TWI754684B - 用於半導體表面之氣相鈍化的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於鈍化高遷移率半導體表面之改良方法及系統及利用該等方法形成的結構及裝置。該方法包括將高遷移率半導體表面提供至反應器之反應腔室，且使該高遷移率半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體以鈍化該高遷移率半導體表面。

Description

用於半導體表面之氣相鈍化的系統及方法 【相關申請案之交叉參考】
本申請案為2013年7月12日所申請且標題為「用於半導體表面之氣相硫鈍化之系統及方法」的美國專利申請案第13/941,216號的部分接續申請案，其主張2012年7月27日所申請且標題為「用於半導體表面之氣相硫鈍化之系統及方法」的美國臨時申請案第61/676,829號的權利及優先權。前述申請案的揭示內容以引用之方式併入至本文中，其內容不與本發明牴觸。
本發明大體上係關於用於製造半導體裝置之方法及系統以及使用該等系統及方法形成的裝置。更特別地，本發明例示性的具體實例係關於用於鈍化半導體表面氣相含硫族化物之系統及方法。
諸如鍺及矽鍺IV族半導體及化合物半導體(例如III-V化合物半導體)之高遷移率半導體，由於其相對較高的電子及/或電洞遷移率而欲用於製造半導體裝置。由高遷移率半導體材料形成之裝置與由較低遷移率半導體(諸如矽)形成之類似裝置相比，可在理論上展示更佳之效能、 更快之速度、降低之功率消耗且具有更高之擊穿電場。
高遷移率半導體材料可例如用於製造金屬氧化物場效(MOSFET)裝置。典型的MOSFET裝置包括源極區、汲極區及通道區，各自由半導體材料形成。MOSFET亦包括覆蓋通道區之介電材料(閘極介電質)及導電材料(例如金屬)。介電材料及導電材料係藉由使用真空或氣相沉積技術(諸如化學氣相沉積、電漿增強型化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積或類似技術)沉積相應的材料來形成。
令人遺憾的是，在裝置中由高遷移率半導體材料(諸如鍺、矽鍺及III-V半導體材料)形成的通道區與閘極介電質(例如，高介電常數(k)材料)之間的界面典型地包括較大界面陷阱密度(Dit)。較高Dit值被認為起因於高遷移率半導體材料表面上之空位及懸鍵，且較高Dit值對由高遷移率材料形成之裝置的效能具有害影響且對使用此類高遷移率半導體材料發展互補金屬氧化物半導體(CMOS)裝置儼然已成為技術挑戰。
為達成降低的界面陷阱密度，已嘗試各種方法以在介電質沉積之前鈍化高遷移率半導體表面。舉例而言，藉由將材料浸沒於濕式化學(NH4)2S溶液中用硫鈍化之III-V半導體材料已顯示出改進之界面特性，產生改進之裝置效能。然而，基於浸沒之鈍化製程難以整合到用於後續介電材料沉積之真空或氣相沉積系統中。因此，在使用濕式化學溶液技術硫鈍化之後且在介電材料之後續沉積之前存在非所欲的空氣曝露時間。此空氣曝露可能嚴重影響裝置效能，因為鈍化層不能完全防止在此曝露期間之氧化物再生長，且鍺及III-V半導體表面上之氧化物生長通常增大Dit。此外，在高溫(例如>100℃)下執行基於溶液之鈍化係有問題的；因此，(NH4)2S 的反應性係受限的。
因此，用於鈍化高遷移率半導體材料之表面之改良方法及系統，及使用該等方法及系統形成之裝置係所欲的。
本發明各種具體實例提供用於鈍化半導體表面的改良系統及方法，其使用氣相含硫族化物前驅體(其可源自固相、液相或氣相)，且提供使用該等系統及/或方法所形成的裝置。先前技術中該等方法的各種缺點將於下文中詳細討論，一般而言，該等系統及方法可用來製造半導體裝置，其使用高遷移率半導體材料且具有相對低的Dit值。
根據本發明各種具體實例，系統包含真空及/或氣相(例如大氣氣相)反應器及與該反應器流體連通的含硫族化物前驅體源，其中該含硫族化物前驅體源在該反應器之反應腔室內提供氣相含硫族化物前驅體。
