公开(公告)号：US08558299B2

公开(公告)日：2013-10-15

申请号：US13157164

申请日：2011-06-09

申请人： Yong Cao ,  Xianmin Tang ,  Srinivas Gandikota ,  Wei D. Wang ,  Zhendong Liu ,  Kevin Moraes ,  Muhammad M. Rasheed ,  Thanh X. Nguyen ,  Ananthkrishna Jupudi

发明人： Yong Cao ,  Xianmin Tang ,  Srinivas Gandikota ,  Wei D. Wang ,  Zhendong Liu ,  Kevin Moraes ,  Muhammad M. Rasheed ,  Thanh X. Nguyen ,  Ananthkrishna Jupudi

IPC分类号： H01L29/788

CPC分类号： H01L21/28079 ,  C23C14/165 ,  C23C14/345 ,  C23C14/35 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/2855 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/78

摘要： Embodiments described herein provide a semiconductor device and methods and apparatuses of forming the same. The semiconductor device includes a substrate having a source and drain region and a gate electrode stack on the substrate between the source and drain regions. The gate electrode stack includes a conductive film layer on a gate dielectric layer, a refractory metal nitride film layer on the conductive film layer, a silicon-containing film layer on the refractory metal nitride film layer, and a tungsten film layer on the silicon-containing film layer. In one embodiment, the method includes positioning a substrate within a processing chamber, wherein the substrate includes a source and drain region, a gate dielectric layer between the source and drain regions, and a conductive film layer on the gate dielectric layer. The method also includes depositing a refractory metal nitride film layer on the conductive film layer, depositing a silicon-containing film layer on the refractory metal nitride film layer, and depositing a tungsten film layer on the silicon-containing film layer.

摘要翻译： 本文所述的实施例提供了一种半导体器件及其形成方法和装置。 半导体器件包括在源极和漏极区域之间的衬底上具有源极和漏极区域以及栅电极堆叠的衬底。 栅极电极堆叠包括在栅极介电层上的导电膜层，导电膜层上的难熔金属氮化物膜层，难熔金属氮化物膜层上的含硅膜层，以及硅 - 含有膜层。 在一个实施例中，该方法包括将衬底定位在处理室内，其中衬底包括源极和漏极区域，源极和漏极区域之间的栅极介电层以及栅极电介质层上的导电膜层。 该方法还包括在导电膜层上沉积难熔金属氮化物膜层，在难熔金属氮化物膜层上沉积含硅膜层，并在含硅膜层上沉积钨膜层。

公开(公告)号：US20120264291A1

公开(公告)日：2012-10-18

申请号：US13452237

申请日：2012-04-20

申请人： Seshadri Ganguli ,  Schubert S. Chu ,  Mei Chang ,  Sang-Ho Yu ,  Kevin Moraes ,  See-Eng Phan

发明人： Seshadri Ganguli ,  Schubert S. Chu ,  Mei Chang ,  Sang-Ho Yu ,  Kevin Moraes ,  See-Eng Phan

IPC分类号： H01L21/768

CPC分类号： C23C16/42 ,  C23C16/18 ,  C23C16/56 ,  H01L21/0206 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/28518 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/67207 ,  H01L21/68785 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76855 ,  H01L29/665 ,  H01L29/78

摘要： Embodiments of the invention described herein generally provide methods and apparatuses for forming cobalt silicide layers, metallic cobalt layers, and other cobalt-containing materials. In one embodiment, a method for forming a cobalt silicide containing material on a substrate is provided which includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, depositing a metallic cobalt material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the substrate. In another embodiment, a method includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, expose the substrate to an annealing process, depositing a barrier material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the barrier material.

