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TWI855089B - 形成矽磷材料之方法 - Google Patents

形成矽磷材料之方法 Download PDF

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TWI855089B
TWI855089B TW109119449A TW109119449A TWI855089B TW I855089 B TWI855089 B TW I855089B TW 109119449 A TW109119449 A TW 109119449A TW 109119449 A TW109119449 A TW 109119449A TW I855089 B TWI855089 B TW I855089B
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愛羅安東尼歐Ｃ 桑契斯
馬克Ｊ 薩利
紹芳 諸
阿布希雪克 督比
史瑞維迪亞 納塔拉珍
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

實施例大體上關於沉積矽磷材料的方法，及更明確地關於在氣相沉積處理(例如，磊晶、CVD或ALD)中使用矽磷化合物以沉積矽磷材料。在一或多個實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法，且包括在沉積處理期間將基板暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體及在基板上沉積含有矽磷材料的膜。矽磷化合物具有化學式[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，其中R的各實例與R'的各實例獨立地為烷基或鹵素，n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；z是0、1或2，及其中x + y + z = 3。

Description

形成矽磷材料之方法
本發明的實施例大體上關於半導體製造、顯示器技術、及其他微電子產業的領域，及更明確地關於沉積含矽材料的方法。
隨著越小與越複雜的電子裝置被製造，需要對於各種應用的介電與結晶材料的更佳摻雜以增強裝置效能。由於微電子產業的處理限制的演進，含磷與砷的矽基材料的所期望的性質組變得越來越難以達成。例如，磊晶矽或具有高位準的應變與低電阻性的含矽材料的選擇區域沉積在較低溫度(小於500°C)已經變得困難。在某些情況中，在高深寬比特徵上方的具有均勻摻雜的共形介電膜是具挑戰性的。又，雖然在沉積期間期望較低溫度，但沉積膜的成長速率與活性摻雜劑位準在較低溫度不期望地減少。由於在熱處理步驟期間的摻雜劑(例如，P或As)的擴散，摻雜分佈控制也是困難的。
因此，期望用於沉積含矽材料的改良方法。
實施例大體上關於沉積矽磷材料的方法，及更明確地關於在氣相沉積處理中使用矽磷化合物以沉積矽磷材料。在一或多個實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法且包括將基板在沉積處理期間暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體及在基板上沉積含有矽磷材料的膜。矽磷化合物具有化學式： [(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，
其中R的各實例獨立地為烷基或鹵素、R'的各實例獨立地為烷基或鹵素、n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；及z是0、1或2，其中x + y + z = 3。
在某些實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法且包括將基板定位在處理腔室中及將基板在磊晶術或磊晶處理期間暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體並在基板上選擇性沉積含有矽磷材料的膜。基板可被加熱至約400°C至約700°C的溫度，及處理腔室可保持在約20托至約600托的壓力。