根據本發明進一步具體實例，用於鈍化高遷移率半導體表面的方法包括下列步驟：提供該半導體表面至反應器之反應腔室，使該高遷移率半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體，且鈍化該高遷移率半導體表面，其使用該氣相含硫族化物前驅體以形成經鈍化高遷移率半導體表面。
根據本發明另外進一步具體實例，裝置係使用包含真空及/或氣相反應器及流體連通至該反應器的含硫族化物前驅體源的系統所形成，其中該含硫族化物前驅體源在該反應器之反應腔室內提供氣相含硫族化物前驅體。
且，根據其他具體實例，裝置係使用包括在反應器之反應腔 室內使高遷移率半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體的方法所形成。
上述概要及下列詳細敘述皆僅為本發明例示性及說明性且非限制性的。
100‧‧‧系統
102‧‧‧反應器
103‧‧‧反應器腔室
104‧‧‧基板固持器
106‧‧‧配氣系統
108‧‧‧含硫族化物前驅體源
110‧‧‧載體或淨化氣體源
112‧‧‧閥門
114‧‧‧閥門
116‧‧‧基板
118‧‧‧閥門
120‧‧‧供應線
122‧‧‧供應線
124‧‧‧供應線
126‧‧‧真空泵
參考實施方式及申請專利範圍且與以下說明性圖式結合而考慮時，可得出對本發明之具體實例的更加完整的理解。
圖1展示根據本發明之各種例示性具體實例的例示性系統；圖2展示經氣相及水溶液相鈍化製程處理的高遷移率半導體表面上的一些含硫族化物的比較；圖3(a)、3(b)及3(c)展示經氣相含硫族化物前驅體鈍化的半導體表面之XPS圖；圖4(a)、4(b)、4(c)及4(d)展示包括經鈍化及非鈍化的高遷移率半導體表面之結構之電容-電壓特性；圖5(a)、5(b)及5(c)展示包括經鈍化及非鈍化的高遷移率半導體表面之結構之其他電容-電壓特性；圖6(a)、6(b)及6(c)展示包括經鈍化及非鈍化的表面之鍺結構之其他電容-電壓特性；及圖7(a)及7(b)展示包括包括經鈍化及非鈍化的表面之矽鍺結構之電容-電壓特性。
應瞭解為簡單及清楚起見而說明圖式中的元件，且該等元件不必按比例繪製。舉例而言，可相對於其他元件誇示圖式中一些元件的尺寸以幫助提高對所說明的本發明之具體實例的理解。
下文所提供之系統、方法及裝置之例示性具體實例的描述僅為例示性的且僅欲用於說明之目的；以下描述不意欲限制本發明或申請專利範圍的範疇。此外，對具有所陳述之特徵的多個具體實例的敍述不意欲排除具有額外特徵的其他具體實例或併有所陳述特徵之不同組合的其他具體實例。
如下文中更詳細地闡述，可使用本文所述之系統及方法鈍化半導體(例如高遷移率半導體，諸如鍺(Ge)、矽鍺(SiGe)或III-V半導體)之表面。如本文所用，「表面」意指暴露的半導體表面的任何部分。舉例來說，表面可為半導體晶圓的整個外部及/或其層或部分，或半導體晶圓的上表面及/或其上的層或兩者的部分。
現轉至圖1，展示用於鈍化半導體表面之系統100。系統100包括反應器102，其包括反應腔室103、基板固持器104及氣體分佈系統106；含硫族化物之前驅體源108；載體或淨化氣體源110；及插在源108、110與反應器102之間的閥門112及114。
反應室102可為獨立反應器或群集式工具(cluster tool)之一部分。此外，反應器102可專用於如本文所描述之表面鈍化製程，或者反應器102可以用於其他製程，例如用於層沉積及/或蝕刻製程。舉例而言，反應器102可包含典型地用於化學氣相沉積(CVD)及/或原子層沉積(ALD)處理之反應器，且亦可包含直接電漿及/或遠程電漿設備。在鈍化製程期間使用電漿可提昇該含硫族化物前驅體的反應性。另外，反應器102可在真空或接近大氣壓力下操作。以一個實施例說明之，反應器102可包含反應 器，其適用於後續介電材料於基板116上之ALD沉積。適用於系統100的例示性ALD反應器描述於美國專利第8,152,922號中，其內容特此以引用之方式併入至本文中，且在內容上與本發明不衝突。
