公开(公告)号：US20070049043A1

公开(公告)日：2007-03-01

申请号：US11209472

申请日：2005-08-23

申请人： Shankar Muthukrishnan ,  Rahul Sharangpani ,  Tejal Goyani ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Yi Ma ,  Giuseppina Conti

发明人： Shankar Muthukrishnan ,  Rahul Sharangpani ,  Tejal Goyani ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Yi Ma ,  Giuseppina Conti

IPC分类号： H01L21/31

CPC分类号： H01L21/0234 ,  H01L21/02329 ,  H01L21/28202 ,  H01L21/3144 ,  H01L21/3145 ,  H01L21/31645 ,  H01L29/517

摘要： A method and apparatus for forming a nitrided gate dielectric. The method comprises incorporating nitrogen into a dielectric film using a plasma nitridation process to form a nitrided gate dielectric. The first step involves providing a substrate comprising a gate dielectric film. The second step involves inducing a voltage on the substrate. Finally, the substrate is exposed to a plasma comprising a nitrogen source while maintaining the voltage to form a nitrided gate dielectric on the substrate. In one embodiment, the voltage is induced on the substrate by applying a voltage to an electrostatic chuck supporting the substrate. In another embodiment, the voltage is induced on the substrate by applying a DC bias voltage to an electrode positioned adjacent the substrate.

摘要翻译： 一种用于形成氮化栅极电介质的方法和装置。 该方法包括使用等离子体氮化工艺将氮合并到电介质膜中以形成氮化栅极电介质。 第一步涉及提供包括栅介质膜的衬底。 第二步涉及在衬底上感应电压。 最后，将衬底暴露于包含氮源的等离子体，同时保持电压以在衬底上形成氮化栅电介质。 在一个实施例中，通过向支撑衬底的静电卡盘施加电压来在衬底上感应电压。 在另一个实施例中，通过对邻近衬底定位的电极施加DC偏置电压来在衬底上感应出电压。

公开(公告)号：US20060062917A1

公开(公告)日：2006-03-23

申请号：US11223896

申请日：2005-09-09

申请人： Shankar Muthukrishnan ,  Tejal Goyani ,  Rahul Sharangpani ,  Shreyas Kher ,  Pravin Narwankar ,  Khaled Ahmed ,  Yi Ma

发明人： Shankar Muthukrishnan ,  Tejal Goyani ,  Rahul Sharangpani ,  Shreyas Kher ,  Pravin Narwankar ,  Khaled Ahmed ,  Yi Ma

IPC分类号： C23C16/00

CPC分类号： C23C16/308 ,  C23C16/401 ,  C23C16/56

摘要： In one embodiment, a method for forming a morphologically stable dielectric material is provided which includes exposing a substrate to a hafnium precursor, a silicon precursor and an oxidizing gas to form hafnium silicate material during a chemical vapor deposition (CVD) process and subsequently and optionally exposing the substrate to a post deposition anneal, a nitridation process and a thermal annealing process. In some examples, the hafnium and silicon precursors used during a metal-organic CVD (MOCVD) process are alkylamino compounds, such as tetrakis(diethylamino)hafnium (TDEAH) and tris(dimethylamino)silane (Tris-DMAS). In another embodiment, other metal precursors may be used to form a variety of metal silicates containing tantalum, titanium, aluminum, zirconium, lanthanum or combinations thereof.

摘要翻译： 在一个实施方案中，提供了一种用于形成形态稳定的电介质材料的方法，其包括在化学气相沉积（CVD）工艺期间将衬底暴露于铪前体，硅前体和氧化气体以形成硅酸铪材料，随后和任选地 将衬底暴露于后沉积退火，氮化工艺和热退火工艺。 在一些实例中，在金属 - 有机CVD（MOCVD）方法中使用的铪和硅前体是烷基氨基化合物，例如四（二乙基氨基）铪（TDEAH）和三（二甲氨基）硅烷（Tris-DMAS）。 在另一个实施方案中，其它金属前体可用于形成含有钽，钛，铝，锆，镧或其组合的各种金属硅酸盐。