在其他實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法且包括將基板定位在處理腔室中及將基板在原子層沉積(ALD)處理期間暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體及在基板上沉積含有矽磷材料的膜。基板可被加熱至約100°C至小於400°C的溫度，及處理腔室保持在約100托或更小的壓力。
在一或多個實施例中，提供常駐在電腦可讀媒體上的電腦程式產品且包括致使處理器執行如本文所說明與討論的在基板上形成或者沉積矽磷材料的方法的一或多者的指令。
實施例大體上關於沉積矽磷材料的方法，及更明確地關於在氣相沉積處理中使用矽磷化合物以沉積矽磷材料。矽磷化合物包括保存在藉由本文所說明與討論的沉積處理而沉積或者形成的矽磷材料中的至少一矽磷鍵結。含有矽磷材料的層或膜被沉積、成長、形成或者產生在安置在基板上的一或多個特徵上。示例特徵可為或包括一或多個源極-汲極特徵、一或多個源極-汲極擴充、或其他裝置或特徵。
藉由在此說明與討論的實施例提供的某些有利態樣包括：矽磷材料的相對快速成長速率；相對低沉積溫度(例如，小於500°C，諸如450°C或400°C)；矽磷材料中相對高濃度的磷，其提供矽磷材料相對低電阻值；及由於矽磷化合物或前驅物中的起始矽磷鍵結，矽磷材料中的穩定化磷(降低的磷擴散)。
在一或多個實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法且包括將在基板在沉積處理期間暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體及在基板上沉積含有矽磷材料的膜。沉積處理可為一或多種氣相沉積處理，其為熱處理或電漿處理。示例氣相沉積處理可為或包括磊晶術、磊晶、或原子層磊晶(ALE)處理、原子層沉積(ALD)處理、電漿增強ALD (PE-ALD)處理、化學氣相沉積(CVD)處理、電漿增強CVD (PE-CVD)處理、或前述物的電漿處理。
矽磷化合物含有一或多個矽原子、一或多個磷原子、及一或多個矽磷鍵結。各矽原子可鍵結至一或多個氫原子、一或多個有機基團、一或多個鹵素原子、或前述物的組合。類似地，各磷原子可鍵結至一或多個氫原子、一或多個有機基團、一或多個鹵素原子、或前述物的任何組合。有機基團可為或包括一或多個烷基、烯烴、炔烴、苄基或芳基、及其他官能化有機基團。鹵素原子可為氟、氯、溴、碘、或前述物的任何組合。
在某些實施例中，矽磷化合物可為處理腔室的異地(ex-situ)。例如，矽磷化合物可被取得、購買、或合成，然後直接導入處理腔室。或者，在其他實施例中，矽磷化合物可為處理腔室的原位(in-situ)。例如，一個、兩個、或多個前驅物(例如，一或多個矽烷或烷基矽烷及一或多個膦或烷基膦)可被注射進入處理腔室以在其中產生矽磷化合物。在一或多個實施例中，一或多個矽源(例如，矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、甲矽烷、三級丁基矽烷、或前述物的任何組合)與一或多個磷源(例如，三氯化磷(PCl3 ))組合以產生矽磷化合物。在沉積處理之前及/或在沉積處理期間，矽磷化合物可在處理腔室原位產生。在本文所說明與討論的實施例中有益的矽磷化合物或前驅物及對於生產此類化合物有益的合成處理，在化學評論(Chem. Rev. )2000年，100期，3341-3401頁中G. Fritz等人的「Silylphosphanes：Developments in Phosphorous Chemistry」之論文中被進一步說明與討論。
在一或多個實施例中，矽磷化合物具有化學式： [(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，
