用于鳍式场效应晶体管形成的帽氧化的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术用于鳍式场效应晶体管形成的帽氧化1.相关申请的交叉引用2.本技术要求2019年11月1日提交的美国专利申请第62/929,332号的优先权的权益，为了所有目的，通过整体引用将该美国专利申请的内容并入本文。技术领域3.本技术涉及半导体系统、处理和配备。更具体地，本技术涉及增强栅极结构中的材料形成的处置(treatments)。背景技术：4.逻辑栅性能与所使用的材料的特性以及结构层的厚度和面积有关。然而，随着一些栅极特性被调整以适应装置缩放，挑战就出现了。例如，对于氧化硅栅极电介质，随着厚度的减小，电容可能提高，这可能导致更高的沟道迁移率和更快的装置性能。然而，随着厚度的不断减小，栅极泄漏可能会影响装置，并可能导致装置产出下降。另外，厚度减小的氧化物的质量可能降低，并导致短路。高k材料已用于栅极电介质，以减少有效的氧化物厚度，同时限制对栅极泄漏的影响。由于与高k材料的形成有关的形态学问题，最大化特定高k材料的努力受到限制。5.因此，存在可用以最大化高k材料的性能并能够生产高质量的装置和结构的改进系统和方法的需求。这些和其他需求通过本技术解决。技术实现要素：6.可执行处理方法以产生可包括高k介电材料的半导体结构。方法可包括以下步骤：在半导体基板上方形成硅层。半导体基板可包括硅锗。方法可包括以下步骤：在维持硅层的一部分与半导体基板接触的同时，氧化硅层的一部分以形成牺牲氧化物。方法可包括以下步骤：移除牺牲氧化物。方法可包括以下步骤：氧化与半导体基板接触的硅层的该部分以形成含氧材料。方法可包括以下步骤：形成覆盖含氧材料的高k介电材料。7.在一些实施方式中，移除的步骤可包括原位干式化学处理。移除的步骤可在第一处理腔室中执行，且方法可包括以下步骤：在形成高k介电材料之前将半导体基板从第一处理腔室传送到第二处理腔室。方法可在一个或多个处理腔室中执行，而无需将半导体基板暴露于大气中。硅层可在硅锗上方外延形成。形成牺牲氧化物的步骤可包括第一氧化处理，且氧化与半导体基板接触的硅层的该部分的步骤可包括与第一氧化处理不同的第二氧化处理。氧化与半导体基板接触的硅层的该部分的步骤可包括以下步骤：将含氮和氧前驱物输送到半导体基板。氧化与半导体基板接触的硅层的该部分的步骤可在小于或约750℃的温度下发生。方法还可包括以下步骤：在形成高k介电材料之前，用含氮前驱物或含氧前驱物在含氧材料上引入反应性配体。含氮前驱物可为或包括氨。高k介电材料可为或包括选自包括铪、锆、硅、镧、铝、钛或锶的组的至少一种元素。8.本技术的一些实施方式可涵盖形成半导体结构的方法。方法可包括以下步骤：从包含在半导体处理腔室中的基板的表面移除氧化物。基板可包括硅锗鳍。方法可包括以下步骤：在基板的表面上方形成硅层。方法可包括以下步骤：在维持硅层的一部分与基板接触的同时，氧化硅层的一部分以形成牺牲氧化物。方法可包括以下步骤：移除牺牲氧化物。方法可包括以下步骤：将一氧化二氮输送至基板以形成含氧材料。方法可包括以下步骤：通过使基板与含氮前驱物接触来预处置含氧材料。方法可包括以下步骤：形成覆盖预处置的含氧材料的高k介电材料。9.在一些实施方式中，移除的步骤可包括原位干式化学处理。移除的步骤可在第一处理腔室中执行，且方法可包括以下步骤：在形成高k介电材料之前将基板从第一处理腔室传送到第二处理腔室。形成牺牲氧化物的步骤可包括将一氧化二氮输送至基板以形成含氧材料。形成牺牲氧化物的步骤可包括以下步骤：将含氧前驱物和含氢前驱物输送至基板以形成含氧材料。将一氧化二氮输送至基板以形成含氧材料的步骤可在小于或约750℃的温度下发生。预处置含氧材料的步骤可在含氧材料上形成反应性配体。方法还可包括以下步骤：后处置高k介电材料。10.本技术的一些实施方式可涵盖形成半导体结构的方法。方法可包括以下步骤：从包含在半导体处理腔室中的基板的表面移除天然氧化物。