[发明专利]包含铝合金的具有高铝含量的膜的沉积

说明书

所提供的是包括铝、碳和金属的膜，其中铝的元素含量是大于约16％的量，且碳含量小于约50％。还提供了沉积所述膜的方法。

技术领域

本发明的实施方式大体涉及膜沉积，且特别涉及适合作为N-金属膜的膜的沉积。

背景技术

在基板表面上的薄膜沉积在多种工业中都是重要的工艺，这些工业包括半导体处理、用于磁性读取/写入磁头的电介质以及扩散阻挡涂层。特别地，在半导体工业中，微型化需要薄膜沉积的原子级控制，以于高深宽比结构上产生保形涂层。

膜的一种重要类型是金属碳化物。这些膜被结合于许多应用中，包括栅极堆叠。一些金属碳化物工艺是已知的，包括沉积含有相对低铝含量的膜的一些工艺。然而，目前还没有一种已知工艺可以沉积膜中包含相对高铝浓度(level)的铝碳化物膜。此外，因为外表特征(aspect features)的尺寸减少，所以需要调整电阻率，为了调整电阻率，将会需要降低碳含量。因此，需要有包含相对高铝含量和/或相对低碳含量的膜以及沉积所述膜的方法。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种包含铝、碳和金属的膜，其中铝的元素含量是大于约16％的量，且碳含量小于约50％。在一些实施方式中，所述金属选自由钛、钽和铪组成的群组。在一或更多个实施方式中，铝的元素含量是大于约20％的量。在一些实施方式中，碳的元素含量是小于约30％的量。在一或更多个实施方式中，金属与碳的元素含量比例小于约50％。

本发明的第二方面涉及一种沉积膜的方法，所述方法包括：使基板表面暴露于金属卤化物前驱物，所述金属卤化物前驱物包括金属卤化物，以于所述基板表面处提供金属卤化物；清除过剩的金属卤化物；使所述基板表面暴露于一或多种烷基铝前驱物，所述一或多种烷基铝前驱物包括以下物质的一或多种：三甲基铝(trimethyl aluminum)、三乙基铝(triethyl aluminum)、氢化二甲基铝(dimethyaluminum hydride；DMAH)、二乙基氢化铝(diethylhydridoaluminum)、甲基二氢化铝(methyldihydroaluminum)以及化学式是[(CxHy)_3-aAlH_a]_n的氢化烷基铝，其中x具有1至3的数值，y具有2x+2的数值，a具有1至2的数值，以及n具有1至4的数值。在一些实施方式中，所述方法进一步包括使所述基板表面暴露于胺-铝烷(amine-alane)和稳定化胺，以提供包括金属铝合金的N-金属膜。在一或多个实施方式中，所述基板表面具有约200℃或300℃至约400℃的温度。

在一些实施方式中，在暴露于铝烷前驱物之前进行暴露于所述烷基铝前驱物。在一或多个实施方式中，在暴露于所述铝烷前驱物之后进行暴露于所述烷基铝前驱物。在一些实施方式中，所述稳定化胺选自二甲基环己胺(dimethylcyclohexylamine)和二环甲基己胺(dicyclomethylhexylamine)。在一或多个实施方式中，所述金属选自钛、钽和铪中的一或多种。

在一些实施方式中，所述金属卤化物选自选自由TiCl₄、TaCl₅、和HfCl₄组成的群组的金属卤化物。在一或多个实施方式中，所述基板表面暴露于所述烷基铝与所述基板表面暴露于所述铝烷前驱物至少部分重叠。