摘要翻译： 本文所述的本发明的实施例通常提供用于形成硅化钴层，金属钴层和其它含钴材料的方法和装置。 在一个实施例中，提供了一种用于在衬底上形成含钴硅化物的材料的方法，其包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，沉积 在钴硅化物材料上的金属钴材料，并在基底上沉积金属接触材料。 在另一个实施例中，一种方法包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，将衬底暴露于退火工艺，将阻挡材料沉积在 钴硅化物材料，并将金属接触材料沉积在阻挡材料上。

公开(公告)号：US20110303960A1

公开(公告)日：2011-12-15

申请号：US13157164

申请日：2011-06-09

申请人： YONG CAO ,  Xianmin Tang ,  Srinivas Gandikota ,  Wei D. Wang ,  Zhendong Liu ,  Kevin Moraes ,  Muhammad M. Rasheed ,  Thanh X. Nguyen ,  Ananthkrishna Jupudi

发明人： YONG CAO ,  Xianmin Tang ,  Srinivas Gandikota ,  Wei D. Wang ,  Zhendong Liu ,  Kevin Moraes ,  Muhammad M. Rasheed ,  Thanh X. Nguyen ,  Ananthkrishna Jupudi

IPC分类号： H01L29/788 ,  H01L21/283 ,  C23C14/34 ,  H01L21/3205

CPC分类号： H01L21/28079 ,  C23C14/165 ,  C23C14/345 ,  C23C14/35 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/2855 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/78

摘要： Embodiments described herein provide a semiconductor device and methods and apparatuses of forming the same. The semiconductor device includes a substrate having a source and drain region and a gate electrode stack on the substrate between the source and drain regions. The gate electrode stack includes a conductive film layer on a gate dielectric layer, a refractory metal nitride film layer on the conductive film layer, a silicon-containing film layer on the refractory metal nitride film layer, and a tungsten film layer on the silicon-containing film layer. In one embodiment, the method includes positioning a substrate within a processing chamber, wherein the substrate includes a source and drain region, a gate dielectric layer between the source and drain regions, and a conductive film layer on the gate dielectric layer. The method also includes depositing a refractory metal nitride film layer on the conductive film layer, depositing a silicon-containing film layer on the refractory metal nitride film layer, and depositing a tungsten film layer on the silicon-containing film layer.

摘要翻译： 本文所述的实施例提供了一种半导体器件及其形成方法和装置。 半导体器件包括在源极和漏极区域之间的衬底上具有源极和漏极区域以及栅电极堆叠的衬底。 栅极电极堆叠包括在栅极电介质层上的导电膜层，导电膜层上的难熔金属氮化物膜层，难熔金属氮化物膜层上的含硅膜层，以及硅 - 含有膜层。 在一个实施例中，该方法包括将衬底定位在处理室内，其中衬底包括源极和漏极区域，源极和漏极区域之间的栅极介电层以及栅极电介质层上的导电膜层。 该方法还包括在导电膜层上沉积难熔金属氮化物膜层，在难熔金属氮化物膜层上沉积含硅膜层，并在含硅膜层上沉积钨膜层。

公开(公告)号：US20110298062A1

公开(公告)日：2011-12-08

申请号：US13116794

申请日：2011-05-26

申请人： SESHADRI GANGULI ,  SANG Ho YU ,  SANG-HYEOB LEE ,  HYOUNG-CHAN HA ,  WEI TI LEE ,  HOON KIM ,  SRINIVAS GANDIKOTA ,  YU LEI ,  KEVIN MORAES ,  XIANMIN TANG

发明人： SESHADRI GANGULI ,  SANG Ho YU ,  SANG-HYEOB LEE ,  HYOUNG-CHAN HA ,  WEI TI LEE ,  HOON KIM ,  SRINIVAS GANDIKOTA ,  YU LEI ,  KEVIN MORAES ,  XIANMIN TANG

IPC分类号： H01L21/28 ,  H01L29/78 ,  B82Y40/00 ,  B82Y99/00

CPC分类号： H01L21/28079 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/32051 ,  H01L29/49

摘要： Metal gate structures and methods for forming thereof are provided herein. In some embodiments, a method for forming a metal gate structure on a substrate having a feature formed in a high k dielectric layer may include depositing a first layer within the feature atop the dielectric layer; depositing a second layer comprising cobalt or nickel within the feature atop the first layer; and depositing a third layer comprising a metal within the feature atop the second layer to fill the feature, wherein at least one of the first or second layers forms a wetting layer to form a nucleation layer for a subsequently deposited layer, wherein one of the first, second, or third layers forms a work function layer, and wherein the third layer forms a gate electrode.