公开(公告)号：US20060019033A1

公开(公告)日：2006-01-26

申请号：US11167070

申请日：2005-06-24

申请人： Shankar Muthukrishnan ,  Rahul Sharangpani ,  Tejal Goyani ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Khaled Ahmed ,  Yi Ma

发明人： Shankar Muthukrishnan ,  Rahul Sharangpani ,  Tejal Goyani ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Khaled Ahmed ,  Yi Ma

IPC分类号： C23C16/00

CPC分类号： H01L21/0228 ,  C23C16/401 ,  C23C16/405 ,  C23C16/4488 ,  C23C16/45525 ,  C23C16/45529 ,  C23C16/56 ,  H01L21/02175 ,  H01L21/02181 ,  H01L21/0234 ,  H01L21/3141 ,  H01L21/3143 ,  H01L21/31637 ,  H01L21/31645

摘要： In one embodiment, a method for forming a dielectric material is provided which includes exposing a substrate sequentially to a metal-containing precursor and an oxidizing gas to form metal oxide (e.g., HfOx) during an ALD process and subsequently exposing the substrate to an inert plasma process and a thermal annealing process. Generally, the metal oxide contains hafnium, tantalum, titanium, aluminum, zirconium, lanthanum or combinations thereof. In one example, the inert plasma process contains argon and is free of nitrogen, while the thermal annealing process contains oxygen. In another example, an ALD process to form a metal oxide includes exposing the substrate sequentially to a metal precursor and an oxidizing gas containing water vapor formed by a catalytic water vapor generator. In an alternative embodiment, a method for forming a dielectric material is provide which includes exposing a substrate to a deposition process to form a metal oxide layer and subsequently exposing the substrate to a nitridation plasma process and a thermal annealing process to form metal oxynitride (e.g., HfOxNy).

摘要翻译： 在一个实施例中，提供了一种用于形成介电材料的方法，其包括在ALD过程期间将衬底依次暴露于含金属的前体和氧化气体以形成金属氧化物（例如，HfO x x x） 随后将衬底暴露于惰性等离子体工艺和热退火工艺中。 通常，金属氧化物含有铪，钽，钛，铝，锆，镧或其组合。 在一个实例中，惰性等离子体工艺包含氩并且不含氮，而热退火工艺含有氧。 在另一个实例中，形成金属氧化物的ALD工艺包括将基板顺序地暴露于金属前体和含有由催化水蒸汽发生器形成的水蒸汽的氧化气体。 在替代实施例中，提供了形成电介质材料的方法，其包括将衬底暴露于沉积工艺以形成金属氧化物层，并随后将衬底暴露于氮化等离子体工艺和热退火工艺以形成金属氮氧化物（例如 ，HfO x N N y）。

公开(公告)号：US20060153995A1

公开(公告)日：2006-07-13

申请号：US11298553

申请日：2005-12-09

申请人： Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Shankar Muthukrishnan ,  Rahul Sharangpani ,  Philip Kraus ,  Chris Olsen ,  Khaled Ahmed

发明人： Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Shankar Muthukrishnan ,  Rahul Sharangpani ,  Philip Kraus ,  Chris Olsen ,  Khaled Ahmed

IPC分类号： H05H1/24

CPC分类号： C23C16/401 ,  C23C16/56

摘要： Methods for forming dielectric materials on a substrate in a single cluster tool are provided. In one embodiment, the method includes providing a cluster tool having a plurality of deposition chambers, depositing a metal-containing oxide layer on a substrate in a first chamber of the cluster tool, treating the metal-containing oxide layer with an insert plasma process in a second chamber of the cluster tool, annealing the metal-containing oxide layer in a third chamber of the cluster tool, and depositing a gate electrode layer on the annealed substrate in a fourth chamber of the cluster tool.