基板固持器104經設計以在處理期間將具有半導體表面的基板或工件116固持在適當位置。根據各個例示性具體實例，固持器104可形成直接電漿電路之一部分。另外或替代地，固持器104可在處理期間經加熱、冷卻或處於環境製程溫度下。
儘管配氣系統106以方塊形式示出，但配氣系統106可為相對複雜的且設計成將來自含硫族化物前驅體源108及來自一或多個來源(諸如氣體源110)之載體/淨化氣體之蒸氣(氣體)混合，隨後將氣體混合物分配至反應器102之其餘部分中。此外，系統106可經組態以向半導體表面提供垂直(如所繪示)或水平流的氣體。例示性氣體分佈系統描述於美國專利第8,152,922號中。
含硫族化物前驅體源108可為適用於鈍化半導體表面的包含含硫族化物材料的液體、固體或氣體源。適用於鈍化半導體表面的例示性含硫族化物包括含有一或多種硫(S)、硒(Se)、碲(Te)的化合物。如果含硫族化物前驅體源108為液體或固體，該源材料係在進入反應腔室103前汽化。源108的例示性含硫族化物前驅體包括銨硫族化物的水溶液，該銨硫族化物為(NH4)2S溶液(例如(NH4)2S於水溶液中-例如22%溶液)、(NH4)2Se或(NH4)2Te；氫硫族化物，例如H2S、H2Se或H2Te氣體；其他銨硫族化物，例如NH4HS、NH4HSe固體；有機硫族化物化合物，例如硫脲、SC(NH2)2、SeC(NH2)2，及此等化合物的組合。
含硫族化物前驅體108可用於鈍化多種半導體材料表面。舉例而言，前驅體可用於鈍化經摻雜或未經摻雜之高遷移率半導體-例如IV族半導體，諸如鍺及矽鍺，及III-V半導體，諸如GaAs、InGaAs、包括Ga及/或As之其他III-V半導體以及其他III-V材料。舉例而言，系統100可用於鈍化半導體表面，其包括經摻雜或未經摻雜之InGaAs，諸如In0.53Ga0.47As，或包括鍺或矽鍺的表面。
載體或淨化氣體源110可包括適用於與來自源108的含硫族化物前驅體混合之任何適合的載體氣體及/或適用於在該半導體表面的含硫族化物鈍化之前及/或之後淨化反應器102的任何氣體。根據本發明之例示性具體實例，淨化氣體可為氮氣、氬氣、氦氣、氫氣或其組合。載體氣體可為氮氣、氬氣、氦氣、氫氣或其組合。
系統100亦可包括清潔源116，其包括固相、液相或氣相化學品以在鈍化之前清潔半導體表面。舉例而言，源116可包括化學品(其在進入腔室103時為氣相)以自半導體表面移除原生氧化物。適用於源116的例示性化學品包括HCl、HF、NH4OH、H2及氫活性物種(例如藉由熱及/或電漿活化產生者)。
如圖1中所說明，源108、110及116經由閥門112、114及118與反應器102流體連通，該等閥門可用於控制使用供應線120-124進入反應器102之相應源材料的流動、混合及分配。
在半導體表面鈍化製程期間，晶圓或工件116係置放在反應器102的腔室103中，且使用真空泵126將反應器102加到所欲的壓力(例如約0.5至約760Torr、約0.5至約750Torr或約1至約10Torr)。若使用， 原位清潔製程可從清潔源116引入一或多種化學品。操作壓力及溫度可根據欲鈍化的表面之材料而改變。舉例而言，若欲鈍化之該表面包括或為InGaAs，溫度可在約200℃及約400℃的範圍內；若該表面包括或為SiGe或Ge，溫度可在約300℃及約550℃的範圍內。用於清潔製程的壓力可為與在鈍化製程期間使用的壓力相同。在鈍化製程期間，來自源108的含硫族化物前驅體材料係引入反應器102的反應腔室103中。若想要，來自源110的載體氣體可在含硫族化物前驅體進入腔室103前與含硫族化物前驅體混合-例如使用配氣系統106。
鈍化製程條件可根據一些因素改變，包括例如基板尺寸、基板類型、前置基板製程步驟、反應器類型、反應器及含硫族化物前驅體的尺寸。下表1展示熱及電漿鈍化製程的例示性製程條件。