基板可为或包括硅锗。方法可包括以下步骤：在基板的表面上方形成硅层。方法可包括以下步骤：在维持硅层的一部分与基板接触的同时，氧化硅层的一部分以形成牺牲氧化物。方法可包括以下步骤：移除牺牲氧化物。方法可包括以下步骤：氧化与基板接触的硅层的该部分以形成含氧材料。方法可包括以下步骤：形成覆盖含氧材料的高k介电材料。11.这样的技术可提供优于常规系统和技术的许多益处。例如，处理可产生用于栅极氧化物的高质量氧化物层。另外，栅极氧化物的产生可限制氧化扩展至下面的层。结合以下描述和附加的附图更详细地描述了这些和其他实施方式以及它们的许多优点和特征。附图说明12.可通过参考说明书的其余部分和附图来实现对所公开技术的性质和优点的进一步理解。13.图1显示了根据本技术的实施方式的示例性处理系统的顶部平面图。14.图2显示了根据本技术的实施方式的形成半导体结构的方法中的所选操作。15.图3a-图3i显示了根据本技术的实施方式的示例性基板的示意性横截面图。16.包括几个附图作为示意图。应当理解，附图仅用于说明目的，除非特别说明是按比例绘制的，否则不应视为按比例绘制的。另外，作为示意图，提供了附图以帮助理解，并且与实际表示相比，附图可能不包括所有方面或信息，并且出于说明目的，附图可能包括夸大的材料。17.在附随的附图中，相似的部件及/或特征可具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种部件可通过在附图标记后面加上在相似部件之间进行区分的字母来进行区分。若在说明书中仅使用第一附图标记，则描述适用于具有相同的第一附图标记的任何类似部件，而与字母无关。具体实施方式18.随着逻辑栅结构按比例缩小到较小的尺寸，正在寻求新的材料结构来提供改进。与利用诸如氧化硅的材料的常规栅极堆叠相比，高k电介质的使用增加了栅极堆叠的介电常数。然而，类似于氧化硅，随着材料厚度减小，栅极泄漏增加。例如，栅极泄漏随着有效氧化物厚度的减小而增加。因此，栅极泄漏与有效氧化物厚度之间的反比关系可能会限制所生产的晶体管和装置的性能。19.对于finfet结构而言，覆盖在鳍上的栅极氧化物可执行许多功能。例如，栅极氧化物可在栅极下方形成导电沟道区域。栅极氧化物内的缺陷或孔洞(诸如来自较低质量的氧化物)可能会产生短路和对结构造成损坏。另外，栅极氧化物可阻止锗在装置的pfet或p-mos区域中扩散。常规技术经常使用湿式氧化技术(诸如chemox)，以与其他氧化方法一起形成栅极氧化物。常规技术会产生质量较低的氧化物层，并且可能无法得到很好的控制，这可能过度氧化到鳍中。这可能会产生不那么坚固的氧化锗材料，其在热应力或电应力下更有可能失效。本技术通过从限定的含硅材料形成受控的栅极氧化物层来克服这些问题。这些栅氧化物层可限制sige鳍材料的过度氧化，并且可提供比常规技术更加改进的电性能和热性能。20.尽管剩余的公开内容将利用所公开的技术例行地确定特定的沉积和处置处理，但是将容易理解的是，系统和方法同样适用于所描述的腔室中可能发生的多种其他处理。因此，技术不应被视为仅限于与所述的处置和沉积处理一起使用的技术。本公开内容将在描述根据本技术的示例性处理顺序的操作之前，讨论可与本技术一起使用以执行沉积或处置操作的某些元素的一种可能的系统。应当理解，技术不限于所描述的配备，并且所讨论的处理可在任何数量的处理腔室和系统中执行。21.图1显示了根据实施方式的沉积、蚀刻、烘烤和/或固化腔室的处理系统100的一个实施方式的顶部平面图。图1所描绘的工具或处理系统100可含有多个处理腔室114a-d、传送腔室110、维修腔室116、集成计量腔室117和一对装载锁定腔室106a-b。处理腔室可包括任何数量的结构或部件，以及任何数量或组合的处理腔室。应该理解的是，系统100并非旨在限制可合并腔室以执行下述处理的工具。根据本技术的一些实施方式，还可使用包括任何数量的腔室的任何工具。22.