8647439B2 (en) * 2012-04-26 2014-02-11 Applied Materials, Inc. Method of epitaxial germanium tin alloy surface preparation
KR102441431B1 (ko) * 2016-06-06 2022-09-06 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 표면을 갖는 기판을 프로세싱 챔버에 포지셔닝하는 단계를 포함하는 프로세싱 방법
US11332824B2 (en) * 2016-09-13 2022-05-17 Lam Research Corporation Systems and methods for reducing effluent build-up in a pumping exhaust system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029295B2 (ja) * 1979-08-16 1985-07-10 舜平 山崎 非単結晶被膜形成法
US4878993A (en) 1988-12-22 1989-11-07 North American Philips Corporation Method of etching thin indium tin oxide films
US6200893B1 (en) * 1999-03-11 2001-03-13 Genus, Inc Radical-assisted sequential CVD
NL1019781C2 (nl) 2002-01-18 2003-07-21 Tno Deklaag alsmede werkwijzen en inrichtingen voor de vervaardiging daarvan.
US7101813B2 (en) 2002-12-04 2006-09-05 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited Zr-Sn-Ti-O films
WO2005087983A2 (en) 2004-03-05 2005-09-22 University Of North Carolina At Charlotte Alternative methods for fabrication of substrates and heterostructures made of silicon compounds and alloys
US7372058B2 (en) * 2005-09-27 2008-05-13 Asml Netherlands B.V. Ex-situ removal of deposition on an optical element

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