Figure 106135925-A0202-12-0009-1
鈍化製程的溫度可與用於後續工件116加工(例如介電材料(諸如高介電常數材料)的沉積)的溫度相同，在此例子中，該鈍化製程及介電材料沉積製程可在相同反應器/腔室內發生。在相同反應器執行兩步驟可為有利的，因為後續的沉積可在不破壞真空條件下執行；因此可降低工件116暴露於空氣或氧化條件下。然而，鈍化製程可在不同的腔室中執 行，且若鈍化製程的製程溫度不同於用於後續工件116加工的溫度，則使用不同腔室係所欲的。
方法亦可包括沉積介電材料(諸如高k介電材料)至經鈍化半導體表面上，其如上所注意到，可在與氣相鈍化製程相同或不同的反應器中完成。若在不同的反應器中完成，該等反應器可為或不為相同群集式工具之一部分。
可沉積於經鈍化表面的例示性高k材料包括介電常數(k值)高於約7之金屬氧化物形式。該等材料包括氧化鎂(Mgo)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉿矽(HfSiO)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉭矽(TaSiO)、鈦酸鍶鋇(BST)、鉭酸鍶鉍(SBT)及鑭系氧化物(如鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鎦(Lu)之物理上穩定的「稀土」元素之氧化物)，以及氮化矽(SiN)。
使用氣相鈍化製程相較於溼式溶液鈍化製程具有一些優勢。舉例而言，在鈍化及介電材料的沉積之間的暴露於空氣可使用氣相製程而顯著地降低或去除或近乎去除。因此，使用本文描述的技術及系統可製造出具有遠遠較低的Dit值的裝置及因此更好的表現。
特定實施例
下列非限制性實施例展示鈍化高遷移率半導體材料之表面的製程及使用該製程形成之裝置或結構。此等實施例僅為展示性的，且不意欲本發明受限於該等實施例。
比較實施例1
n-摻雜In0.53Ga0.47As半導體表面係磊晶生長(epitaxially grown)於兩吋的InP基板上。In0.53Ga0.47As表面上的原生氧化物係使用稀釋的HCl溶液(37%HCl於10倍稀釋的去離子水中)在室溫下約60秒而移除。樣品隨後以去離子水潤濕15秒兩次/潤濕且以氮氣槍乾燥。表面係藉由將工件浸沒於(NH4)2S的液體溶液中而鈍化。
ALD Al2O3層隨後使用三甲基鋁(TMA)及H2O作為前驅體而沉積於經鈍化的工件表面上。Al2O3層的厚度於XPS分析為約1nm且於電性樣品分析為約5nm。對用於電性分析的樣品來說，介電材料係在約400℃下在10%的氫氣於氮氣中的氛圍退火約5分鐘。
實施例1
n-摻雜In0.53Ga0.47As半導體表面係磊晶生長(epitaxially grown)於兩吋的InP基板上。In0.53Ga0.47As表面上的原生氧化物係使用如比較實施例1所述的稀釋HCl溶液而移除，且該等樣品係在完成清潔的5分鐘內裝載於反應器腔室內以控制該表面暴露於周圍空氣的一段時間。
表面係藉由將該表面暴露於載體氣體(氮氣)及硫前驅體(22%的(NH4)2S溶液源)的混合物中而以硫鈍化。反應器腔室溫度為約300℃，反應時間為約5分鐘，且腔室壓力為約4Torr。
原位ALD Al2O3層隨後使用TMA及H2O作為前驅體，在不破壞鈍化及介電材料沉積步驟間的真空下而沉積於經鈍化的工件表面上。Al2O3層的厚度於XPS分析為約1nm且於電性樣品分析為約5nm。對用於電性分析的樣品來說，介電材料隨後在約400℃下在10%的氫氣於氮氣中的氛圍退火約5分鐘。
圖2展示樣品的XPS分析，顯示出相較於以水性浸沒鈍化製程處理的半導體表面，使用原位蒸氣鈍化製程加工者在工件的半導體表面偵測到更大量的硫。
