(57)【要約】  ケイ素化合物膜を形成する方法が開示される。ケイ素表面に金属含有膜を選択的に堆積させ、これをさらに処理してケイ素化合物膜を形成する方法が開示される。本開示の特定の実施形態は、誘電体上に金属層を形成せずに、ＦｉｎＦＥＴ構造上にケイ素化合物膜を形成することに関する。【選択図】図１
2021507520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的堆積方法であって、
第１の半導体表面と第２の誘電体表面とを備えた基板を提供すること；
基板をブロッキング化合物に曝して、第１の表面に対して第２の表面にブロッキング層を選択的に形成すること；
基板をチタン前駆体に曝して、第２の表面に対して第１の表面にＴｉ含有層を選択的に堆積させること；及び
基板を加熱して、チタン及びケイ素を含む修飾された第１の表面を形成すること
を含む方法。
【請求項２】
基板がｆｉｎＦＥＴ構造を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｆｉｎＦＥＴ構造が、ケイ素表面を含む、ソース端子及びドレイン端子を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ブロッキング化合物が一般式Ｒ３Ｓｉ−Ｘのブロッキング剤を含み、式中、各Ｒは独立してＣ１−Ｃ４アルキルであり、Ｘは任意の脱離基である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ブロッキング剤が本質的に式Ｉの化合物からなる、請求項４に記載の方法：
2021507520.tif 000004
【請求項６】
基板が約２５０℃から約４５０℃の範囲の温度でブロッキング化合物に曝される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
チタン前駆体が少なくとも１つのハロゲン配位子を含む種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
チタン前駆体が少なくとも１つのアミン配位子を含む種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
アミン配位子が一般式−ＮＲ２のものであり、各Ｒが、Ｈ、Ｃ１−Ｃ４アルキル基、又はトリメチルシリル基から独立して選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
チタン前駆体が、本質的にテトラキス（エチルメチルアミド）チタンからなる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
チタン前駆体が、少なくとも１つのオキソ配位子を含む種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
基板をチタン前駆体に曝すことが、基板を反応物に別々に曝すことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
基板をプラズマに曝すことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
Ｔｉ含有層がチタン合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
修飾された第１の表面が本質的にＴｉＳｉ２からなる、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、ケイ素化合物膜を形成する方法に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、ケイ素表面に膜を選択的に堆積させ、さらに処理して、ケイ素化合物膜を形成する方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ＦｉｎＦＥＴとしても知られるフィン電界効果トランジスタは、最新のプロセッサの設計に用いられる非平面又は３次元のトランジスタの一種である。以前の平面設計と同様に、それは、通常、ＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）基板上に構築される。しかしながら、ＦｉｎＦＥＴの設計では、絶縁体のレベルより上にある導電チャネルも使用し、ゲート電極と呼ばれるフィンのような形状の薄いシリコンベースの構造を生成する。このフィン型電極は、複数のゲートが単一のトランジスタ上で動作することができるようにする。ＦｉｎＦＥＴデバイスはまた、主流のＣＭＯＳ技術よりもかなり速いスイッチング時間及び高い電流密度も有している。
【０００３】
新しいＦｉｎＦＥＴ設計が継続的に必要とされている。具体的には、設計オプションの拡張セットを可能にする新しい材料及び表面組成物が必要とされている。選択的堆積は、選択した表面への膜の堆積を可能にし、統合スキームを簡素化する可能性を有していることから、有望であることが示されている。
