[发明专利]使用MoOC14

说明书

本发明描述一种在衬底上形成含钼材料的方法，其中在气相沉积条件下将所述衬底与四氯氧化钼(MoOCl₄)蒸气接触以在所述衬底上沉积所述含钼材料。在各种实施方案中，可采用所述衬底的二硼烷接触以建立用于(例如)通过例如脉冲化学气相沉积CVD的CVD技术的钼的后续块状沉积的有利成核条件。

技术领域

本发明涉及含钼材料的气相沉积。特定来说(但非排他性地)，本发明涉及使用四氯氧化钼(MoOCl₄)作为用于此沉积的前驱体。

背景技术

由于其极高熔点、低热膨胀系数、低电阻率及高导热性的特性，钼越来越多地用于制造半导体装置，包含用于扩散屏障、电极、光掩模、电力电子衬底、低电阻率栅极及互连件中。

此利用已激发用以实现用于特性在于经沉积膜的高保形性及高沉积速率的此类应用的钼膜的沉积以适应有效高体积制造操作的努力。此又已通知用以开发可用于气相沉积操作中的经改进钼源试剂以及利用此类试剂的经改进工艺流程的努力。

五氯化钼最常用作用于含钼材料的化学气相沉积的钼源。然而，仍需要实现具有更高沉积速率的含钼材料的沉积来适应高效高体积制造操作。

发明内容

本发明涉及含钼材料的气相沉积，且更具体来说，涉及使用四氯氧化钼(MoOCl₄)作为用于此气相沉积的源试剂，以及采用四氯氧化钼(MoOCl₄)作为源试剂的过程及装置。

在一个方面中，本发明涉及一种在衬底上形成含钼材料的方法，其包括在气相沉积条件下将所述衬底与四氯氧化钼(MoOCl₄)蒸气接触以在所述衬底上沉积所述含钼材料。

在各种实施利中，本发明涉及一种在衬底上形成含钼材料的方法，其包括：在接触条件下将所述衬底与二硼烷接触，从而在所述衬底上建立成核表面；及通过利用四氯氧化钼(MoOCl₄)前驱体的气相沉积工艺而在所述成核表面上沉积钼以在所述衬底上产生所述含钼材料。

从后续描述及所附权利要求书将更完全明白本发明的其它方面、特征及实施例。

附图说明

图1是四氯氧化钼的热重量分析(TGA)的图表。

图2是包括根据本发明的实施例沉积的含钼材料的半导体装置结构的示意性横截面正视图。

图3展示说明来自实例1的结果的四氯氧化钼(MoOCl₄)/氢(H₂)沉积曲线。

图4是针对根据实例1的通过MoOCl₄/H₂过程的钼的沉积的依据厚度而变化的电阻率的图表。

图5及图6是根据实例2形成的经沉积钼膜的扫描电子显微照片(SEM)图像。

图7是针对根据实例3的通过MoOCl₄/H₂过程的钼的沉积的依据沉积时间而变化的钼厚度的图表。

图8是针对根据实例4的通过MoOCl₄/H₂过程进行的钼沉积的依据钼厚度而变化的膜电阻率的图表。

图9是针对根据实例5的钼沉积的比较依据运行数目而变化的沉积速率的图表。

图10是根据实例6比较依据钼膜厚度而变化的经沉积钼膜的膜电阻率的图表。

图11是说明来自实例7的结果的依据二硼烷浸泡时间而变化的钼膜厚度的图表。

图12及13是实例8中形成的膜沉积的SEM显微照片。

图14是针对根据实例10的沉积工艺的依据二硼烷浸泡时间而变化的钼厚度及电阻率的图表。