其中R的各實例獨立地為有機基團(例如，烷基)或鹵素原子(例如，F、Cl、Br或I)、R'的各實例獨立地為有機基團(例如，烷基)或鹵素原子(例如，F、Cl、Br或I)、n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；及z是0、1或2，其中x + y + z = 3。R的各實例獨立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、這些烷基的任何同分異構物、氟化物、氯化物、溴化物、或碘化物。R'的各實例獨立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、這些烷基的任何同分異構物、氟化物、氯化物、溴化物、或碘化物。在一或多個實例中，R的各實例與R'的各實例獨立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、或前述物的同分異構物。在某些實例中，R的各實例與R'的各實例獨立地選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、二級戊基、異戊基、三級戊基、新戊基、3-戊基、或二級異戊基。
在某些實施例中，n是0而矽磷化合物具有化學式(R3-v Hv Si)x PHy R'z 。在某些實例中，n是0且x是1，而矽磷化合物具有化學式(R3-v Hv Si)PHy R'z 。當n是0且x是1時的矽磷化合物的示例化學式包括R3 Si-PR'2 ；R3 Si-PHR'；R3 Si-PH2 ；R2 HSi-PR'2 ；R2 HSi-PHR'；R2 HSi-PH2 ；RH2 Si-PR'2 ；RH2 Si-PHR'；RH2 Si-PH2 ；H3 Si-PR'2 ；H3 Si-PHR'；或H3 Si-PH2 。矽磷化合物可為或包括一化合物或兩個或多個化合物的一混合物，其中各化合物具有不同化學式。在某些實例中，矽磷化合物可為或包括以下化合物的一或多者：H3 Si-PH2 ；Me2 HSi-PH2 ；MeEtHSi-PH2 ；Me2 HSi-PHMe；tBuMe2 Si-PH2 ；Me2 HSi-PH(tBu) ；tBu2 HSi-PH2 ；H3 Si-PMe2 ；H3 Si-PEt2 ；H3 Si-P(iPr)2 ；H3 Si-P(tBu)2 ；Cl3 Si-PMe2 ；Cl3 Si-PEt2 ；Cl3 Si-P(iPr)2 ；Cl3 Si-P(tBu)2 ；Br3 Si-PMe2 ；Br3 Si-PEt2 ；Br3 Si-P(iPr)2 ；Br3 Si-P(tBu)2 ；BrCl2 Si-PMe2 ；Cl3 Si-PHMe；ClBr2 Si-PMe(tBu) ；ICl2 Si-PMe2 ；Cl3 Si-PEt2 ；ClBr2 Si-P(iPr)H；l3 Si-PH(tBu) ；ClBr2 Si-PHMe；Br2 HSi-PHEt；Br2 MeSi-PMe(iPr) ；ClMe2 Si-PMe2 ；H3 Si-PCl2 ；Me2 HSi-PHCl；MeEtHSi-PBr2 ；Me2 HSi-PMeCl；tBuMe2 Si-PClBr；ClH2 Si-PCl2 ；Me2 ClSi-PHCl；MeClHSi-PBr2 ；BrMeHSi-PMeCl；或tBuCl2 Si-PClBr。
在其他實施例中，n是1而矽磷化合物具有化學式[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)]x -PHy R'z 。在某些實例中，n是1且x是1，而矽磷化合物具有化學式(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)-PHy R'z 。當n是1且x是1時的矽磷化合物的示例化學式包括R3 Si-(R2 Si)-PR'2 ；R3 Si-(R2 Si)-PHR'；R3 Si-(R2 Si)-PH2 ；R2 HSi-(R2 Si)-PR'2 ；R2 HSi-(R2 Si)-PHR'；R2 HSi-(R2 Si)-PH2 ；RH2 Si-(R2 Si)-PR'2 ；RH2 Si-(R2 Si)-PHR'；RH2 Si-(R2 Si)-PH2 ；H3 Si-(R2 Si)-PR'2 ；H3 Si-(R2 Si)-PHR'；H3 Si-(R2 Si)-PH2 ；R3 Si-(H2 Si)-PR'2 ；R3 Si-(H2 Si)-PHR'；R3 Si-(H2 Si)-PH2 ；R2 HSi-(H2 Si)-PR'2 ；R2 HSi-(H2 Si)-PHR'；R2 HSi-(H2 Si)-PH2 ；RH2 Si-(H2 Si)-PR'2 ；RH2 Si-(H2 Si)-PHR'；RH2 Si-(H2 Si)-PH2 ；H3 Si-(H2 Si)-PR'2 ；H3 Si-(H2 Si)-PHR'；H3 Si-(H2 Si)-PH2 ；R3 Si-(RHSi)-PR'2 ；R3 Si-(RHSi)-PHR'；R3 Si-(RHSi)-PH2 ；R2 HSi-(RHSi)-PR'2 ；R2 HSi-(RHSi)-PHR'；R2 HSi-(RHSi)-PH2 ；RH2 Si-(RHSi)-PR'2 ；RH2 Si-(RHSi)-PHR'；RH2 Si-(RHSi)-PH2 ；H3 Si-(RHSi)-PR'2 ；H3 Si-(RHSi)-PHR'；或H3 Si-(RHSi)-PH2 。