为了在腔室之间传输基板，传送腔室110可含有机械手传输机构113。传输机构113可具有一对基板传输叶片113a，分别附接到可延伸臂113b的远程。叶片113a可用于将单个基板运送进出处理腔室。在操作中，基板传输叶片的一个(诸如传输机构113的叶片113a)可从装载锁定腔室(诸如腔室106a-b)的一个取回基板w，并将基板w运送至处理的第一阶段(例如，如下所述在腔室114a-d中的处置处理)。可包括腔室以执行所描述的技术的单独或组合的操作。例如，虽然一个或多个腔室可配置为执行沉积或形成操作，但是一个或多个其他腔室可配置为执行所描述的预处置操作和/或一个或多个后处置操作。本技术涵盖任何数目的配置，还可执行通常在半导体处理中执行的任何数目的额外制造操作。23.若腔室被占用，则机械手可等待直到处理完成，并接着用一个叶片113a从腔室移除处理过的基板，并可用第二个叶片(未显示)插入新的基板。一旦基板被处理后，则可将其移至处理的第二阶段。对于每一移动而言，传输机构113通常可具有一个承载基板的叶片和一个空的叶片以执行基板更换。传输机构113可在每个腔室处等待，直到可完成更换为止。24.一旦在处理腔室内完成处理后，传输机构113可将基板w从最后一个处理腔室移出，并将基板w传输到装载锁定腔室106a-b内的盒。基板可从装载锁定腔室106a-b移动到工厂接口104中。工厂接口104通常可操作以在大气压清洁环境中的舱装载器105a-d与装载锁定腔室106a-b之间传送基板。工厂接口104中的清洁环境通常可例如通过空气过滤处理(诸如hepa过滤)来提供。工厂接口104还可包括基板定向器/对准器(未显示)，其可用以在处理之前适当地对准基板。至少一个基板机械手(诸如机械手108a-b)可定位在工厂接口104中，以在工厂接口104内的各个位置/定位之间及在与之连通的其他定位之间传输基板。机械手108a-b可配置为沿着工厂接口104内的轨道系统从工厂接口104的第一端行进到第二端。25.处理系统100可进一步包括集成计量腔室117，以提供控制信号，控制信号可提供对在处理腔室中执行的任何处理的适应控制。集成计量腔室117可包括多种计量装置的任一种，以测量各种膜性质(诸如厚度、粗糙度、成分)，且计量装置可进一步能够以自动的方式表征真空下的栅参数(诸如临界尺寸、侧壁角度和特征高度)。26.处理腔室114a-d的每一个可配置为执行半导体结构的制造中的一个或多个处理步骤，且任何数量的处理腔室和处理腔室的组合可在多腔室处理系统100上使用。例如，处理腔室的任一个可配置为执行许多基板处理操作，包括任何数量的沉积处理(包括循环层沉积、原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积)及其他操作(包括蚀刻、预清洁、预处置、后处置、退火、等离子体处理、脱气、定向和其他基板处理)。可在任何腔室的任一个或腔室的任何组合中执行的一些特定处理可为金属沉积、表面清洁和制备、热退火(诸如快速热处理)和等离子体处理。如本领域技术人员将容易理解的，可在并入多腔室处理系统100中的特定腔室中类似地执行任何其他处理，包括以下描述的任何处理。27.图2显示了形成半导体结构的方法200，方法200的操作可(例如)在如先前描述的结合在多腔室处理系统100或任何其他多腔室系统上的一个或多个腔室中执行。方法200可在所宣称方法操作的起始之前包括一个或多个操作，包括前端处理、沉积、蚀刻、抛光、清洁或可在所述操作之前执行的任何其他操作。方法可包括如附图所示的多个任选操作，其可或可不具体地与根据本技术的方法相关联。例如，描述了许多操作以便提供结构形成处理的更宽范围，但是对技术而言不是关键的，或者可通过替代方法来执行，如将在下面进一步讨论的。方法200描述了图3a-图3i中示意性显示的操作，将结合方法200的操作来描述图3a-图3i的说明。应理解图3仅显示了部分示意图，且基板可含有具有如附图所示的方面的任何数量的晶体管部分和附加材料。28.