摘要翻译： 本文提供了金属门结构及其形成方法。 在一些实施例中，在具有形成在高k电介质层中的特征的衬底上形成金属栅极结构的方法可以包括在电介质层顶部的特征内沉积第一层; 在所述特征内在所述第一层顶部沉积包含钴或镍的第二层; 以及在第二层顶部沉积包括特征内的金属的第三层以填充该特征，其中第一层或第二层中的至少一层形成润湿层以形成后续沉积层的成核层，其中第一层 第二层或第三层形成功函数层，并且其中第三层形成栅电极。

公开(公告)号：US08110489B2

公开(公告)日：2012-02-07

申请号：US11733929

申请日：2007-04-11

申请人： Seshadri Ganguli ,  Schubert S. Chu ,  Mei Chang ,  Sang-Ho Yu ,  Kevin Moraes ,  See-Eng Phan

发明人： Seshadri Ganguli ,  Schubert S. Chu ,  Mei Chang ,  Sang-Ho Yu ,  Kevin Moraes ,  See-Eng Phan

IPC分类号： H01L21/28

CPC分类号： C23C16/42 ,  C23C16/18 ,  C23C16/56 ,  H01L21/0206 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/28518 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/67207 ,  H01L21/68785 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76855 ,  H01L29/665 ,  H01L29/78

摘要： Embodiments of the invention described herein generally provide methods and apparatuses for forming cobalt silicide layers, metallic cobalt layers, and other cobalt-containing materials. In one embodiment, a method for forming a cobalt silicide containing material on a substrate is provided which includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, depositing a metallic cobalt material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the substrate. In another embodiment, a method includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, expose the substrate to an annealing process, depositing a barrier material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the barrier material.

摘要翻译： 本文所述的本发明的实施例通常提供用于形成硅化钴层，金属钴层和其它含钴材料的方法和装置。 在一个实施例中，提供了一种用于在衬底上形成含钴硅化物的材料的方法，其包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，沉积 在钴硅化物材料上的金属钴材料，并在基底上沉积金属接触材料。 在另一个实施例中，一种方法包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，将衬底暴露于退火工艺，将阻挡材料沉积在 钴硅化物材料，并将金属接触材料沉积在阻挡材料上。

公开(公告)号：US20090269507A1

公开(公告)日：2009-10-29

申请号：US12111921

申请日：2008-04-29

申请人： Sang-Ho Yu ,  Kevin Moraes ,  Seshadri Ganguli ,  Hua Chung ,  See-Eng Phan

发明人： Sang-Ho Yu ,  Kevin Moraes ,  Seshadri Ganguli ,  Hua Chung ,  See-Eng Phan

IPC分类号： B05D3/04 ,  B05D5/12 ,  C23C16/44

CPC分类号： C23C16/16 ,  C23C16/0218 ,  C23C16/18 ,  H01L21/02068 ,  H01L21/02074 ,  H01L21/2855 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/324 ,  H01L21/76849 ,  H01L21/7685 ,  H01L21/76862 ,  H01L21/76883

摘要： Embodiments of the invention provide processes to selectively form a cobalt layer on a copper surface over exposed dielectric surfaces. In one embodiment, a method for capping a copper surface on a substrate is provided which includes positioning a substrate within a processing chamber, wherein the substrate contains a contaminated copper surface and a dielectric surface, exposing the contaminated copper surface to a reducing agent while forming a copper surface during a pre-treatment process, exposing the substrate to a cobalt precursor gas to selectively form a cobalt capping layer over the copper surface while leaving exposed the dielectric surface during a vapor deposition process, and depositing a dielectric barrier layer over the cobalt capping layer and the dielectric surface. In another embodiment, a deposition-treatment cycle includes performing the vapor deposition process and subsequently a post-treatment process, which deposition-treatment cycle may be repeated to form multiple cobalt capping layers.