圖3(a)至3(c)展示使用實施例1的原位硫蒸氣處理而沉積在In0.53Ga0.47As上之1nm的Al2O3的XPS分析結果。特別地，圖3(a)展示銦的單峰3d；圖3(b)展示砷的單峰3d；及圖3(c)展示鎵的多重XPS峰3p，其全部皆指示在半導體表面及介電層間的界面缺乏氧氣。
實施例2
n-摻雜In0.53Ga0.47As半導體表面係磊晶生長(epitaxially grown)於兩吋的InP基板上。In0.53Ga0.47As表面上的原生氧化物係使用如實施例1所述的稀釋HCl溶液而移除。表面係藉由異地(NH4)2S蒸氣鈍化。ALD Al2O3層隨後使用TMA及H2O作為前驅體而沉積於經鈍化的工件表面上。Al2O3層的厚度於XPS分析為約1nm且於電性樣品分析為約5nm。對用於電性分析的樣品來說，介電材料隨後在約400℃下在10%的氫氣於氮氣中的氛圍退火約5分鐘。圖4(a)至4(c)展示，相較於比較實施例1及未經鈍化的樣品，根據實施例1及2所形成的裝置改良的頻率色散電容-電壓(C-V)特性。C-V色散量測係在約100Hz至約1MHz的頻率範圍內在室溫及在77K下執行來擷取陷阱密度。
表2列出在使用未經鈍化及比較實施例1及實施例1-2的製程所形成的結構/裝置的空乏區及累積區的電容色散。所有經鈍化的樣品展現相較於未經鈍化的樣品改良的性質。異地蒸氣鈍化處理展現最低色散，而原位蒸氣及基於溶液的鈍化處理產生些微較高的值。為勘測整個能帶間 隙的界面狀態，CV曲線隙在低至77K的溫度產生。表3展現在中間隙及傳導帶邊緣的Dit值。表3所列的Dit值係藉由在300K(近中間隙)至77K(近能帶邊緣)使用有益方法擷取。經鈍化樣品的Dit值係降低到級數在1E12/cm2eV的水平。此等低的Dit值係預期可產生具有更佳表現的高遷移率電晶體裝置。
Figure 106135925-A0202-12-0013-2
Figure 106135925-A0202-12-0013-3
實施例3
n-摻雜In0.53Ga0.47As半導體表面係磊晶生長(epitaxially grown)於兩吋的InP基板上。In0.53Ga0.47As表面上的原生氧化物係使用如比較實施例1所述的稀釋HCl溶液而移除，且該等樣品係在完成清潔的5分鐘內裝載於反應器腔室內以控制該表面暴露於周圍空氣的一段時間。
表面係藉由將該表面暴露於載體氣體(氮氣)及硫前驅體(22%的(NH4)2S溶液源)的混合物中而以硫鈍化。反應器腔室溫度為約300℃，反應時間為約5分鐘，且腔室壓力為約4Torr。
原位ALD Al2O3層隨後使用TMA及H2O作為前驅體，在不破壞鈍化及介電材料沉積步驟間的真空下而沉積於經鈍化的工件表面上。鉿氧化物的原位層隨後使用HfCl及水作為前驅體覆蓋於鋁氧化物層而形成。Al2O3層的厚度為約1nm且鉿氧化物層的厚度為約3nm。樣品係在約400℃下在10%的氫氣於氮氣中的氛圍退火約5分鐘。
實施例4
根據實施例3製備結構，除了在鋁氧化物及鉿氧化物沉積步驟前使用氮氣載體氣體中的H2S鈍化經HCl清潔的表面。
下表4及圖5(a)至5(c)展示根據實施例3-4所形成的樣品及具有經HCl清潔的表面及在鋁氧化物及鉿氧化物沉積步驟前未經鈍化處理的樣品之電性。如圖5(b)至5(c)所展示，根據實施例3及4所形成的結構展現相較於未經鈍化之樣品(圖5(a))改良的頻率色散電容-電壓(C-V)特性。使用上述技術執行C-V色散量測及擷取Dit值。經鈍化樣品的Dit值係降低到約1.8E12/cm2eV(實施例3)及1.6E12/cm2eV(實施例4)或至未經鈍化步驟類似地形成之結構的Dit的約60%(實施例3)及53%(實施例4)的水平。此等低的Dit值係預期可產生具有更佳表現的高遷移率電晶體裝置。
Figure 106135925-A0202-12-0015-4
實施例5
根據實施例5的結構係使用類似用於形成實施例4的結構之方法的方法製備，除了是約4nm的鋁氧化物而不是鋁氧化物及鉿氧化物的組合沉積在經清潔的表面上。
實施例6