方法200可包括将半导体结构开发为特定制造操作的任选操作。尽管在一些实施方式中，方法200可在基底结构上执行，但是在一些实施方式中，方法可在其他材料形成之后执行。如图3a所示，在完成某些处理之后，半导体结构可代表装置300。例如，基板305可为平面材料，或者可为结构化的装置，其可包括配置为或限定柱、沟槽或其他结构的一种或多种材料，如将被理解为被本技术类似地涵盖的。基板305可包括任何数量的材料，包括硅、硅锗或含硅材料(诸如硅的氧化物、氮化物和碳化物)及可结合在结构内的任何其他材料。在本技术涵盖的一些实施方式中，基板305可为硅锗鳍的一部分，诸如可与finfet结构相关联，并且可为p-mos区域的一部分。在方法200之前，可在硅基板或其他基板上形成硅锗层，并且可对其图案化以形成鳍结构。可在鳍周围形成隔离电介质，并且可执行修整操作以使鳍的上部变薄。应当理解，附图没有任何特定比例。29.在这个处理之后或作为基板的传送的结果，基板305可能在硅锗的表面上包括天然氧化物310或残留的颗粒材料，如图3a所示。在一些实施方式中，可对基板305的表面处的暴露材料进行蚀刻、平坦化或以其他方式处理以产生间断图案。尽管显示为单一示例，但是应当理解，装置300可包括较大处理集成的一小部分，大处理集成可包括与所示对象相似或不同的任意数量的附加部分。举例来说，n-mos区域可位于所说明的结构附近，且可包括与所描述的方法一起执行或与所描述的方法分开执行的任何数量的图案化或操作。基板305可容纳或定位在半导体处理腔室的处理区域中，并可执行方法200以在基板上产生半导体材料，诸如高k介电材料。30.方法200在操作205中可包括从基板305移除天然氧化物310。可通过任何数量的处理来移除天然氧化物310。例如，可通过利用含氢前驱物来进行还原，这可还原氧化物以确保硅锗的相对清洁的表面。另外，处理可包括等离子体处理或处置，其可包括含氟前驱物和含氢前驱物。含氟前驱物可为或包括三氟化氮以及任何其他含氟前驱物。含氢前驱物的特征可在于胺基[-nh2]或其他含氮或含氢基团。例如，含氢前驱物可为或包括含氮和氢前驱物(诸如氨，作为非限制性示例)。等离子体可在本地或在可与基板处理区域流体耦合的远程等离子体区域中产生。可控制含氟前驱物的流率和含氢前驱物的流率以维持氢与氟原子的流动比例小于1：2。如图3b所示，可由等离子体流出物315移除氧化物310或残留材料，处理还可包括热处置以从蚀刻处理移除副产物。[0031]在操作205中可通过原位干式化学处理移除天然氧化物，其中基板表面可不暴露于大气或含氧环境。在方法的一些实施方式中，可在第一处理腔室中执行操作205中的移除天然氧化物。方法200可包括在形成高k介电材料之前，将基板从第一处理腔室传送到第二处理腔室，如将在下面解释的。方法200可包括在一个或多个处理腔室中执行操作而不将基板表面暴露于大气或空气，诸如通过维持系统100内的真空，同时在一个或多个腔室之间传送基板以进行方法200的操作。维持集成真空可有利地减少表面污染以及不希望的氧化物形成。传送可发生在单个平台上的一个或多个腔室之间，或者可发生在多个平台上的腔室之间。然而，通过利用单个平台，可更好地确保避免基板暴露于氧气环境。[0032]在操作210中，可在预处置或清洁的基板表面上形成或沉积含硅材料。例如，硅层或含硅材料(诸如掺杂硅、合金硅或硅或硅和类金属或硅和金属材料)可通过多种方法来形成或沉积，以形成覆盖基板305的表面的层320，如图3c所示。在一些非限制性实施方式中，可在硅锗鳍的表面上外延生长硅。外延层可形成为任何高度，并且可产生相对高质量的硅。例如，在各种实施方式中，硅层320可形成为几埃或几纳米的高度。[0033]在形成硅层之后，在操作215处可氧化层的一部分。可以多种方式执行该氧化，尽管该氧化可能没有完全延伸通过硅层。氧化操作215可通过将硅层320的一部分转换成氧化硅来产生牺牲氧化物322。