公开(公告)号：US20050227441A1

公开(公告)日：2005-10-13

申请号：US10830804

申请日：2004-03-31

申请人： Kazuhito Nakamura ,  Hideaki Yamasaki ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  John Yurkas ,  Vijay Narayanan

发明人： Kazuhito Nakamura ,  Hideaki Yamasaki ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  John Yurkas ,  Vijay Narayanan

IPC分类号： H01L21/28 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51 ,  H01L21/336 ,  C30B1/00 ,  H01L21/20 ,  H01L21/3205 ,  H01L21/36 ,  H01L21/44 ,  H01L21/4763

CPC分类号： H01L21/28088 ,  H01L21/28194 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/51 ,  H01L29/517

摘要： A method for forming a tantalum-containing gate electrode structure by providing a substrate having a high-k dielectric layer thereon in a process chamber and forming a tantalum-containing layer on the high-k dielectric layer in a thermal chemical vapor deposition process by exposing the substrate to a process gas containing TAIMATA (Ta(N(CH3)2)3(NC(C2H5)(CH3)2)) precursor gas. In one embodiment of the invention, the tantalum-containing layer can include a TaSiN layer formed from a process gas containing TAIMATA precursor gas, a silicon containing gas, and optionally a nitrogen-containing gas. In another embodiment of the invention, a TaN layer is formed on the TaSiN layer. The TaN layer can be formed from a process gas containing TAIMATA precursor gas and optionally a nitrogen-containing gas. A computer readable medium executable by a processor to cause a processing system to perform the method and a processing system for forming a tantalum-containing gate electrode structure are also provided.

摘要翻译： 一种用于形成含钽栅电极结构的方法，其通过在处理室中提供其上具有高k电介质层的衬底，并在热化学气相沉积工艺中通过暴露在高k电介质层上形成含钽层 将衬底加工成含有TAIMATA（Ta（N（CH 3）2）3）（NC（C 2）2）的工艺气体， （CH 3）2））前体气体。 在本发明的一个实施方案中，含钽层可以包括由含有TAIMATA前体气体，含硅气体和任选的含氮气体的工艺气体形成的TaSiN层。 在本发明的另一实施例中，在TaSiN层上形成TaN层。 TaN层可以由含有TAIMATA前体气体和任选的含氮气体的工艺气体形成。 还提供了可由处理器执行以使处理系统执行该方法的计算机可读介质和用于形成含钽栅电极结构的处理系统。

公开(公告)号：US20050069632A1

公开(公告)日：2005-03-31

申请号：US10673646

申请日：2003-09-30

申请人： Hideaki Yamasaki ,  Tsukasa Matsuda ,  Atsushi Gomi ,  Tatsuo Hatano ,  Mitsuhiro Tachibana ,  Koumei Matsuzava ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra ,  Andrew Simon ,  John Yurkas

发明人： Hideaki Yamasaki ,  Tsukasa Matsuda ,  Atsushi Gomi ,  Tatsuo Hatano ,  Mitsuhiro Tachibana ,  Koumei Matsuzava ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra ,  Andrew Simon ,  John Yurkas

IPC分类号： C23C16/04 ,  C23C16/16 ,  C23C16/44 ,  C23C16/455 ,  H01L21/285 ,  H01L21/768 ,  B05D5/12 ,  H01L21/4763

CPC分类号： C23C16/45523 ,  C23C16/045 ,  C23C16/16 ,  C23C16/4408 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76876 ,  H01L21/76877

摘要： A method is provided for forming a metal layer on a substrate using an intermittent precursor gas flow process. The method includes exposing the substrate to a reducing gas while exposing the substrate to pulses of a metal-carbonyl precursor gas. The process is carried out until a metal layer with desired thickness is formed on the substrate. The metal layer can be formed on a substrate, or alternately, the metal layer can be formed on a metal nucleation layer.