在一或多個實施例中，矽磷化合物具有兩個矽磷鍵結(Si-P)，諸如兩個矽原子直接鍵結至一個磷原子。例如，x是2；y是0或1；及z是0或1，其中y + z = 1，而矽磷化合物具有化學式[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]2 PHy R'z 。在某些實例中，矽磷化合物可具有下列化學式的任一者，諸如[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]2 PR'、[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]2 PH、(R3-v Hv Si)2 PR'、或(R3-v Hv Si)2 PH。
在其他實施例中，矽磷化合物具有三個矽磷鍵結，諸如三個矽原子直接鍵結至一個磷原子。例如，x是3；y是0；及z是0，而矽磷化合物具有化學式[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]3 P。在某些實例中，當n是0時，矽磷化合物具有化學式(R3-v Hv Si)3 P。
在一或多個實施例中，除了包括矽磷化合物，沉積氣體也可含有一或多個矽源氣體、一或多個磷源氣體、一或多個摻雜劑源氣體(例如，砷或銻)、一或多個蝕刻劑氣體、一或多個載氣、或前述物的任何組合。例如，在選擇性磊晶沉積中，沉積氣體含有矽磷化合物、一或多個矽源氣體、一或多個磷源氣體、可選地一或多個砷源氣體、一或多個銻源氣體、一或多個蝕刻劑氣體、及一或多個載氣。
矽源氣體可為或包括矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、五矽烷、氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷、四氯矽烷、六氯二矽烷、四乙氧基矽烷(TEOS)、前述物的任何組合。磷源氣體可為或包括膦、三氯化磷、甲膦、乙膦、丙膦、丁膦、二甲膦、二乙膦、二丙膦、二丁膦、三甲膦、三乙膦、三丙膦、三丁膦、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合。若摻雜劑是砷，那麼砷源氣體可為或包括胂、甲胂、乙胂、丙胂、丁胂、二甲胂、二乙胂、二丙胂、二丁胂、三甲胂、三乙胂、三丙胂、三丁胂、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合。若摻雜劑是銻，那麼銻源氣體可為或包括三甲銻、三乙銻、三丙銻、三(二甲胺)銻、三(二乙胺)銻、三氯化銻、三碘化銻、五氟化銻、五氯化銻、正丁氧銻(III)(antimony(III) n-butoxide)、乙氧銻(III)、或前述物的任何組合。蝕刻劑氣體可為或包括氯氣(Cl2 )、氯化氫、氯化烷(alkylchloride)(例如，氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳)、三氯化硼、三氟化氯、氟化氫、氟氣(F2 )、前述物的加合物、前述物的電漿、或前述物的任何組合。載氣可為或包括氫氣(H2 )、氮氣(N2 )、形成氣體(例如，至少含有氫與氮的混合物)、氬、氦、或前述物的任何組合。