摘要翻译： 本发明的实施方案提供了在暴露的电介质表面上在铜表面上选择性地形成钴层的方法。 在一个实施例中，提供了一种用于封盖衬底上的铜表面的方法，其包括将衬底定位在处理室内，其中衬底含有受污染的铜表面和电介质表面，将形成的污染的铜表面暴露于还原剂 在预处理过程中的铜表面，将基底暴露于钴前体气体，以在铜表面上选择性地形成钴覆盖层，同时在气相沉积工艺期间暴露介电表面，并且在钴上沉积介电阻挡层 覆盖层和电介质表面。 在另一个实施方案中，沉积处理循环包括进行气相沉积工艺和随后的后处理工艺，该沉积处理循环可以重复以形成多个钴覆盖层。

公开(公告)号：US08815724B2

公开(公告)日：2014-08-26

申请号：US13452237

申请日：2012-04-20

申请人： Seshadri Ganguli ,  Schubert S. Chu ,  Mei Chang ,  Sang-ho Yu ,  Kevin Moraes ,  See-Eng Phan

发明人： Seshadri Ganguli ,  Schubert S. Chu ,  Mei Chang ,  Sang-ho Yu ,  Kevin Moraes ,  See-Eng Phan

IPC分类号： H01L21/28 ,  H01L21/44

CPC分类号： C23C16/42 ,  C23C16/18 ,  C23C16/56 ,  H01L21/0206 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/28518 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/67207 ,  H01L21/68785 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76855 ,  H01L29/665 ,  H01L29/78

摘要： Embodiments of the invention described herein generally provide methods and apparatuses for forming cobalt silicide layers, metallic cobalt layers, and other cobalt-containing materials. In one embodiment, a method for forming a cobalt silicide containing material on a substrate is provided which includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, depositing a metallic cobalt material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the substrate. In another embodiment, a method includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, expose the substrate to an annealing process, depositing a barrier material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the barrier material.

摘要翻译： 本文所述的本发明的实施例通常提供用于形成硅化钴层，金属钴层和其它含钴材料的方法和装置。 在一个实施例中，提供了一种用于在衬底上形成含钴硅化物的材料的方法，其包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，沉积 在钴硅化物材料上的金属钴材料，并在基底上沉积金属接触材料。 在另一个实施例中，一种方法包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，将衬底暴露于退火工艺，将阻挡材料沉积在 钴硅化物材料，并将金属接触材料沉积在阻挡材料上。

公开(公告)号：US08637390B2

公开(公告)日：2014-01-28

申请号：US13116794

申请日：2011-05-26

申请人： Seshadri Ganguli ,  Sang Ho Yu ,  Sang-Hyeob Lee ,  Hyoung-Chan Ha ,  Wei Ti Lee ,  Hoon Kim ,  Srinivas Gandikota ,  Yu Lei ,  Kevin Moraes ,  Xianmin Tang

发明人： Seshadri Ganguli ,  Sang Ho Yu ,  Sang-Hyeob Lee ,  Hyoung-Chan Ha ,  Wei Ti Lee ,  Hoon Kim ,  Srinivas Gandikota ,  Yu Lei ,  Kevin Moraes ,  Xianmin Tang

IPC分类号： H01L21/4763

CPC分类号： H01L21/28079 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/32051 ,  H01L29/49

摘要： Metal gate structures and methods for forming thereof are provided herein. In some embodiments, a method for forming a metal gate structure on a substrate having a feature formed in a high k dielectric layer may include depositing a first layer within the feature atop the dielectric layer; depositing a second layer comprising cobalt or nickel within the feature atop the first layer; and depositing a third layer comprising a metal within the feature atop the second layer to fill the feature, wherein at least one of the first or second layers forms a wetting layer to form a nucleation layer for a subsequently deposited layer, wherein one of the first, second, or third layers forms a work function layer, and wherein the third layer forms a gate electrode.