公开(公告)号：US20060068097A1

公开(公告)日：2006-03-30

申请号：US10711717

申请日：2004-09-30

申请人： Hideaki Yamasaki ,  Kazuhito Nakamura ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Paul Jamison

发明人： Hideaki Yamasaki ,  Kazuhito Nakamura ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Paul Jamison

IPC分类号： C23C16/00

CPC分类号： H01L21/28556 ,  C23C16/16 ,  H01L21/28079 ,  H01L21/28247 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/7685 ,  H01L21/76856 ,  H01L29/517

摘要： A method for forming a passivated metal layer that preserves the properties and morphology of an underlying metal layer during subsequent exposure to oxygen-containing ambients. The method includes providing a substrate in a process chamber, exposing the substrate to a process gas containing a rhenium-carbonyl precursor to deposit a rhenium metal layer on the substrate in a chemical vapor deposition process, and forming a passivation layer on the rhenium metal layer to thereby inhibit oxygen-induced growth of rhenium-containing nodules on the rhenium metal surface.

摘要翻译： 用于形成钝化金属层的方法，其在随后暴露于含氧环境期间保持下面的金属层的性质和形态。 该方法包括在处理室中提供衬底，将衬底暴露于含有铼 - 羰基前体的工艺气体，以在化学气相沉积工艺中在衬底上沉积铼金属层，以及在铼金属层上形成钝化层 从而抑制铼金属表面上含铼结核的氧诱导生长。

公开(公告)号：US20060068588A1

公开(公告)日：2006-03-30

申请号：US10953466

申请日：2004-09-30

申请人： Hideaki Yamasaki ,  Kenji Suzuki ,  Emmanuel Guidotti ,  Enrico Mosca ,  Gert Leusink ,  Yumiko Kawano ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

发明人： Hideaki Yamasaki ,  Kenji Suzuki ,  Emmanuel Guidotti ,  Enrico Mosca ,  Gert Leusink ,  Yumiko Kawano ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

IPC分类号： H01L21/44

CPC分类号： H01L21/76843 ,  C23C16/16 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76873

摘要： A method for depositing Ru and Re metal layers on substrates with high deposition rates, low particulate contamination, and good step coverage on patterned substrates is presented. The method includes providing a substrate in a process chamber, introducing a process gas in the process chamber in which the process gas comprises a carrier gas and a metal precursor selected from the group consisting of a ruthenium-carbonyl precursor and a rhenium-carbonyl precursor. The method further includes depositing a Ru or Re metal layer on the substrate by a thermal chemical vapor deposition process at a process chamber pressure less than about 20 mTorr.

摘要翻译： 提出了一种用于在具有高沉积速率，低颗粒污染和在图案化衬底上良好的阶梯覆盖的衬底上沉积Ru和Re金属层的方法。 该方法包括在处理室中提供衬底，在处理室中引入工艺气体，其中处理气体包括载气和选自羰基钌羰基前体和铼羰基前体的金属前体。 该方法还包括通过热化学气相沉积工艺在小于约20mTorr的处理室压力下在衬底上沉积Ru或Re金属层。

公开(公告)号：US20050079708A1

公开(公告)日：2005-04-14

申请号：US10673648

申请日：2003-09-30

申请人： Hideaki Yamasaki ,  Tsukasa Matsuda ,  Atsushi Gomi ,  Tatsuo Hatano ,  Masahito Sugiura ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

发明人： Hideaki Yamasaki ,  Tsukasa Matsuda ,  Atsushi Gomi ,  Tatsuo Hatano ,  Masahito Sugiura ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

IPC分类号： C23C16/16 ,  H01L21/285 ,  H01L21/768 ,  H01L21/44

CPC分类号： H01L21/76843 ,  C23C16/16 ,  H01L21/28556 ,  H01L21/76841

摘要： A method for depositing metal layers on semiconductor substrates by a thermal chemical vapor deposition (TCVD) process. The TCVD process utilizes high flow rate of a dilute process gas containing a metal-carbonyl precursor to deposit a metal layer. In one embodiment of the invention, the metal-carbonyl precursor can be selected from at least one of W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, and Ru3(CO)12. In another embodiment of the invention, a method is provided for depositing a W layer from a process gas comprising a W(CO)6 precursor at a substrate temperature of about 410° C. and a chamber pressure of about 200 mTorr.