【０００４】
材料の選択的堆積は、さまざまな方法で行うことができる。例えば、一部のプロセスでは、表面化学に基づき、表面に固有の選択性を有することができる。これらのプロセスはかなり稀であり、通常、金属及び誘電体など、表面エネルギーが大きく異なる表面を有することを必要とする。ＦｉｎＦＥＴ及び表面が類似している他の事例（例えば、ＳｉＯ２とＳｉＮ）では、一方の表面は選択的に反応し、他方の表面は反応せず、後続の堆積プロセス中に表面反応を効果的にブロックする表面処理を採用することによって、表面を選択的にブロックすることを必要とする。さらに、幾つかの堆積前駆体は現在の技術では効果的にブロックされない。
【０００５】
したがって、他の表面に膜を選択的に堆積させる一方で、ある特定の表面での堆積を抑制する方法及び材料が当技術分野で継続的に必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の１つ以上の実施形態は、第１の半導体表面と第２の誘電体表面とを備えた基板を提供することを含む、基板の処理方法を対象とする。基板は、ブロッキング化合物に曝されて、第１の表面に対して第２の表面にブロッキング層を選択的に形成する。基板は、チタン前駆体に曝されて、第２の表面に対して第１の表面にＴｉ含有層を選択的に堆積させる。基板は加熱されて、チタン及びケイ素を含む修飾された第１の表面を形成する。
【０００７】
本開示の追加の実施形態は、第１の半導体表面と第２の誘電体表面とを備えた基板を提供することを含む、基板の処理方法を対象とする。基板は、ブロッキング化合物に曝されて、第２の表面にブロッキング層を選択的に形成する。基板は、チタン前駆体に曝されて、第２の表面に対して第１の表面にＴｉ含有層を選択的に堆積させる。基板は、ゲルマニウム前駆体に曝されて、第２の表面に対して第１の表面にＧｅ含有層を選択的に堆積させる。基板は、加熱されて、チタン、ゲルマニウム、及びケイ素を含む修飾された第１の表面を形成する。
【０００８】
本開示のさらなる実施形態は、第１のケイ素表面と第２の酸化ケイ素表面とを備えた基板を提供することを含む、基板の処理方法を対象とする。基板は、ブロッキング化合物に曝されて、第２の表面にブロッキング層を選択的に形成する。基板は、チタン前駆体に曝されて、第２の表面に対して第１の表面にＴｉ含有層を選択的に堆積させる。基板は、ケイ素前駆体に曝されて、第２の表面に対して第１の表面にＳｉ含有層を選択的に堆積させる。基板は、加熱されて、本質的にＴｉＳｉ２からなる修飾された第１の表面を形成する。
【０００９】
本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、その一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照することによって、上に簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が得られる。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを例示するものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態をも許容しうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の１つ以上の実施形態による選択的堆積プロセスを示す図である。
【図２】本開示の１つ以上の実施形態による、半導体表面へのチタン含有層の選択的堆積のための例示的なプロセスシーケンスを示す図である。
【００１１】
添付の図面において、類似の構成要素及び／又は特徴は、同一の参照符号を有しうる。さらには、同タイプのさまざまな構成要素は、ダッシュ、及び、類似の構成要素同士を区別する第２符号により、参照符号に従うことによって区別されうる。本明細書において第１参照符号のみが使用される場合、その説明は、第２参照符号に関わりなく、同じ第１参照符号を有する類似の構成要素のうちの任意の１つに適用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の幾つかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示が、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態も可能であり、さまざまな方法で実施又は実行することができる。
【００１３】
本開示の実施形態は、半導体表面上にはＴｉＳｉ膜を形成するが、誘電体表面には形成しない、基板を処理する方法を提供する。さまざまな実施形態のプロセスは、選択的堆積を使用して基板の一部に膜を形成し、これをさらに処理する。
【００１４】
