[发明专利]沉积钒金属的方法、结构、器件和沉积组件

说明书

本公开涉及半导体器件的制造，具体涉及在衬底上形成钒金属的方法。该方法包括在反应室中提供衬底，以气相向反应室提供钒前体，并且以气相向反应室提供还原剂，以在衬底上形成钒金属。本公开还涉及由该方法形成的结构和器件，以及沉积组件。

技术领域

本公开总体涉及集成电路制造领域中的半导体处理方法和系统。更具体地，本公开涉及通过沉积过程沉积钒金属和含钒金属层的方法和系统，以及包含钒金属的结构和器件。

背景技术

半导体器件例如互补金属氧化物半导体(CMOS)器件的扩展已导致集成电路的速度和密度的显著提高。然而，常规的器件扩展技术面临着未来技术节点的巨大挑战。

钒金属可能具有本领域中寻求的许多优点。然而，正电性金属的元素膜的生长本质上是具有挑战性的，已知的解决方案很少，所有这些都具有显著的局限性。它们还原成元素形式通常需要不寻常的条件或基于等离子体的方法。钒金属层属于这一类，尽管难以沉积这种材料的高质量层，但存在显著的潜在应用。

在本部分中阐述的任何讨论(包括问题和解决方案的讨论)已包括在本公开中仅是为了提供本公开的背景。这种讨论不应被视为承认任何或所有信息在本发明制造时是已知的或以其他方式构成现有技术。

发明内容

该发明内容可以简化的形式介绍一些概念，这将在下面进一步详细描述。该发明内容不一定旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

钒金属层可用于例如前端线(FEOL)应用，包括作为栅极金属、作为源极/漏极接触材料、作为硅化物接触层，或者甚至作为阈值电压(Vt)调谐层中的部件。钒金属也可以在例如金属接触中用作后端线(BEOL)导电金属。它可以用作互连材料，例如作为种子层、粘合层、阻挡层或作为金属填料。

本公开的各种实施例涉及形成含钒金属材料和包含钒金属的层的方法。本公开的实施例还涉及使用这种方法形成的结构和器件，以及用于执行根据本公开的方法和/或用于形成结构和/或器件的沉积组件。总的来说，本公开的各种实施例提供了形成含钒金属材料和层的改进方法，所述含钒金属材料和层表现出本领域寻求的性能。

如本文所用，“结构”可以是或包括本文所述的衬底。结构可以包括覆盖衬底的一层或多层，比如根据根据本公开的方法形成的一层或多层。

在本公开中，变量的任意两个数字可以构成该变量的可行范围，并且指示的任何范围可以包括或排除端点。此外，指示的变量任何值(不管它们是否用“约”指示)可以指精确值或近似值，并且包括等同物，并且可以指平均值、中值、代表性、多数等。此外，在本公开中，在一些实施例中，术语“包括”、“由…构成”和“具有”独立地指“通常或广泛地包括”、“包含”、“基本由…构成”或“由…构成”。在本公开中，在一些实施例中，任何定义的含义不一定排除普通和习惯含义。

附图说明

所包括的附图用于提供对本公开的进一步理解并构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例，并与描述一起帮助解释本公开的原理。在图中：

图1A和1B示出了根据本公开的方法的实施例。

图2以示意方式描绘了根据本公开的包括含钒金属层的结构。

图3以示意方式呈现了根据本公开的沉积设备。

具体实施方式

下面提供的方法、结构、器件和设备的示例性实施例的描述仅仅是示例性的且仅是为了说明的目的。以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或包含所述特征的不同组合的其他实施例。例如，各种实施例被阐述为示例性实施例，并且可以在从属权利要求中陈述。除非另有说明，示例性实施例或其部件可以组合或者可以彼此分开应用。