摘要翻译： 一种通过热化学气相沉积（TCVD）工艺在半导体衬底上沉积金属层的方法。 TCVD工艺利用含有羰基金属前体的稀释工艺气体的高流速来沉积金属层。 在本发明的一个实施方案中，羰基金属前体可以选自W（CO）6，Ni（CO）4，Mo（CO）6，Co 2（CO）8，Rh 4（CO）12， Re 2（CO）10，Cr（CO）6和Ru 3（CO）12）。 在本发明的另一个实施方案中，提供了一种方法，用于在约410℃的基底温度和约200mTorr的室压下从包含W（CO）6前体的工艺气体中沉积W层。

公开(公告)号：US20050070100A1

公开(公告)日：2005-03-31

申请号：US10673908

申请日：2003-09-30

申请人： Hideaki Yamasaki ,  Tsukasa Matsuda ,  Atsushi Gomi ,  Tatsuo Hatano ,  Masahito Sugiura ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

发明人： Hideaki Yamasaki ,  Tsukasa Matsuda ,  Atsushi Gomi ,  Tatsuo Hatano ,  Masahito Sugiura ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

IPC分类号： C23C16/16 ,  C23C16/44 ,  H01L21/285 ,  H01L21/44

CPC分类号： C23C16/16 ,  H01L21/28556

摘要： A method for depositing metal layers on semiconductor substrates by a thermal chemical vapor deposition (TCVD) process includes introducing a process gas containing a metal carbonyl precursor in a process chamber and depositing a metal layer on a substrate. The TCVD process utilizes a short residence time for the gaseous species in the processing zone above the substrate to form a low-resistivity metal layer. In one embodiment of the invention, the metal carbonyl precursor can be selected from at least one of W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, and Ru3(CO)12 precursors. In another embodiment of the invention, a method is provided for depositing low-resistivity W layers at substrate temperatures below about 500° C., by utilizing a residence time less than about 120 msec.

摘要翻译： 通过热化学气相沉积（TCVD）方法在金属层上沉积金属层的方法包括在处理室中引入含有羰基金属前驱体的工艺气体并在基底上沉积金属层。 TCVD工艺利用在衬底上方的处理区域中的气态物质的短暂停留时间以形成低电阻率金属层。 在本发明的一个实施方案中，金属羰基前体可以选自W（CO）6，Ni（CO）4，Mo（CO）6，Co 2（CO）8，Rh 4（CO）12，Re 2 （CO）10，Cr（CO）6和Ru 3（CO）12前体）。 在本发明的另一个实施例中，提供了一种通过利用小于约120毫秒的停留时间在低于约500℃的衬底温度下沉积低电阻W层的方法。

公开(公告)号：US20050221002A1

公开(公告)日：2005-10-06

申请号：US10814768

申请日：2004-03-31

申请人： Kazuhito Nakamura ,  Cory Wajda ,  Enrico Mosca ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

发明人： Kazuhito Nakamura ,  Cory Wajda ,  Enrico Mosca ,  Yumiko Kawano ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra

IPC分类号： C23C16/16 ,  C23C16/458 ,  C23C16/00

CPC分类号： C23C16/4581 ,  C23C16/16

摘要： A method for processing a substrate on a ceramic substrate heater in a process chamber. The method includes forming a protective coating on the ceramic substrate heater in the process chamber and processing a substrate on the coated substrate heater. The processing can include providing a substrate to be processed on the coated ceramic substrate heater, performing a process on the substrate by exposing the substrate to a process gas, and removing the processed substrate from the process chamber.