本明細書で用いられる場合、「基板表面」とは、基板の任意の部分、又は膜処理が実行される基板上に形成された材料表面の一部を指す。例えば、処理を実行することができる基板表面には、用途に応じて、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイア、並びに、金属、金属窒化物、金属合金、及び他の導電性材料などの任意の他の材料が含まれる。基板には、半導体ウエハが含まれるが、これに限定されない。基板は、基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール、ＵＶ硬化、電子ビーム硬化、及び／又はベークするための前処理プロセスに曝されてもよい。基板自体の表面での直接的な膜処理に加えて、本発明では、開示された膜処理工程のいずれかを、以下により詳細に開示されるように基板上に形成された下層に対して行うこともでき、「基板表面」という用語は、文脈が示すように、このような下層を含むことが意図されている。したがって、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面に堆積されている場合には、新たに堆積される膜／層の露出面が基板表面となる。基板は、直径２００ｍｍ又は３００ｍｍのウエハ、並びに、長方形又は正方形のペインなど、さまざまな寸法を有しうる。幾つかの実施形態では、基板は剛性の離散材料を含む。
【００１５】
本明細書で用いられる場合、「原子層堆積」とは、基板表面に材料の層を堆積させるための２つ以上の堆積ガスの基板への連続的な曝露を指す。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「反応性化合物」、「反応性ガス」、「反応性種」、「前駆体」、「プロセスガス」、「堆積ガス」などの用語は、化学反応（例えば、置換、脱離、付加、酸化、還元）において基板表面又は基板表面上の材料と反応することができる種を有する物質を意味するために交換可能に用いられる。基板又は基板の一部は、処理チャンバの反応ゾーンに導入される２つ以上の反応性化合物に順次、曝される。時間領域プロセスでは、各反応性化合物への曝露は時間遅延によって分離され、各化合物が基板表面と反応し、次に処理チャンバからパージされることを可能にする。空間プロセスでは、基板上の任意の所与の点が実質的に同時に一より多い反応性化合物に曝されないように、基板表面の異なる部分又は基板表面上の材料が２つ以上の反応性化合物に同時に曝される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、この点に関して用いられる「実質的に」という用語は、当業者に理解されるように、基板の小さい部分が拡散によって同時に複数の反応性ガスに曝される可能性があるが、同時の曝露は意図されていないことを意味する。
【００１６】
時間領域プロセスの一態様では、第１の反応性ガス（すなわち、第１の前駆体又は化合物Ａ）が反応ゾーンにパルスされ、その後に第１の時間遅延が続く。次に、第２の前駆体又は化合物Ｂが反応ゾーンにパルスされ、その後に第２の遅延が続く。各時間遅延の間に、アルゴンなどのパージガスが処理チャンバ内に導入されて、反応ゾーンをパージするか、あるいは他の方法で任意の残留反応性化合物又は反応副産物を反応ゾーンから除去する。あるいは、反応性化合物のパルス間の時間遅延中にパージガスのみが流れるように、パージガスを堆積プロセス全体にわたって連続的に流すことができる。あるいは、反応性化合物は、所望の分子層又は層厚が基板表面に形成されるまでパルスされる。いずれのシナリオでも、化合物Ａ、パージガス、化合物Ｂ、及びパージガスをパルスするプロセスが１サイクルである。サイクルは、化合物Ａ又は化合物Ｂのいずれかで開始することができ、所定の厚さの膜が達成されるまで、サイクルのそれぞれの順序を継続することができる。
【００１７】
空間プロセスの実施形態では、第１の反応性ガス及び第２の反応性ガスが反応ゾーンに同時に送給されるが、不活性ガスカーテン及び／又は真空カーテンによって分離される。基板は、基板上の任意の所与の点が、同時にではないが、第１の反応性ガス及び第２の反応性ガスに曝されるように、ガス送給装置に対して移動する。
【００１８】
本開示の１つ以上の実施形態は、誘電体表面（例えば酸化ケイ素）上には実質的に堆積させずに、半導体表面（例えばケイ素）上に膜を選択的に堆積させることを含む、基板を処理する方法を有利に提供する。幾つかの実施形態では、選択的堆積は、有利には、誘電体表面と選択的に反応してブロックされた表面を形成するブロッキング化合物を利用する選択表面ブロックステップを組み合わせることによって達成される。堆積は、ブロックされないままの他の基板表面で進行する。
【００１９】
本開示の１つ以上の実施形態の一般的な表面機構は、誘電体表面をブロックし、その後、半導体表面にこれらの膜を堆積する一方で、誘電体表面の膜の堆積を停止又は最小化するように行われうる。特定の動作理論に縛られるわけではないが、本明細書に記載の前駆体と共に使用される場合、本明細書に記載のブロッキング化合物は、前駆体と誘電体表面との反応を防ぐと考えられる。
【００２０】