摘要翻译： 本文提供了金属门结构及其形成方法。 在一些实施例中，在具有形成在高k电介质层中的特征的衬底上形成金属栅极结构的方法可以包括在电介质层顶部的特征内沉积第一层; 在所述特征内在所述第一层顶部沉积包含钴或镍的第二层; 以及在第二层顶部沉积包括特征内的金属的第三层以填充该特征，其中第一层或第二层中的至少一层形成润湿层以形成后续沉积层的成核层，其中第一层 第二层或第三层形成功函数层，并且其中第三层形成栅电极。

公开(公告)号：US20070202254A1

公开(公告)日：2007-08-30

申请号：US11733929

申请日：2007-04-11

申请人： SESHADRI GANGULI ,  SCHUBERT CHU ,  MEI CHANG ,  SANG-HO YU ,  KEVIN MORAES ,  SEE-ENG PHAN

发明人： SESHADRI GANGULI ,  SCHUBERT CHU ,  MEI CHANG ,  SANG-HO YU ,  KEVIN MORAES ,  SEE-ENG PHAN

IPC分类号： C23C16/00

CPC分类号： C23C16/42 ,  C23C16/18 ,  C23C16/56 ,  H01L21/0206 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/28518 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/67207 ,  H01L21/68785 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76855 ,  H01L29/665 ,  H01L29/78

摘要： Embodiments of the invention described herein generally provide methods and apparatuses for forming cobalt silicide layers, metallic cobalt layers, and other cobalt-containing materials. In one embodiment, a method for forming a cobalt silicide containing material on a substrate is provided which includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, depositing a metallic cobalt material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the substrate. In another embodiment, a method includes exposing a substrate to at least one preclean process to expose a silicon-containing surface, depositing a cobalt silicide material on the silicon-containing surface, expose the substrate to an annealing process, depositing a barrier material on the cobalt silicide material, and depositing a metallic contact material on the barrier material.

摘要翻译： 本文所述的本发明的实施例通常提供用于形成硅化钴层，金属钴层和其它含钴材料的方法和装置。 在一个实施例中，提供了一种用于在衬底上形成含钴硅化物的材料的方法，其包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，沉积 在钴硅化物材料上的金属钴材料，并在基底上沉积金属接触材料。 在另一个实施例中，一种方法包括将衬底暴露于至少一个预清洗工艺以暴露含硅表面，在含硅表面上沉积钴硅化物材料，将衬底暴露于退火工艺，将阻挡材料沉积在 钴硅化物材料，并将金属接触材料沉积在阻挡材料上。

公开(公告)号：US20140131308A1

公开(公告)日：2014-05-15

申请号：US13800362

申请日：2013-03-13

申请人： Roman GOUK ,  Steven VERHAVERBEKE ,  Alexander KONTOS ,  Adolph Miller ALLEN ,  Kevin MORAES

发明人： Roman GOUK ,  Steven VERHAVERBEKE ,  Alexander KONTOS ,  Adolph Miller ALLEN ,  Kevin MORAES

IPC分类号： H01L43/12

CPC分类号： H01L43/12 ,  G11B5/746 ,  G11B5/855 ,  G11C11/16 ,  H01F41/34 ,  H01L21/2855 ,  H01L21/3081

摘要： A method and apparatus for forming a magnetic layer having a pattern of magnetic properties on a substrate is described. The method includes using a metal nitride hardmask layer to pattern the magnetic layer by plasma exposure. The metal nitride layer is patterned using a nanoimprint patterning process with a silicon oxide pattern negative material. The pattern is developed in the metal nitride using a halogen and oxygen containing remote plasma, and is removed after plasma exposure using a caustic wet strip process. All processing is done at low temperatures to avoid thermal damage to magnetic materials.

摘要翻译： 描述了在基板上形成具有磁特性图案的磁性层的方法和装置。 该方法包括使用金属氮化物硬掩模层通过等离子体曝光对磁性层进行图案化。 使用具有氧化硅图案负材料的纳米压印图案化工艺对金属氮化物层进行构图。 在使用含卤素和含氧远距离等离子体的金属氮化物中形成图案，并且在使用苛性湿法剥离法等离子体暴露后除去。 所有加工都是在低温下进行，以避免热损坏磁性材料。