類似地，根據實施例6的結構係使用類似用於形成實施例3的結構之方法的方法製備，除了是約4nm的鋁氧化物而不是鋁氧化物及鉿氧化物的組合沉積在經清潔的表面上。
下表5及圖6(a)至6(c)展示根據實施例5及6所形成的結構及具有經HCl清潔的表面及在鋁氧化物沉積前未經鈍化處理的結構之電性。如圖6(b)至6(c)所展示，根據實施例5及6所形成的結構展現相較於未經鈍化之樣品(圖6(c))改良的頻率色散電容-電壓(C-V)特性。使用上述技術執行C-V色散量測及獲得Dit值。表5展現在中間隙的Dit值顯著降低。根據實施例5及實施例6所形成的結構的Dit值降低到約6.0E11/cm2eV或至未經鈍化步驟類似地形成之結構的Dit的約20%的水平。此等低的Dit值係預期可產生具有更佳表現的高遷移率電晶體裝置。
Figure 106135925-A0202-12-0016-5
比較實施例2
p-摻雜矽鍺(SiGe)半導體表面係磊晶生長於矽(Si)基板上。SiGe表面上的原生氧化物係使用稀釋的氫氟酸溶液(0.7%於去離子水中)在室溫下約60秒而移除。樣品隨後以去離子水潤濕15秒兩次/潤濕且以氮氣槍乾燥。該表面未經鈍化。
ALD Al2O3層隨後使用三甲基鋁(TMA)及H2O作為前驅體而沉積於工件表面上。Al2O3層的厚度為約1nm。約2nm的鉿氧化物(HfO)層隨後使用ALD(例如使用HfCl4及H2O作為前驅體)覆蓋於Al2O3層形成。介電材料係在約400℃下在10%的氫氣於氮氣中的氛圍退火約5分鐘。
實施例7
p-摻雜SiGe半導體表面係磊晶生長於Si基板上。SiGe表面上的原生氧化物係使用如比較實施例2所述的稀釋HF溶液而移除，且該等樣品係在完成清潔的5分鐘內裝載於反應器腔室內以控制該表面暴露於周圍空氣的一段時間。
表面係藉由將該表面暴露於載體氣體(氮氣)及含硫族化物 前驅體源(H2S源)的混合物中而以含硫族化物鈍化。反應器腔室溫度為約400℃，反應時間為約5分鐘，且腔室壓力為約4Torr。
原位ALD Al2O3層隨後使用TMA及H2O作為前驅體，在不破壞鈍化及介電材料沉積步驟間的真空下而沉積於經鈍化的工件表面上。Al2O3層的厚度於XPS分析為約1nm且於電性樣品分析為約1nm。對用於電性分析的樣品來說，介電材料隨後在約400℃下在10%的氫氣於氮氣中的氛圍退火約5分鐘。相較於根據比較實施例2所製備的樣品為4.1E13，實施例7的樣品所量測的Dit@中間隙(/eVcm2)為2.7E12，顯示出使用本文描述的方法得到顯著降低的Dit。
儘管本文中闡述本發明的例示性具體實例，但應瞭解本發明不限於此。舉例而言，雖然結合各種製程參數描述系統、方法、裝置及結構，但本發明不限於此。可在不脫離如下列之申請專利範圍及其對等範圍的本發明之精神及範疇的情況下對本文中所闡述的系統及方法進行各種修改、變化及改進。
100‧‧‧系統
102‧‧‧反應器
103‧‧‧反應器腔室
104‧‧‧基板固持器
106‧‧‧配氣系統
108‧‧‧含硫族化物前驅體源
110‧‧‧載體或淨化氣體源
112‧‧‧閥門
114‧‧‧閥門
116‧‧‧基板
118‧‧‧閥門
120‧‧‧供應線
122‧‧‧供應線
124‧‧‧供應線
126‧‧‧真空泵

Claims (22)

  1. 一種鈍化半導體表面之方法，該方法包含下列步驟：將該半導體表面提供至反應器之反應腔室；在該反應腔室中使該半導體表面曝露於包含硒及碲中的一或多種的氣相含硫族化物前驅體；以及使用該氣相含硫族化物前驅體在該反應腔室中鈍化該半導體表面以形成鈍化的半導體表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之鈍化半導體表面之方法，其中該含硫族化物前驅體源選自由銨硫族化物、氫硫族化物、及有機硫族化物化合物的水溶液組成之群。
  3. 如申請專利範圍第1項之鈍化半導體表面之方法，其進一步包含將介電材料沉積於該鈍化的半導體表面上的步驟。