幾つかの実施形態では、誘電体表面基は、−Ｈ終端ではなく−ＯＨ終端との反応性を有するブロッキング分子と反応することができる。これらの分子は、溶液形態又はそのままの形態で、気相送達を介して基板に導入することができる。選択的表面ブロッキングの後、ＡＬＤ又はＣＶＤプロセスを使用して、半導体表面に選択的に膜を成長させることができる。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、本開示の１つ以上の実施形態は、基板を処理する方法２００を対象とする。本方法は、第１の材料２０と第２の材料３０とを含む基板を提供することを含む。この態様で用いられる場合、「基板を提供する」という用語は、基板が、処理するための位置（例えば、処理チャンバ内）に配置されることを意味する。幾つかの実施形態では、第１の材料２０は半導体を含み、第１の材料２０は半導体表面２５を有する。幾つかの実施形態では、第２の材料３０は誘電体を含み、第２の材料３０は誘電体表面３５を有する。これに関して、半導体表面２５は、第１の半導体表面と呼ばれることがある。同様に、誘電体表面３５は、第２の誘電体表面と呼ばれることがある。本開示は、複数の誘電体表面を必要とするものと理解されるべきではない。
【００２２】
第１の材料２０は、任意の適切な半導体材料でありうる。幾つかの実施形態では、第１の材料２０は、本質的にケイ素からなる。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、記載された組成物「から本質的になる」材料は、材料の約９５％以上、９８％以上、又は９９％以上が、記載された組成物であることを意味する。
【００２３】
第２の材料３０は、任意の適切な誘電体材料でありうる。幾つかの実施形態では、第２の材料３０は酸化ケイ素を含む。幾つかの実施形態では、第２の材料３０は、本質的にＳｉＯ２からなる。これに関して用いられる場合、酸化ケイ素は、ケイ素及び酸素を含む、任意の適切な材料である。幾つかの実施形態では、第２の表面３５は、本質的にケイ素及び酸素からなる。幾つかの実施形態では、第２の表面３５の材料は、化学量論的酸化ケイ素である。幾つかの実施形態では、第２の表面３５におけるケイ素の酸素に対する比は、約１：２である。幾つかの実施形態では、ケイ素の酸素原子に対する比は、非化学量論比である。幾つかの実施形態では、第２の表面３５におけるケイ素の酸素に対する比は、１：２未満である。幾つかの実施形態では、第２の表面３５におけるケイ素の酸素に対する比は、１：２超である。
【００２４】
図１は、本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、基板上に形成された３次元（３Ｄ）構造を有する基板１０の概略的な断面図を示している。幾つかの実施形態では、基板１０は、基材層から延びる３Ｄ構造を含む。幾つかの実施形態では、基材層は、酸化物、窒化物などの誘電体材料でありうる。例えば、基板１０は、シリコン・オン・インシュレータ基板でありうる。本明細書に記載される実施形態は、一般に、３００ｍｍの円形基板を基準にして行われるが、しかしながら、さまざまな他の基板寸法が本明細書に記載される実施形態から利益を得ることができると考えられる。
【００２５】
基板の３Ｄ構造は、さまざまなパターン化及びエッチングプロセスによって基材層上に形成されうる。幾つかの実施形態では、３Ｄ構造は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）トランジスタのフィン型電界効果トランジスタ（ＦｉｎＦＥＴ）としての実装に適した寸法で形成することができるが、しかしながら、他のトランジスタタイプ、基板の特徴、及び特徴のない基板表面もまた、本明細書に記載される実施形態の恩恵を受ける可能性がある。幾つかの実施形態では、３Ｄ構造は、現在のテクノロジー・ノード及び先端技術ノード、例えば１０ｎｍ未満のノードなどでの利用に適している場合があり、それに相応しい寸法を有しうる。
【００２６】
３Ｄ構造は、基材層と同じ材料であっても、基材層とは異なる材料であってもよい（図１を参照）。幾つかの実施形態では、３Ｄ構造はケイ素から形成されうる。幾つかの実施形態では、３Ｄ構造は基材層から延び、トレンチによって隔てられている。
【００２７】
２０２では、第１の表面２５及び第２の表面３５を備えた基板１０が、ブロッキング化合物に曝される。ブロッキング化合物は、第２の表面３５とは反応することができるが、第１の表面２５とは反応することができない任意の適切な化合物でありうる。ブロッキング化合物は、第２の表面３５と反応して、第２の表面３５にブロッキング層４０を形成する。
【００２８】
幾つかの実施形態では、ブロッキング化合物は、一般式Ｒ３Ｓｉ−Ｘの化合物を含み、式中、各Ｒは独立してＣ１−Ｃ４アルキルであり、Ｘは脱離基である。これに関して用いられる場合、Ｃ１−Ｃ４アルキルとは、１〜４個の炭素原子を有する飽和炭素鎖を意味する。幾つかの実施形態では、これらの炭素鎖は直線的である。幾つかの実施形態では、これらの炭素鎖は分岐している。幾つかの実施形態では、各Ｒはメチルである。幾つかの実施形態では、Ｘは、ハロゲン化物、アジド、アミノ、ヒドラジド、シアン化物、又はイソシアネート基から選択される。