在一或多個實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法且包括將基板在磊晶術或磊晶處理期間暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體及在基板上選擇性沉積含有矽磷材料的膜。基板在沉積處理期間可定位在處理腔室中或者被包含在處理腔室中，處理腔室諸如磊晶腔室或CVD腔室。基板在沉積處理期間可被加熱至及/或保持在溫度為約400°C、約450°C、或約500°C至約550°C、約600°C、約650°C、或約700°C。處理腔室在沉積處理期間可被加壓至及/或保持在壓力為約20托、約50托、約80托、約100托或約150托至約200托、約250托、約300托、約400托、約500托、約600托、或更大。在一或多個實例中，基板定位在處理腔室中且基板在例如磊晶處理的沉積處理期間被加熱至及/或保持在溫度為約400°C至約700°C，同時處理腔室被加壓至及/或保持在壓力為約20托至約600托。
在其他實施例中，提供在基板上形成矽磷材料的方法且包括將處理腔室中的基板在ALD處理期間暴露於含有一或多種矽磷化合物的沉積氣體，及在基板上沉積含有矽磷材料的膜。基板在沉積處理期間可被定位在處理腔室中或者被包含在處理腔室中，處理腔室諸如ALD腔室。基板在沉積處理期間可被加熱至及/或保持在溫度為約50°C、約100°C、或約150°C至約200°C、約250°C、約300°C、約350°C、約375°C、約390°C、或小於約400°C。處理腔室在沉積處理期間可被加壓至及/或保持在壓力為約0.001托、約0.01托、或約0.1托至約1托、約10托、或約100托。在一或多個實例中，在諸如例如ALD處理的沉積處理期間，基板定位在處理腔室中且基板被加熱至及/或保持在溫度為約100°C至小於400°C，同時處理腔室被加壓至及/或保持在壓力為約100托或更小。
在某些實施例中，可控制沉積處理以沉積、成長、或者產生包括或含有矽磷材料的一或多個介電材料。例如，矽磷材料可為或包括矽、磷、氧、碳、及氮。在某些實例中，矽磷材料也可包括一或多個摻雜劑，諸如砷、銻、鍺、硼、或前述物的任何組合。
含有矽磷材料的沉積膜或層可以一範圍中的速率沉積，此範圍從約10 Å/分、約20 Å/分、約50 Å/分、或約100 Å/分至約150 Å/分、約300 Å/分、約500 Å/分、約1,000 Å/分、約1,500 Å/分、約2,000 Å/分、諸如，例如從約10 Å/分至約2,000 Å/分。矽磷材料可具有磷濃度為約1×1020 原子/cm3 、約5×1020 原子/cm3 、或約1×1021 原子/cm3 至約5×1021 原子/cm3 、約1×1022 原子/cm3 、或約5×1022 原子/cm3 。例如，矽磷材料可具有磷濃度在範圍從約1×1020 原子/cm3 至約5×1022 原子/cm3 、約1×1020 原子/cm3 至約1×1022 原子/cm3 、或約1×1021 原子/cm3 至約1×1022 原子/cm3 。矽磷材料可具有砷濃度及/或其他摻雜劑濃度為約1×1020 原子/cm3 、約5×1020 原子/cm3 、或約1×1021 原子s/cm3 至約5×1021 原子/cm3 、約1×1022 原子/cm3 、或約5×1022 原子/cm3 。例如，矽磷材料可具有砷濃度及/或其他摻雜劑濃度在範圍從約1×1020 原子/cm3 至約5×1022 原子/cm3 、約1×1020 原子/cm3 至約1×1022 原子/cm3 、或約1×1021 原子/cm3 至約1×1022 原子/cm3 。
本文所說明與揭示的方法或處理可執行在設置以在基板上成長、形成、沉積、或者產生材料的處理腔室中。理解到在單晶矽材料上沉積矽磷材料、矽、或其他矽材料以在單晶矽材料上形成矽磷材料、矽、或摻雜矽的磊晶層，已知為成長磊晶層。在一或多個實施例中，處理腔室是CENTURA® RP EPI腔室與PRODUCER® CVD腔室，其可商業上從加州聖克拉拉的應用材料公司取得。
本發明的益處包括作為磊晶層/膜的矽磷材料的沉積、形成、成長或者生產，作為磊晶層/膜的矽磷材料可用於在相對低溫形成具有均勻摻雜的源極與汲極擴充，且無離子佈植損傷及/或鰭式結構的通道的非晶質化。本發明的進一步益處包括在源極與汲極擴充、源極與汲極特徵、至源極與汲極特徵的觸點之中或之上的矽磷材料的沉積、形成、成長或者生產。本文所說明與討論的實施例提供的其他有利態樣包括：矽磷材料的相對快速成長速率；相對低沉積溫度(例如，小於500°C，諸如約450°C或約400°C)；在矽磷材料中相對高濃度的磷，其提供矽磷材料相對低電阻值；及由於矽磷化合物或前驅物中的起始矽磷鍵結，矽磷材料中的穩定化磷(降低磷擴散)。在某些實例中，小於500°C的相對低沉積溫度可為約400°C、約420°C、約435°C、或約450°C至約460°C、約480°C、約490°C、或約495°C。
