[发明专利]以氮化钛为主的保形薄膜及其形成方法

权利要求书

1.一种形成扩散势垒的方法，所述方法包括：

通过在反应腔室中大于1托的压力下使半导体衬底暴露到多个气相沉积循环来形成包括TiSiN或TiAlN中的一或两者的薄膜，其中所述气相沉积循环包括暴露到钛(Ti)前体、暴露到氮(N)前体及暴露到硅(Si)前体或铝(Al)前体中的一或两者，

其中所述半导体衬底包括使得所述半导体衬底的暴露到所述一或多个气相沉积循环的表面积与对应未图案化半导体衬底的表面积的比率超过2的表面形貌。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面形貌包括多个具有超过5的纵横比的沟槽或通孔。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述沟槽或通孔的数目及尺寸使得所述表面积的所述比率超过20。

4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述薄膜包括在所述反应腔室中3托到10托的压力下使所述半导体衬底暴露到一或多个气相沉积循环。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述Ti前体、所述N前体及所述Si或Al前体中的一或多者在室温及大气压下是液体。

6.根据权利要求1所述的方法，其中使所述半导体衬底暴露到所述一或多个气相沉积循环包括：

使所述半导体衬底暴露到多个第一沉积阶段，其中所述第一沉积阶段中的每一者包括所述暴露到所述Ti前体及所述暴露到所述N前体；及

使所述半导体衬底暴露到多个第二沉积阶段，其中所述第二沉积阶段中的每一者包括所述暴露到所述Si前体或所述Al前体中的一或两者。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二沉积阶段中的至少一者进一步包括进一步暴露到所述N前体。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一沉积阶段的数目与所述第二沉积阶段的数目的比率使得所述薄物至少部分非晶。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一沉积阶段的所述数目与所述第二沉积阶段的所述数目的所述比率等于或小于15:1。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述薄膜包括具有超过约10原子％的硅浓度的TiSiN。

11.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一沉积阶段的数目及所述第二沉积阶段的数目使得所述薄膜在层深度方向上基本上均匀。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一沉积阶段的所述数目或所述第二沉积阶段的所述数目并未超过约50个循环。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述薄膜包括TiSiN，且其中所述Si前体是选自由SiH₄、Si₂H₆、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl、Si₂Cl₆及Si₃Cl₈组成的群组的化合物。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述薄膜包括TiAlN，且其中所述Al前体是选自由三甲基铝、三异丁基铝及三(二甲基酰胺基)铝组成的群组的化合物。

15.根据权利要求1所述的方法，其中使所述半导体衬底暴露到所述气相沉积循环是在450℃到650℃的衬底温度下执行。