氧化操作215可氧化硅层320的一部分，同时至少部分地维持硅层320的一部分与半导体基板305接触。例如，可执行受控的氧化以限制通过含硅层的氧化的扩展。操作215可包括使用蒸气的基于热的反应(诸如原位蒸气产生处理)，由此与常规的热技术相比，氧化以较低的速率发生。此外，氧化可一起利用氢和氧作为热氧化处理，以及另外的前驱物。例如，在一些实施方式中，可使用含氧前驱物，诸如含氮和氧前驱物。例如，可使用一氧化二氮或一些其他的含氮和氧前驱物，及/或另外的前驱物(诸如氢，例如)以氧化含硅材料的一部分。[0034]氮可充当氧的载体并且可不成为界面或基板的一部分。处理也可缓慢地进行，这可产生更可控的氧化，并且可被控制为沿着基板305的表面维持特定的硅厚度。在形成牺牲氧化物之后，可发生许多其他制造操作，包括形成虚拟多晶硅掩模，接着在基板上形成虚拟栅极。在执行处理之后，可发生栅极氧化物形成处理。[0035]可在操作220处执行一个或多个移除操作，以移除覆盖在维持的硅320上的牺牲氧化物。如图3e所示，维持的硅的特征可在于足以维持在硅锗基板材料上的覆盖率的厚度。例如，在一些实施方式中，硅层320可维持在小于或约5nm，并且可维持在小于或约4nm、小于或约3nm，小于或约2nm、小于或约1nm、小于或约或更小。移除操作可包括选择性蚀刻，诸如氧化物选择性蚀刻。在一些实施方式中，可诸如使用含氟前驱物和含氢前驱物执行等离子体蚀刻处理。移除操作可包括上述的任何操作，诸如通过利用三氟化氮和氨等离子体蚀刻，其还可包括附加的热处置或升华操作。在一些实施方式中，还可使用附加或替代的含氟和氢前驱物。通过在操作220处执行氧化物选择蚀刻处理，可维持或基本维持硅的下层部分。[0036]在暴露了硅帽材料之后，可执行第二氧化操作以氧化覆盖在硅锗鳍上的材料的剩余硅层。在操作225处，可执行先前的氧化操作的任一种以产生如图3f所示的含氧材料324，诸如氧化硅。在一些实施方式中，可将剩余的硅材料完全转换为氧化硅，并且可不保留任何残留的硅层。在一些实施方式中，如上所述，氧化可利用一氧化二氮和氢。这可严格地控制氧化以基本上受限于硅材料，同时限制或防止过度氧化到硅锗材料中。如上所述，这种热氧化处理可提供许多益处。例如，不同于湿式氧化，例如，本氧化可产生高质量的氧化物，其可限制锗的扩散。[0037]另外，一些常规的氧化处理(包括湿式和干式氧化处理)可能会过度氧化到硅锗中，这可能产生氧化锗材料。与氧化硅相比，氧化锗的特征可在于键合的稳定性较差，且因此，后续操作可能会破坏氧化锗键。这可能会损坏形成的氧化物，或降低材料之间的界面质量，这可能限制晶体管效率或损坏装置。形成高质量的氧化物也可在以后的操作中有益地保护结构。例如，可通过附加的制造操作来进一步降低产生密度较小的氧化物的常规处理。如将在下面解释的，可执行附加的高k介电操作以及随后的制造，其可包括高温处理。例如，在制造中的某个时刻，可在高达1000℃下执行快速退火。对于质量较低或密度较小的氧化物而言，由于更多孔的氧化物结构，这可能会促进额外的锗扩散。根据本技术的一些实施方式的更致密的热氧化物处理可防止在随后的制造操作期间扩散。通过维持根据本技术的实施方式的氧化的控制，可以上述的任何减小的厚度来提供具有特定深度的高质量氧化物材料。[0038]所形成的含氧材料可为高质量且高度有序的，意味着无缺陷或基本上无缺陷的晶体结构。这可提供可防止其他材料接近沟道区域的界面，从而防止泄漏。所得的含氧材料324可包括二氧化硅。形成的含氧材料324可具有高达或约的厚度，并且可具有大于或约大于或约大于或约大于或约大于或约大于或约或更大的厚度。[0039]方法200在任选的操作230中可包括将预处置的前驱物输送到基板。预处置的前驱物可为或包括含氮前驱物或含氧前驱物。前驱物可接触基板并且可在基板的暴露表面上形成或引入反应性配体，其在图3g中显示为配体325。与常规技术不同，本技术可利用配置为在随后的操作中产生高k介电材料的有序生长的预处置。