【００２９】
幾つかの実施形態では、Ｘは、直鎖Ｃ１−６アルキル又は分岐Ｃ１−４アルキル基を有する第一級、第二級、又は第三級アミンを含む。幾つかの実施形態では、Ｘは、最大で６員環までの環状アミンである。幾つかの実施形態では、Ｘは、環状ピロリル基（−Ｎ（ＣＨ２）４）を含む。幾つかの実施形態では、Ｘは、環状ピロリジン基（−Ｎ（ＣＨ）４）を含む。幾つかの実施形態では、ブロッキング化合物は、トリメチルシリルピロリジン（ＣＨ３）３ＳｉＮ（ＣＨ２）４を含む。幾つかの実施形態では、ブロッキング化合物は、本質的に、トリメチルシリルピロリジンからなる。トリメチルシリルピロリジンは、下記式Ｉの化合物である：
2021507520.tif 000003
【００３０】
この態様で用いられる場合、「本質的〜からになる」という用語は、ブロッキング化合物の反応成分（不活性、希釈剤、又は担体種を含まない）が、モルベースで、上記の種の約９５％以上、９８％以上、又は９９％以上であることを意味する。
【００３１】
ブロッキング層は、任意の適切な温度で形成することができる。幾つかの実施形態では、基板は、約２００℃から約５００℃の範囲、約２５０℃から約４５０℃の範囲、約２５０℃から約４００℃の範囲、又は約３００℃から約４５０℃の範囲の温度で維持される。幾つかの実施形態では、基板は、約４５０℃以下、約４００℃以下、約３７５℃以下、約３５０℃以下、約３００℃以下、又は約２５０℃以下の温度で維持される。幾つかの実施形態では、基板は、約２００℃以上、約２２５℃以上、約２５０℃以上、約３００℃以上、又は約３５０℃以上の温度で維持される。
【００３２】
２０４では、ブロッキング層４０の形成後に、第１の表面２５上への金属層５０の選択的堆積を実行することができる。金属層５０は、当業者に知られている任意の適切な堆積技術によって堆積させることができる。適切な技術には、化学蒸着、原子層蒸着、又は物理蒸着が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、金属層５０はチタンを含み、金属層５０は原子層堆積によって堆積される。
【００３３】
以下の説明は、基板１０上に金属層を堆積するための一般的なプロセスを開示する。幾つかの実施形態では、金属はチタンであり、金属層はチタン含有層５０である。幾つかの実施形態では、金属層は、チタンと合金化した追加の金属をさらに含む。
【００３４】
幾つかの実施形態では、ゲルマニウムがチタンと合金化される。幾つかの実施形態では、ゲルマニウムはチタンとは別に堆積され、二層膜を形成する。
【００３５】
第１の表面２５とブロッキング層４０とを備えた基板１０は、金属前駆体に曝される。幾つかの実施形態では、金属前駆体が第１の表面２５に化学吸着して、第１の表面２５に金属種の層を堆積させる。これらの実施形態では、第１の表面２５上の金属種の層は、試薬と反応して金属膜を形成する。幾つかの実施形態では、金属前駆体及び試薬は同時に基板１０に曝され、反応して第１の表面２５上に金属膜を形成する。幾つかの実施形態では、金属前駆体及び試薬はそれぞれ別々に基板１０に曝される。幾つかの実施形態では、金属前駆体及び試薬は、同時に基板１０に曝される。幾つかの実施形態は、時間領域ＡＬＤプロセスを介して金属膜５０を堆積させる。幾つかの実施形態は、空間的ＡＬＤプロセスを介して金属膜５０を堆積させる。
【００３６】
金属膜は、金属含有材料を説明するために用いられる一般的な用語である。幾つかの実施形態では、金属膜は純粋な金属膜である。これに関して用いられる場合、「純粋な金属膜」とは、金属原子が、水素を除く原子ベースで、金属膜の約９８％以上、９９％以上、又は９９．５％以上であることを意味する。幾つかの実施形態では、金属膜は他の原子を含む。幾つかの実施形態では、金属膜は、酸素、窒素、炭素、ケイ素、ホウ素、又はゲルマニウムのうちの１つ以上を含む。
【００３７】
金属前駆体は、試薬と反応して金属膜５０を形成することができる、任意の適切な化合物でありうる。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、少なくとも１つのアミン配位子を含む。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、式Ｍ（ＮＲ’２）ａの化合物を含み、式中、各Ｒ’は独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ４アルキル、又はトリメチルシリルであり、ａは１以上である。これに関して用いられる場合、Ｃ１−Ｃ４アルキルとは、１〜４個の炭素原子を有する、飽和した炭素鎖を意味する。幾つかの実施形態では、これらの炭素鎖は直線的である。幾つかの実施形態では、これらの炭素鎖は分岐している。
【００３８】