在一或多個實施例中，為了促進控制處理腔室以執行本文所述與討論的方法(例如，在基板上形成矽磷材料的方法)，一控制器(未示出)可為可使用在工業設定中的一種任何形式的通用電腦處理器，用於控制各種處理腔室與子處理器。中央處理器(CPU)的記憶體或電腦可讀媒體(CRM)可為一或多種的輕易取得的記憶體，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟機、硬碟機、或任何其他形式的數位存儲，本端或遠端的(未示出)。支持電路可耦接至CPU，用於以習知方式支持處理器。這些電路包括快取、電源、時鐘電路、輸入/輸出電路及子系統、及類似物(未示出)。
本文所述與討論的方法可大體上儲存在記憶體中作為電腦程式產品或軟體程序，其當藉由CPU實行時，致使處理腔室執行本文所述與討論的處理或方法。電腦程式產品或軟體程序也可藉由第二CPU(未示出)儲存及/或實行，第二CPU位在被此CPU控制的硬體的遠端。此方法的某部分或全部也可在硬體中執行。因此，此方法的實施例可在軟體中實施且使用電腦系統在硬體中實行作為，例如應用特定積體電路或其他類型的硬體裝備、或作為軟體與硬體的組合。在基板定位在基板支持台座上之後，可實行電腦程式產品或軟體程序。當藉由CPU執行時，電腦程式產品或軟體程序將通用目的電腦轉變成控制腔室操作的特定目的電腦(控制器)，使得本文所述與揭示的方法被執行。
在一或多個實施例中，電腦程式產品或軟體程序常駐在CRM上，且電腦程式產品或軟體程序包括致使處理器執行本文所述與揭示的在基板上形成或者沉積任意的矽磷材料的一或多個方法的指令。
本發明的實施例進一步關於下列段落1-35的任一者或多者：
1.一種在基板上形成矽磷材料的方法，包含：將基樣在沉積處理期間暴露於包含矽磷化合物的沉積氣體；及在基板上沉積包含矽磷材料的膜，其中矽磷化合物具有化學式：[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，及其中：R的各實例獨立地為烷基或鹵素；R'的各實例獨立地為烷基或鹵素；n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；及z是0、1或2；其中x + y + z = 3。
2.根據段落1的方法，其中R的各實例獨立地選自由甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、及前述物的同分異構物所構成的群組。
3.根據段落1或2的方法，其中R'的各實例獨立地選自由甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、及前述物的同分異構物所構成的群組。
4.根據段落1-3中任一者的方法，其中R的各實例與R'的各實例獨立地選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、或三級丁基。
5.根據段落1-4中任一者的方法，其中n是0，且其中矽磷化合物具有化學式(R3-v Hv Si)x PHy R'z 。
6.段落5的方法，其中矽磷化合物具有選自下列化學式所構成的群組中的化學式：R3 Si-PR'2 ；R3 Si-PHR'；R3 Si-PH2 ；R2 HSi-PR'2 ；R2 HSi-PHR'；R2 HSi-PH2 ；RH2 Si-PR'2 ；RH2 Si-PHR'；RH2 Si-PH2 ；H3 Si-PR'2 ；H3 Si-PHR'；及H3 Si-PH2 。
7.段落5的方法，其中矽磷化合物選自以下物種構成的群組：H3 Si-PH2 ；Me2 HSi-PH2 ；tBu2 HSi-PH2 ；H3 Si-PMe2 ；H3 Si-PEt2 ；H3 Si-P(iPr)2 ；及H3 Si-P(tBu)2 。
8.段落5的方法，其中矽磷化合物選自以下物種構成的群組：Cl3 Si-PMe2 、Cl3 Si-PEt2 、Cl3 Si-P(iPr)2 、Cl3 Si-P(tBu)2 、Br3 Si-PMe2 、Br3 Si-PEt2 、Br3 Si-P(iPr)2 、及Br3 Si-P(tBu)2 。
9.根據段落1-4中任一者的方法，其中n是1，及其中矽磷化合物具有化學式(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)-PHy R'z 。