[0040]预处置前驱物可为或包括任何含氮或含氧前驱物。含氧前驱物的特征可为羟基[-oh]，其可结合在基板含氧材料324的表面上。含氮前驱物的特征可为胺基[-nh2]或其他含氮基团。例如，含氮前驱物可为或包括含氮和氢前驱物，诸如氨作为一个非限制性示例，或含氮和氧前驱物，或包括氮的任何其他前驱物。[0041]在一些实施方式中，表面末端可为或包括羟基或胺基封端的表面。方法200可接着在操作235处包括形成覆盖含氧材料的高k介电材料。本技术可涵盖高k材料的任何形成或沉积，尽管在一些实施方式中，形成操作235可为或包括原子层沉积，其可利用任何数量的原子层沉积腔室。形成可在对基板或含氧材料表面进行预处置之后直接执行，且若执行的话，可在与预处置相同的腔室中执行，或在其他腔室中执行，诸如并入在相同系统(诸如系统100)上的另一腔室。在一些实施方式中，在基板从预处置腔室传送到沉积或形成腔室的同时可维持真空条件，这可限制基板暴露于空气。[0042]在执行原子层沉积处理以形成高k介电材料的情况下，可将含金属前驱物输送至基板，以与预处置的表面反应。例如，可将含过渡金属前驱物、含贫金属前驱物或含镧系金属前驱物输送至处理腔室，以与从预处置中暴露在基板上的反应性配体相互作用。可接着在第二操作中输送含氧前驱物，诸如在净化含金属前驱物之后。这可通过原子层沉积来产生氧化物层，诸如图3h所示的层330a。在一个非限制性示例中，可在第一操作中输送含铪前驱物，并且可在第二操作中输送氧化剂，以生产氧化铪膜。附加的含金属前驱物可包括用于生产含锆材料的含锆前驱物，以及任何其他数量的用于生产附加的金属氧化物结构的含金属前驱物。对于含铪前驱物而言，并且类似地对于任何替代金属而言，前驱物可为或包括其中结合有铪的任何含卤素前驱物、含氧前驱物、含氢前驱物或含碳前驱物。[0043]对于氧化剂而言，可使用可与含金属材料反应的任何含氧前驱物。例如，含氧前驱物可为或包括水、双原子氧、臭氧、含羟基前驱物或醇、含氮和氧前驱物、包括局部或远程增强的氧的等离子体增强的氧，或包括可与金属(诸如铪)结合的氧的任何其他材料，以产生覆盖基板的金属氧化物材料层。再次，以上提到的任何含金属材料可在本技术的实施方式中使用，并且可包括任何族的金属，其可包括(但不限于)铪、锆、硅、镧、铝、钛、锶或这些材料的组合，诸如(例如)硅酸铪。[0044]当执行根据本技术的实施方式的预处置时，可以有序的方式形成或沉积含金属材料的结构，以产生更均匀的晶粒结构。这可通过在更结构化的表面材料(诸如通过本技术的实施方式产生的更高质量的硅或氧化硅)上形成预处置前驱物的反应性配体来产生。另外，通过在某些条件下执行预处置，可提供其他改进。[0045]预处置可在配置为活化前驱物和/或基板的表面的温度下执行。例如，在可将含氮和氢前驱物用作预处置前驱物的情况下，可在输送前驱物的同时将基板维持在大于或约300℃的温度下。类似地，也可在维持基板温度大于或约300℃的同时，用含氧前驱物执行预处置。对于任何预处置操作，基板也可维持在大于或约400℃、大于或约500℃、大于或约600℃、大于或约700℃、大于或约800℃，或更高的温度。当用于预处置的温度降低到低于或约500℃时，有效性可能降低。类似地，随着温度升高到高于或约700℃，成核可能不会得到改善，并且多余的前驱物可能会掺入表面，这可能会降低装置的迁移率(mobility)。因此，在一些实施方式中，在预处置期间温度可维持在约500℃和约700℃之间。[0046]相似的温度范围可能影响一个或两个氧化操作的操作，这可小心地控制第一氧化中所维持的硅帽材料的量，并且可限制第二氧化中的过度氧化。为了控制氧气缓慢地进入硅材料，可将温度维持在小于或约900℃，并且可维持在小于或约850℃、小于或约800℃、小于或约750℃、小于或约700℃、小于或约650℃、小于或约600℃，或更低。