幾つかの実施形態では、Ｒ’は本質的にエチル基からなる。幾つかの実施形態では、Ｒ’は本質的にメチル基からなる。幾つかの実施形態では、単一のリガンド内のＲ’基は同一である（例えば、Ｎ（ＣＨ３）２）。幾つかの実施形態では、単一のリガンド内のＲ’基は異なっている（例えば、Ｎ（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ５））。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、本質的にテトラキス（エチルメチルアミド）チタンからなる。この態様で用いられる場合、「本質的に〜からなる」という用語は、金属前駆体の反応成分（不活性、希釈剤、又は担体種を含まない）が、モルベースで、上記の種の約９５％以上、９８％以上、又は９９％以上であることを意味する。
【００３９】
幾つかの実施形態では、金属前駆体は、少なくとも１つのハロゲン配位子を含む。幾つかの実施形態では、金属前駆体は金属ハロゲン化物を含まない。幾つかの実施形態では、膜はチタンを含み、金属前駆体はＴｉＣｌ４を含まない。
【００４０】
幾つかの実施形態では、金属前駆体は、少なくとも１つのオキソ配位子を含む。幾つかの実施形態では、オキソ配位子は一般式−ＯＲ＊のものであり、式中、Ｒ＊はＣ１−Ｃ８アルキル基である。幾つかの実施形態では、少なくとも１つのオキソ配位子は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｔ−ブトキシ、及びエチルヘキシルオキシからなる群より選択される。
【００４１】
金属前駆体の金属は、任意の適切な金属でありうる。幾つかの実施形態では、金属前駆体の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、又はＴａから選択される。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、本質的にＴｉを含む化合物からなる。これに関して、金属前駆体はチタン前駆体と呼ばれることがある。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、本質的にＺｒを含む化合物からなる。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、本質的にＨｆを含む化合物からなる。幾つかの実施形態では、金属前駆体は、本質的にＴａを含む化合物からなる。
【００４２】
試薬は、金属前駆体と反応して金属膜５０を形成することができる任意の適切な化合物でありうる。幾つかの実施形態では、試薬は金属前駆体とは別の基板に曝される。適切な試薬には、水素、アンモニア、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、シラン、ハロシラン、ポリシラン、ボラン、ハロボラン、並びに、金属、金属窒化物、金属ケイ素化合物、及び／又は金属ホウ化物膜を作製する他の共試薬が含まれるが、これらに限定されない。適切な試薬には、酸素、オゾン、水、及び金属又は金属酸化物膜を作製するための他の酸素ベースの試薬も含まれうるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、試薬のプラズマを使用して金属膜５０を形成する。幾つかの実施形態では、試薬のプラズマはリモートで生成される。幾つかの実施形態では、試薬には、水素、アンモニア、又は水のうちの１つ以上が含まれる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、試薬は本質的に水素からなり、金属膜は純粋な金属膜である。幾つかの実施形態では、試薬は本質的にアンモニアからなり、金属膜は金属窒化物膜である。幾つかの実施形態では、試薬は本質的に水からなり、金属膜は金属酸化物膜である。この態様で用いられる場合、「本質的に〜からなる」という用語は、試薬（不活性、希釈剤、又は担体種を含まない）が、モルベースで、上記の成分の約９５％以上、９８％以上、又は９９％以上であることを意味する。これに関して用いられる場合、純粋な金属膜は、本質的に金属原子からなる任意の膜である。これに関して用いられる場合、金属窒化物膜は、金属原子及び窒素原子を含む任意の膜である。これに関して用いられる場合、金属酸化物膜は、金属原子及び酸素原子を含む任意の膜である。金属以外の原子を含む膜（例えば、金属窒化物又は金属酸化物）は、化学量論比の原子で構成されていても、構成されていなくてもよい。
【００４４】
２０６では、ゲルマニウム含有層が第１の表面に堆積される。ゲルマニウム含有層の堆積は、任意選択的なプロセスである。幾つかの実施形態では、チタン含有層が第１の表面に堆積され、ゲルマニウム含有層もまた第１の表面に堆積される。幾つかの実施形態では、チタン含有層が最初に堆積される。幾つかの実施形態では、ゲルマニウム含有層が最初に堆積される。
【００４５】
ゲルマニウム含有層は、任意の適切なプロセスによって堆積させることができる。幾つかの実施形態では、ゲルマニウム含有層は、ゲルマニウムが金属である金属層について上述したプロセスに類似したプロセスによって堆積される。