摘要翻译： 一种在处理室中的陶瓷基板加热器上处理基板的方法。 该方法包括在处理室中的陶瓷基板加热器上形成保护涂层，并对涂覆的基板加热器上的基板进行处理。 该处理可以包括在被涂覆的陶瓷基板加热器上提供待处理的基板，通过将基板暴露于工艺气体，从处理室中移除经处理的基板，在基板上进行处理。

公开(公告)号：US20050069641A1

公开(公告)日：2005-03-31

申请号：US10673910

申请日：2003-09-30

申请人： Tsukasa Matsuda ,  Taro Ikeda ,  Tatsuo Hatano ,  Mitsuhiro Tachibana ,  Hideaki Yamasaki ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra ,  Andrew Simon ,  John Yurkas

发明人： Tsukasa Matsuda ,  Taro Ikeda ,  Tatsuo Hatano ,  Mitsuhiro Tachibana ,  Hideaki Yamasaki ,  Gert Leusink ,  Fenton McFeely ,  Sandra Malhotra ,  Andrew Simon ,  John Yurkas

IPC分类号： C23C16/16 ,  C23C16/44 ,  C23C16/455 ,  H01L21/285 ,  B05D3/02 ,  C23C16/00

CPC分类号： C23C16/4408 ,  C23C16/16 ,  C23C16/45523 ,  H01L21/28562

摘要： A method for depositing metal layers with good surface morphology using sequential flow deposition includes alternately exposing a substrate in a process chamber to a metal-carbonyl precursor gas and a reducing gas. During exposure with the metal-carbonyl precursor gas, a thin metal layer is deposited on the substrate, and subsequent exposure of the metal layer to the reducing gas aids in the removal of reaction by-products from the metal layer. The metal-carbonyl precursor gas and a reducing gas exposure steps can be repeated until a metal layer with a desired thickness is achieved. The metal-carbonyl precursor can, for example, be selected from W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, and Ru3(CO)12.

摘要翻译： 使用顺序流动沉积沉积具有良好表面形态的金属层的方法包括将处理室中的衬底交替地暴露于羰基金属前体气体和还原气体。 在用羰基金属前驱体气体曝光的同时，在基板上沉积薄金属层，随后将金属层暴露于还原气体有助于从金属层除去反应副产物。 可以重复金属羰基前体气体和还原气体暴露步骤，直到达到具有所需厚度的金属层。 金属羰基前体可以例如选自W（CO）6，Ni（CO）4，Mo（CO）6，Co2（CO）8，Rh4（CO）12，Re2（CO） （CO）6和Ru 3（CO）12。

公开(公告)号：US20050250318A1

公开(公告)日：2005-11-10

申请号：US11180384

申请日：2005-07-13

申请人： Vijay Narayanan ,  Fenton McFeely ,  Keith Milkove ,  John Yurkas ,  Matthew Copel ,  Paul Jamison ,  Roy Carruthers ,  Cyril Cabral ,  Edmund Sikorskii ,  Elizabeth Duch ,  Alessandro Callegari ,  Sufi Zafar ,  Kazuhito Nakamura

发明人： Vijay Narayanan ,  Fenton McFeely ,  Keith Milkove ,  John Yurkas ,  Matthew Copel ,  Paul Jamison ,  Roy Carruthers ,  Cyril Cabral ,  Edmund Sikorskii ,  Elizabeth Duch ,  Alessandro Callegari ,  Sufi Zafar ,  Kazuhito Nakamura

IPC分类号： C23C16/34 ,  H01L21/28 ,  H01L21/336 ,  H01L21/8234 ,  H01L21/8238 ,  H01L29/10 ,  H01L29/49 ,  H01L29/772 ,  H01L29/78 ,  H01L21/3205 ,  H01L21/31 ,  H01L21/44 ,  H01L21/469 ,  H01L21/4763

CPC分类号： C23C16/34 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823828 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/78

摘要： Compounds of Ta and N, potentially including further elements, and with a resistivity below about 20 mΩcm and with the elemental ratio of N to Ta greater than about 0.9 are disclosed for use as gate materials in field effect devices. A representative embodiment of such compounds, TaSiN, is stable at typical CMOS processing temperatures on SiO2 containing dielectric layers and high-k dielectric layers, with a workfunction close to that of n-type Si. Metallic Ta—N compounds are deposited by a chemical vapor deposition method using an alkylimidotris(dialkylamido)Ta species, such as tertiaryamylimidotris(dimethylamido)Ta (TAIMATA), as Ta precursor. The deposition is conformal allowing for flexible introduction of the Ta—N metallic compounds into a CMOS processing flow. Devices processed with TaN or TaSiN show near ideal characteristics.