[0047]类似地，暴露时间可影响含氮前驱物的掺入量，且因此为了限制所生产装置的迁移率损失，前驱物暴露可小于或约3分钟，并且在一些实施方式中，暴露时间可为小于或约2.5分钟、小于或约2分钟、小于或约1.5分钟、小于或约1分钟、小于或约45秒、小于或约30秒、小于或约15秒或更小。一旦掺入适当量的胺基之后，就可执行形成。形成(包括原子层形成)可在任何温度下执行，尽管在一些实施方式中，可在低于或约执行预处置的温度下执行原子层沉积，而不管操作是否在相同或不同的腔室中执行。例如，原子层沉积可在相对于预处置温度的第二温度下执行，并且在实施方式中，形成温度可小于或约500℃，并且可小于或约450℃、小于或约400℃、小于或约350℃、小于或约300℃、小于或约250℃，或更低。[0048]在高k材料层已经形成或沉积之后，可执行一个或多个后处置。在一些实施方式中，在任选操作240处，可将基板从沉积腔室传送到另一腔室或一组腔室，以对材料进行后处置。类似于以上说明的，传送可在具有多个腔室的单个处理系统上进行，且因此可在维持真空条件的同时，从这些腔室传送或在这些腔室之间进行传送。方法200可接着包括如任选操作245所指出的一个或多个附加的后处置操作。后处置操作可包括在一个或多个腔室中执行的一个或多个操作，一个或多个腔室包括相同群集工具上的多个腔室。后处置操作可包括氧化、氮化和/或热退火。[0049]如上所述，可执行预处置操作以提供足够的末端部分以提供前述的均匀生长，同时限制过量的前驱物与基板结合。例如，结合的氮界面可能降低所产生的晶体管的迁移率，或降低载流子可多快移动通过结构。尽管上述预处置可进一步改善高k膜的缩放比例，但是若不加以控制，则预处置实际上可能会降低装置的迁移率。然而，在一些实施方式中，一个后处置可包括相对于可在预处置操作中使用的第一含氧前驱物，用第二含氧前驱物氧化形成的高k材料。[0050]例如，可利用上述任何一种含氧前驱物执行氧化操作，以在形成之后进一步氧化膜。高k膜的沉积或形成可产生多孔膜或结构中包括空位的膜。通过执行氧化操作，氧物种可渗透到如层330b所示的膜填充空位中，并在高k材料的界面(诸如任选层320)处产生氧化物材料，若在上述先前操作中未形成的话。这可改善来自胺端基的下面的界面，这可提高装置的迁移率性能。为了限制下面的氧化物层厚度的过度增加，可在有限的时间段内执行氧化操作，并且可在任何先前提到的时间范围内执行氧化操作。[0051]后处置操作可另外包括当使用时相对于预处置的含氮前驱物进一步使基板与第二含氮前驱物接触。第二含氮前驱物可包括上述的任何含氮前驱物，并且可包括氮气以及其他地方提到的任何含氮前驱物。第二含氮前驱物可包括等离子体活化或增强的含氮前驱物、热活化氮或一些其他的氮前驱物，其可允许氮自由基或氮原子掺入高k结构内，这可稳定膜或使膜沉降至平衡状态。与氧化操作不同，氮化可不增加下层(诸如氧化硅)的厚度，并且还可稍微增加所产生的膜的k值。[0052]为了维持结构和电性质，可控制氮的掺入以限制膜中的掺入。在一些实施方式中，后处置氮化可在高k膜的表面区域处掺入少于或约20原子％的氮，并且可掺入少于或约15原子％的氮、少于或约10原子％的氮、少于或约8原子％的氮、少于或约6原子％的氮、少于或约4原子％的氮、少于或约2原子％的氮，或更少。在一些实施方式中，约3原子％和约7原子％之间的掺入可比较高的氮掺入维持较高的k值，并且可比较低的氮掺入更好地稳定膜。表面区域可为指材料的暴露表面，尽管氮的掺入可延伸到膜内的任何距离，并且可为一致的，或者穿过材料形成减小梯度。[0053]后处置氧化或氮化可在先前提到的任何温度下执行，尽管在一些实施方式中，后处置氧化和/或氮化可在低于或约500℃的温度范围下执行，并且可在低于或约400℃、低于或约300℃、低于或约200℃、低于或约100℃，或更低的温度范围下执行，取决于根据所执行的操作。[0054]可在任何操作(包括任何所述的后处置操作)之后执行后处置退火。后处置退火可在其中执行先前操作的任何腔室中执行，或者可关于传送到不同的腔室，诸如配置为执行快速热退火处理的腔室，例如。