【００４６】
２０８では、ケイ素含有層が第１の表面に堆積される。ケイ素含有層の堆積は、任意選択的なプロセスである。幾つかの実施形態では、チタン含有層が第１の表面に堆積され、ケイ素含有層もまた第１の表面に堆積される。幾つかの実施形態では、チタン含有層が最初に堆積される。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層が最初に堆積される。
【００４７】
ケイ素含有層は、任意の適切なプロセスによって堆積させることができる。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層は、ケイ素が金属である金属層について上述したプロセスに類似したプロセスによって堆積される。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層は、基板をケイ素前駆体に曝すことによって堆積される。幾つかの実施形態では、基板はまた、反応物にも曝される。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層が第１の表面とブロッキング層の両方の上に堆積される。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層は、ＰＶＤ及び／又はＣＶＤによって堆積させることができる。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層は非晶質である。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層は多結晶である。幾つかの実施形態では、ケイ素含有層はエピタキシャルに堆積される。
【００４８】
２１０では、金属膜５０の形成後、基板は加熱されて、修飾された第１の表面６０を形成する。理論に縛られはしないが、基板を加熱することにより、金属層が半導体材料の表面（すなわち第１の表面２５）に組み込まれると考えられる。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０はケイ素化合物を含む。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０は、チタン及びケイ素を含む。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０は、本質的にＴｉＳｉ２からなる。
【００４９】
幾つかの実施形態では、プロセス２１０はアニールプロセスを含む。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０はＴｉＳｉ−Ｃ４９を含む。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０を形成することは、基板を約５００℃から約７００℃の範囲の温度でアニーリングして、ＴｉＳｉ−Ｃ４９を形成することを含む。幾つかの実施形態では、アニールプロセスは、約１分を超えて行われる。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０を形成することは、基板を約８００℃から約１０００℃の範囲の温度にレーザアニーリングして、ＴｉＳｉ−Ｃ４９を形成することを含む。幾つかの実施形態では、レーザアニールプロセスは、ミリ秒レーザアニールである。
【００５０】
幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０はＴｉＳｉ−Ｃ５４を含む。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０を形成することは、基板を約７００℃から約９００℃の範囲の温度でアニーリングして、ＴｉＳｉ−Ｃ５４を形成することを含む。幾つかの実施形態では、アニールプロセスは、約１分を超えて行われる。幾つかの実施形態では、修飾された第１の表面６０を形成することは、基板を約１０００℃から約１２００℃の範囲の温度にレーザアニーリングして、ＴｉＳｉ−Ｃ５４を形成することを含む。幾つかの実施形態では、レーザアニールプロセスは、ミリ秒レーザアニールである。
【００５１】
本明細書の開示は具体的な実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は、本開示の原理及び用途の単なる例示であるものと理解されたい。本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対してさまざまな修正及び変形を行うことができることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内である修正及び変形を含むことが意図されている。
【図１】
2021507520.tif 000005
【図２】
2021507520.tif 000006
【国際調査報告】
2021507520.tif 000007
2021507520.tif 000008