摘要翻译： 公开了Ta和N的化合物，潜在地包括其它元素，并且电阻率低于约20mOmegacm，并且N与Ta的元素比大于约0.9，用作场效应器件中的栅极材料。 这种化合物的典型实施方案TaSiN在典型的CMOS处理温度下在含有介电层和高k电介质层的SiO 2 2上是稳定的，功函数接近n型Si的功函数。 金属Ta-N化合物通过化学气相沉积方法使用烷基亚氨基三（二烷基酰氨基）Ta种，例如叔戊酰亚胺基三（二甲基酰氨基）Ta（TAIMATA））作为Ta前体沉积。 沉积是共形的，允许将Ta-N金属化合物柔性引入CMOS加工流程。 用TaN或TaSiN处理的器件显示出接近理想的特性。

公开(公告)号：US20050104142A1

公开(公告)日：2005-05-19

申请号：US10712575

申请日：2003-11-13

申请人： Vijav Narayanan ,  Fenton McFeely ,  Keith Milkove ,  John Yurkas ,  Matthew Copel ,  Paul Jamison ,  Roy Carruthers ,  Cyril Cabral ,  Edmund Sikorskii ,  Elizabeth Duch ,  Alessandro Callegari ,  Sufi Zafar ,  Kazuhito Nakamura

发明人： Vijav Narayanan ,  Fenton McFeely ,  Keith Milkove ,  John Yurkas ,  Matthew Copel ,  Paul Jamison ,  Roy Carruthers ,  Cyril Cabral ,  Edmund Sikorskii ,  Elizabeth Duch ,  Alessandro Callegari ,  Sufi Zafar ,  Kazuhito Nakamura

IPC分类号： C23C16/34 ,  H01L21/28 ,  H01L21/336 ,  H01L21/8234 ,  H01L21/8238 ,  H01L29/10 ,  H01L29/49 ,  H01L29/772 ,  H01L29/78 ,  H01L29/76

CPC分类号： C23C16/34 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823828 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/78

摘要： Compounds of Ta and N, potentially including further elements, and with a resistivity below about 20 mΩcm and with the elemental ratio of N to Ta greater than about 0.9 are disclosed for use as gate materials in field effect devices. A representative embodiment of such compounds, TaSiN, is stable at typical CMOS processing temperatures on SiO2 containing dielectric layers and high-k dielectric layers, with a workfunction close to that of n-type Si. Metallic Ta—N compounds are deposited by a chemical vapor deposition method using an alkylimidotris(dialkylamido)Ta species, such as tertiaryamylimidotris(dimethylamido)Ta (TAIMATA), as Ta precursor. The deposition is conformal allowing for flexible introduction of the Ta—N metallic compounds into a CMOS processing flow. Devices processed with TaN or TaSiN show near ideal characteristics.

摘要翻译： 公开了Ta和N的化合物，潜在地包括其它元素，并且电阻率低于约20mOmegacm，并且N与Ta的元素比大于约0.9，用作场效应器件中的栅极材料。 这种化合物的典型实施方案TaSiN在典型的CMOS处理温度下在含有介电层和高k电介质层的SiO 2 2上是稳定的，功函数接近n型Si的功函数。 金属Ta-N化合物通过化学气相沉积方法使用烷基亚氨基三（二烷基酰氨基）Ta种，例如叔戊酰亚胺基三（二甲基酰氨基）Ta（TAIMATA））作为Ta前体沉积。 沉积是共形的，允许将Ta-N金属化合物柔性引入CMOS加工流程。 用TaN或TaSiN处理的器件显示出接近理想的特性。