再次，腔室可如其他腔室般并入在相同平台上，这可允许在在各腔室之间传送同时维持真空条件。后处置退火可进一步使膜接合对准并进一步稳定膜。在实施方式中，后处置退火可在一些实施方式中在高于沉积或氧化温度的温度下执行。例如，后处置退火可在高于或约400℃的温度下执行，并且在实施方式中可在高于或约500℃、高于或约600℃、高于或约700℃、高于或约800℃、高于或约900℃，或更高的温度下执行。[0055]通过执行根据本技术的实施方式的预处置、氧化和/或后处置，可生产改进的高k材料和半导体结构。高k材料层可被生产到包括直至或约几纳米的任何厚度。然而，由于通过本技术产生的优选的晶粒结构，可产生更薄的有效氧化物厚度而不会损失栅极泄漏性能。根据本技术生产的高k材料的特征可在于k值大于或约10，并且特征可在于k值大于或约15、大于或约20、大于或约21、大于或约22、大于或约23、大于或约24、大于或约25，或更大。[0056]与常规技术相比，本技术还允许改善的介电常数。另外，因为产生的晶粒结构，与该膜相关的栅极漏电流可小于或约为类似厚度的氧化硅膜的栅极漏电流的十分之一，并且栅极漏电流可小于或约为类似厚度的氧化硅膜的栅极漏电流的百分之一、小于或约为类似厚度的氧化硅膜的千分之一、小于或约为类似厚度的氧化硅膜的1/5,000、小于或约为类似厚度的氧化硅膜的1/10,000、小于或约为类似厚度的氧化硅膜的1/20,000、小于或约为类似厚度的氧化硅膜的1/50,000、小于或约为类似厚度的氧化硅膜的1/100,000，或更少。通过生产根据本技术的实施方式的膜，可生产具有有益形态的成形膜，与常规技术相比，其可增强膜的电特性。[0057]在先前的描述中，出于解释的目的，已经阐述了许多细节以便提供对本技术的各种实施方式的理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可在没有这些细节的一些或具有其他细节的情况下实施某些实施方式。[0058]已经公开了几个实施方式，本领域技术人员将认识到，在不背离实施方式的精神的情况下，可使用各种修改、替代构造和等效组件。另外，为了避免不必要地混淆本技术，没有描述许多公知的处理和元件。因此，以上描述不应被视为限制本技术的范围。[0059]在提供值的范围的情况下，应理解的是，除非上下文另外明确指出，否则在那个范围的上限和下限之间的每个中间值(至下限单位的最小分数)也被具体地公开内容。涵盖了在宣称范围中的任何宣称值或未宣称中间值与那个宣称范围中的任何其他宣称或中间值之间的任何较窄范围。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在该范围中，并且在该宣称范围中任何明确排除的限制下，在较小范围中上下限的任一者、两者皆无或两者的每个范围也涵盖在本技术内。在宣称范围包括上下限的一个或两个的情况下，还包括了排除那些包括的上下限的任一个或两个的范围。[0060]如于此和附随的权利要求中所使用的，单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数引用，除非上下文另外明确指出。因此，例如，对“一层”的引用包括多个这样的层，而对“该前驱物”的引用包括对一个或多个前驱物及本领域技术人员已知的等效组件的引用，等等。[0061]此外，当在这份说明书和以下的权利要求中使用时，词语“包含(comprise(s))”、“包含(comprising)”、“含有(contain(s))”、“含有(containing)”、“包括(include(s))”和“包括(including)”旨在指定所宣称的特征、整数、部件或操作的存在，但是它们不排除一个或多个其他特征、整数、部件、操作、动作或组的存在或增加。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!