发明名称 含有Hf和Zr的氧氮化物膜的CVD方法PROCESS FOR CVD OF HF AND ZR CONTAINING OXYNITRIDE FILMS
摘要 在本发明是关于一种形成适用于电子的应用(例如闸极介电质)的Zr或Hf的氧氮化物膜的化学气相沉积方法,此方法包括:a. 将一种含有Zr或Hf的前驱物以气态的形式传送到化学气相沉积腔体;并且,b. 同时将一氧气源及一氮气源分开传送到此腔体,这样这些气源在传送到此腔体之前不会与此种前驱物发生混合;以及,c. 在该腔体中,将所合成的反应混合物与一基材接触,该基材被加热到一种高温并分别产生Zr或Hf的氧氮化物膜的沉积。可以同时加入一种含矽的前驱物到此腔体,以形成Zr或Hf的氧氮化矽膜。
申请公布号 TWI251620 申请公布日期 2006.03.21
申请号 TW093113990 申请日期 2004.05.18
申请人 气体产品及化学品股份公司 发明人 约翰.D.罗佛汀;罗伯特.丹尼尔.克拉克;亚瑟.肯尼斯.赫兹伯
分类号 C23C16/30 主分类号 C23C16/30
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路2段203号4楼;林圣富 台北市大安区和平东路2段203号4楼
主权项 1.一种形成一选自由Zr和Hf的氧氮化物膜所组成之 族群的金属氧氮化物膜的沉积方法,此方法包括: A.在一个化学气相沉积腔体中形成一种反应混合 物,它是藉由 (a)将一种选自由含有Zr和Hf的前驱物所组成之族群 的前驱物以气态的形式传送到该化学气相沉积腔 体;并且, (b)将一种氧气源及一种氮气源分开传送到腔体,这 样该氧气源及该氮气源在传送到化学气相沉积腔 体之前不会与前驱物发生混合;以及, B.在该化学气相沉积腔体中,将所获得的反应混合 物与一基材接触,以产生金属氧氮化物膜的沉积, 该基材被加热到一昇高温度。 2.如申请专利范围第1项的方法,其中的金属前驱物 是在10 Torr或低于10 Torr的压力下,以气态的形式传 送到该化学气相沉积腔体。 3.如申请专利范围第1项的方法,其中的基材在一300 到700℃之间的温度下被加热。 4.如申请专利范围第1项的方法,其中的金属前驱物 是一种Zr或Hf的醯胺化合物。 5.如申请专利范围第4项的方法,其中的Zr或Hf的醯 胺化合物是选自由Zr[N(CH2CH3)2]4,Zr[N(CH2CH3)(CH3)]4,Zr[N (CH3)2]4,Hf[N(CH2CH3)2]4,Hf [N(CH2CH3)(CH3)]4,或Hf [N (CH3)2]4 所组成之族群。 6.如申请专利范围第5项的方法,其中的氧气及氮气 源是NO,N2O或NO2。 7.如申请专利范围第4项的方法,其中的氧气源是O2, H2O,O3,或H2O2。 8.如申请专利范围第7项的方法,其中的氮气源是NH3 或N2H4。 9.如申请专利范围第5项的方法,其中的氧气源是O2 以及氮气源是NH3。 10.如申请专利范围第5项的方法,其中一种矽的前 驱物被加入化学气相沉积腔体中以形成一种Zr或Hf 的氧氮化矽膜。 11.如申请专利范围第10项的方法,其中矽的前驱物 是一种矽的醯胺化合物。 12.如申请专利范围第11项的方法,其中矽的醯胺化 合物的形式是(H)xSi(NR1R2)4-x,其中R1及R2是1至8个碳 的烷基,并且x是整数0,1,2或3。 13.如申请专利范围第12项的方法,其中矽的醯胺化 合物是选自由Si[N (CH2CH3)2]4,Si[N(CH2CH3)(CH3)]4,Si[N(CH3) 2]4,HSi[N(CH2CH3)2]3,HSi[N(CH2CH3)(CH3)]3,HSi[N (CH3)2]3或H2Si[ NH(C4H9)]2所组成之族群。 14.一种形成选自由Zr的氧氮化矽膜及Hf的氧氮化矽 膜所组成之族群的金属氧氮化矽膜的沉积方法,此 方法包括: (a)将一选自由含有Zr的前驱物及含有Hf的前驱物所 组成之族群的前驱物以气态的形式传送到一化学 气相沉积腔体; (b)将一含有Si的前驱物以气态的形式与该含有Zr或 Hf的前驱物分开或是与Zr或Hf的前驱物以一混合物 方式传送到该腔体; (c)将一种氧气源及一种氮气源与该含有Zr,Hf和Si的 前驱物分开的方式传送到该腔体;以及 (d)在该腔体中,将一基材与所获得的反应混合物接 触,该基材被加热到一介于300到700℃之间的温度, 并且在该基材上沉积出Zr的氧氮化矽膜或Hf的氧氮 化矽膜。 15.如申请专利范围第14项的方法,其中含有Zr或Hf和 矽的前驱物是以气态的形式在10 Torr或低于10 Torr 下被传送到一化学沉积腔体。 16.如申请专利范围第15项的方法,其中的含有Zr或Hf 和Si的前驱物是Zr的醯胺化合物或Hf的醯胺化合物 以及矽的醯胺化合物。 17.如申请专利范围第16项的方法,其中的醯胺化合 物是选自由N(CH2CH3)2,N(CH2CH3)(CH3),N(CH3)2及N (CH2CH3)2 所组成之族群。 18.如申请专利范围第17项的方法,其中的氧气源是O 2以及氮气源是NH3。 图式简单说明: 图1是铪的氧氮化矽膜沉积在不同的基材温度下的 成分百分比的图示。
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