摘要翻译： 提供了在单个集群工具中在基板上形成电介质材料的方法。 在一个实施例中，所述方法包括提供具有多个沉积室的簇工具，在所述簇工具的第一室中的衬底上沉积含金属氧化物层，用插入等离子体工艺处理含金属氧化物层 所述簇工具的第二室，在所述簇工具的第三室中退火所述含金属氧化物层，以及在所述簇工具的第四室中在所述退火的衬底上沉积栅极电极层。

公开(公告)号：US20050260357A1

公开(公告)日：2005-11-24

申请号：US10851514

申请日：2004-05-21

申请人： Christopher Olsen ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Randhir Thakur ,  Shankar Muthukrishnan ,  Philip Kraus

发明人： Christopher Olsen ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Randhir Thakur ,  Shankar Muthukrishnan ,  Philip Kraus

IPC分类号： C23C16/40 ,  C23C16/455 ,  C23C16/56 ,  H01L21/28 ,  H01L21/314 ,  H01L21/316 ,  B05D7/00

CPC分类号： H01L21/3141 ,  C23C16/401 ,  C23C16/405 ,  C23C16/45529 ,  C23C16/56 ,  H01L21/28202 ,  H01L21/3143 ,  H01L21/31637 ,  H01L21/31645 ,  H01L29/517

摘要： In one embodiment, a method for forming a dielectric stack on a substrate is provided which includes depositing a first layer of a dielectric material on a substrate surface, exposing the first layer to a nitridation process, depositing a second layer of the dielectric material on the first layer, exposing the second layer to the nitridation process, and exposing the substrate to an anneal process. In another embodiment, a method for forming a dielectric material on a substrate is provided which includes depositing a metal oxide layer substantially free of silicon on a substrate surface, exposing the metal oxide layer to a nitridation process, and exposing the substrate to an anneal process.

摘要翻译： 在一个实施例中，提供了一种在衬底上形成电介质堆叠的方法，其包括在衬底表面上沉积介电材料的第一层，将第一层暴露于氮化工艺，将第二层介电材料沉积在 第一层，将第二层暴露于氮化工艺，并将衬底暴露于退火工艺。 在另一个实施例中，提供了一种用于在衬底上形成介电材料的方法，其包括在衬底表面上沉积基本上不含硅的金属氧化物层，将金属氧化物层暴露于氮化工艺，以及将衬底暴露于退火工艺 。

公开(公告)号：US20050252449A1

公开(公告)日：2005-11-17

申请号：US11119388

申请日：2005-04-29

申请人： Son Nguyen ,  Kedarnath Sangam ,  Miriam Schwartz ,  Kenric Choi ,  Sanjay Bhat ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Rahul Sharangapani ,  Shankar Muthukrishnan ,  Paul Deaton

发明人： Son Nguyen ,  Kedarnath Sangam ,  Miriam Schwartz ,  Kenric Choi ,  Sanjay Bhat ,  Pravin Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Rahul Sharangapani ,  Shankar Muthukrishnan ,  Paul Deaton

IPC分类号： C23C16/00 ,  C23C16/02 ,  C23C16/40 ,  C23C16/44 ,  C23C16/448 ,  C23C16/455 ,  C23C16/56 ,  F22B1/00

CPC分类号： C23C16/4488 ,  C23C16/0272 ,  C23C16/40 ,  C23C16/401 ,  C23C16/405 ,  C23C16/4412 ,  C23C16/45529 ,  C23C16/45531 ,  C23C16/45544 ,  C23C16/45582 ,  C23C16/56 ,  Y02T50/67 ,  Y10T137/0357 ,  Y10T137/0396 ,  Y10T137/2087

摘要： The embodiments of the invention describe a process chamber, such as an ALD chamber, that has gas delivery conduits with gradually increasing diameters to reduce Joule-Thompson effect during gas delivery, a ring-shaped gas liner leveled with the substrate support to sustain gas temperature and to reduce gas flow to the substrate support backside, and a gas reservoir to allow controlled delivery of process gas. The gas conduits with gradually increasing diameters, the ring-shaped gas liner, and the gas reservoir help keep the gas temperature stable and reduce the creation of particles.