  4. 如申請專利範圍第3項之鈍化半導體表面之方法，其中沉積介電材料的步驟及使半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體的步驟係在同一反應器中進行。
  5. 如申請專利範圍第3項之鈍化半導體表面之方法，其中沉積介電材料的步驟及使半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體的步驟係在不同反應器中進行。
  6. 如申請專利範圍第3項之鈍化半導體表面之方法，其中沉積介電材料的步驟包含沉積氧化鋁。
  7. 如申請專利範圍第1項之鈍化半導體表面之方法，其中該半導體係選自由鍺、矽鍺及III-V半導體材料組成之群之高遷移率半導體。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之鈍化半導體表面之方法，其進一步包含在使該半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體的步驟之前使用原位氣相製程清潔該半導體表面的步驟。
  9. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之鈍化半導體表面之方法，其中曝露該表面的步驟包含使該半導體晶圓表面曝露於電漿製程中。
  10. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之鈍化半導體表面之方法，其中將該半導體表面提供至反應器之反應腔室的步驟包含在原子層沉積反應器內提供該表面。
  11. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之鈍化半導體表面之方法，其進一步包含提供載體氣體及將該載體氣體與該氣相含硫族化物前驅體混合的步驟。
  12. 一種用於鈍化半導體表面之系統，該系統包含：反應器；及以流體方式耦接於該反應器的含硫族化物前驅體源；其中該含硫族化物前驅體源向該反應器之反應腔室提供包含硒及碲中的一或多種的氣相含硫族化物前驅體。
  13. 如申請專利範圍第12項之用於鈍化半導體表面之系統，其中該含硫族化物前驅體源選自由銨硫族化物、氫硫族化物、及有機硫族化物化合物的水溶液組成之群。
  14. 如申請專利範圍第12項及第13項中任一項之用於鈍化半導體表面之系統，其進一步包含以流體方式耦接於該反應器之清潔源。
  15. 如申請專利範圍第14項之用於鈍化半導體表面之系統，其中該清潔源 係選自由以下各者組成之群：氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氣(H2)及氫電漿。
  16. 如申請專利範圍第12項之用於鈍化半導體表面之系統，其中該反應器包含原子層沉積反應腔室。
  17. 如申請專利範圍第16項之用於鈍化半導體表面之系統，其進一步包含電漿裝置。
  18. 一種使用如申請專利範圍第1項之方法形成的結構，該結構包含：介電層，其覆蓋該半導體的表面。
  19. 如申請專利範圍第18項之結構，其中該結構展示於中間隙低於約1.8e12(/cm2eV)之Dit。
  20. 如申請專利範圍第18項之結構，其中該結構展示近能帶邊緣之低於約1e12(/cm2eV)之Dit。
  21. 一種鈍化半導體表面之方法，該方法包含下列步驟：將該半導體表面提供至反應器之反應腔室；在該反應腔室中使該半導體表面曝露於氣相含硫族化物前驅體；以及使用該氣相含硫族化物前驅體在該反應腔室中鈍化該半導體表面以形成鈍化的半導體表面，其中該半導體包含矽鍺。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該半導體包含摻雜矽鍺。
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