摘要翻译： 本发明的实施例描述了一种处理室，例如ALD室，其具有逐渐增加的直径的气体输送导管，以减少气体输送期间的焦耳汤普森效应，与衬底支撑件平齐的环形气体衬套以维持气体温度 并且减少到基板支撑体背面的气流，以及气体储存器，以允许控制输送处理气体。 直径逐渐增大的气体管道，环形气体衬套和气体储存器有助于保持气体温度稳定并减少颗粒的产生。

公开(公告)号：US07794544B2

公开(公告)日：2010-09-14

申请号：US11925684

申请日：2007-10-26

申请人： Son T. Nguyen ,  Kedarnath Sangam ,  Miriam Schwartz ,  Kenric Choi ,  Sanjay Bhat ,  Pravin K. Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Rahul Sharangapani ,  Shankar Muthukrishnan ,  Paul Deaton

发明人： Son T. Nguyen ,  Kedarnath Sangam ,  Miriam Schwartz ,  Kenric Choi ,  Sanjay Bhat ,  Pravin K. Narwankar ,  Shreyas Kher ,  Rahul Sharangapani ,  Shankar Muthukrishnan ,  Paul Deaton

IPC分类号： C23C16/00 ,  E03B1/00 ,  F17D1/00 ,  F15C1/16

CPC分类号： C23C16/4488 ,  C23C16/0272 ,  C23C16/40 ,  C23C16/401 ,  C23C16/405 ,  C23C16/4412 ,  C23C16/45529 ,  C23C16/45531 ,  C23C16/45544 ,  C23C16/45582 ,  C23C16/56 ,  Y02T50/67 ,  Y10T137/0357 ,  Y10T137/0396 ,  Y10T137/2087

摘要： The embodiments of the invention describe a process chamber, such as an ALD chamber, that has gas delivery conduits with gradually increasing diameters to reduce Joule-Thompson effect during gas delivery, a ring-shaped gas liner leveled with the substrate support to sustain gas temperature and to reduce gas flow to the substrate support backside, and a gas reservoir to allow controlled delivery of process gas. The gas conduits with gradually increasing diameters, the ring-shaped gas liner, and the gas reservoir help keep the gas temperature stable and reduce the creation of particles.

摘要翻译： 本发明的实施例描述了一种处理室，例如ALD室，其具有逐渐增加的直径的气体输送导管，以减少气体输送期间的焦耳汤普森效应，与衬底支撑件平齐的环形气体衬套以维持气体温度 并且减少到基板支撑体背面的气流，以及气体储存器，以允许控制输送处理气体。 直径逐渐增大的气体管道，环形气体衬套和气体储存器有助于保持气体温度稳定并减少颗粒的产生。

公开(公告)号：US08323754B2

公开(公告)日：2012-12-04

申请号：US10851514

申请日：2004-05-21

申请人： Christopher Olsen ,  Pravin K. Narwankar ,  Shreyas S. Kher ,  Randhir Thakur ,  Shankar Muthukrishnan ,  Philip A. Kraus

发明人： Christopher Olsen ,  Pravin K. Narwankar ,  Shreyas S. Kher ,  Randhir Thakur ,  Shankar Muthukrishnan ,  Philip A. Kraus

IPC分类号： H05H1/24

CPC分类号： H01L21/3141 ,  C23C16/401 ,  C23C16/405 ,  C23C16/45529 ,  C23C16/56 ,  H01L21/28202 ,  H01L21/3143 ,  H01L21/31637 ,  H01L21/31645 ,  H01L29/517

摘要： In one embodiment, a method for forming a dielectric stack on a substrate is provided which includes depositing a first layer of a dielectric material on a substrate surface, exposing the first layer to a nitridation process, depositing a second layer of the dielectric material on the first layer, exposing the second layer to the nitridation process, and exposing the substrate to an anneal process. In another embodiment, a method for forming a dielectric material on a substrate is provided which includes depositing a metal oxide layer substantially free of silicon on a substrate surface, exposing the metal oxide layer to a nitridation process, and exposing the substrate to an anneal process.

摘要翻译： 在一个实施例中，提供了一种在衬底上形成电介质堆叠的方法，其包括在衬底表面上沉积介电材料的第一层，将第一层暴露于氮化工艺，将第二层介电材料沉积在 第一层，将第二层暴露于氮化工艺，并将衬底暴露于退火工艺。 在另一个实施例中，提供了一种用于在衬底上形成介电材料的方法，其包括在衬底表面上沉积基本上不含硅的金属氧化物层，将金属氧化物层暴露于氮化工艺，以及将衬底暴露于退火工艺 。