10.段落9的方法，其中矽磷化合物具有選自以下化學式所構成的群組的化學式：R3 Si-(R2 Si)-PR'2 ；R3 Si-(R2 Si)-PHR'；R3 Si-(R2 Si)-PH2 ；R2 HSi-(R2 Si)-PR'2 ；R2 HSi-(R2 Si)-PHR'；R2 HSi-(R2 Si)-PH2 ；RH2 Si-(R2 Si)-PR'2 ；RH2 Si-(R2 Si)-PHR'；RH2 Si-(R2 Si)-PH2 ；H3 Si-(R2 Si)-PR'2 ；H3 Si-(R2 Si)-PHR'；H3 Si-(R2 Si)-PH2 ；R3 Si-(H2 Si)-PR'2 ；R3 Si-(H2 Si)-PHR'；R3 Si-(H2 Si)-PH2 ；R2 HSi-(H2 Si)-PR'2 ；R2 HSi-(H2 Si)-PHR'；R2 HSi-(H2 Si)-PH2 ；RH2 Si-(H2 Si)-PR'2 ；RH2 Si-(H2 Si)-PHR'；RH2 Si-(H2 Si)-PH2 ；H3 Si-(H2 Si)-PR'2 ；H3 Si-(H2 Si)-PHR'；H3 Si-(H2 Si)-PH2 ；R3 Si-(RHSi)-PR'2 ；R3 Si-(RHSi)-PHR'；R3 Si-(RHSi)-PH2 ；R2 HSi-(RHSi)-PR'2 ；R2 HSi-(RHSi)-PHR'；R2 HSi-(RHSi)-PH2 ；RH2 Si-(RHSi)-PR'2 ；RH2 Si-(RHSi)-PHR'；RH2 Si-(RHSi)-PH2 ；H3 Si-(RHSi)-PR'2 ；H3 Si-(RHSi)-PHR'；及H3 Si-(RHSi)-PH2 。
11.根據段落1-4中任一者的方法，其中x是2；y是0或1；及z是0或1，其中y + z = 1，及其中矽磷化合物具有化學式[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]2 PHy R'z 。
12.根據段落1-4中任一者的方法，其中x是3；y是0；及z是0，及其中矽磷化合物具有化學式[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]3 P。
13.根據段落1-9中任一者的方法，其中基板在沉積處理期間在處理腔室中，及其中在沉積處理之前或沉積處理期間，矽磷化合物在處理腔室原位地產生。
14.根據段落1-13中任一者的方法，其中沉積處理是磊晶處理、原子層沉積(ALD)處理、化學氣相沉積(CVD)處理、或前述物的電漿處理。
15.根據段落1-14中任一者的方法，其中沉積氣體進一步包含矽源氣體、磷源氣體、砷源氣體、銻源氣體、蝕刻劑氣體、載氣、或前述物的任何組合的一或多者。
16.段落15的方法，其中矽源氣體包含矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷、四氯矽烷、六氯二矽烷、四乙氧基矽烷(TEOS)、或前述物的任何組合。
17.段落15的方法，其中磷源氣體包含膦、三氯化磷、甲膦、乙膦、丙膦、丁膦、二甲膦、二乙膦、二丙膦、二丁膦、三甲膦、三乙膦、三丙膦、三丁膦、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合。
18.段落15的方法，其中砷源氣體包含胂、甲胂、乙胂、丙胂、丁胂、二甲胂、二乙胂、二丙胂、二丁胂、三甲胂、三乙胂、三丙胂、三丁胂、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合。
19.段落15的方法，其中蝕刻劑氣體包含氯氣(Cl2 )、氯化氫、氯化烷(alkylchloride)、或前述物的任何組合。
20.段落15的方法，其中載氣包含氫氣(H2 )、氮氣(N2 )、形成氣體、氫與氮的混合物、氬、氦、或前述物的任何組合。
21.根據段落1-20中任一者的方法，其中基板在沉積處理期間在處理腔室中，基板在沉積處理期間被加熱至約400°C至約700°C的溫度，及處理腔室在沉積處理期間保持在約20托至約600托的壓力。
22.段落21的方法，其中沉積處理是磊晶處理。
23.根據段落1-20中任一者的方法，其中基板在沉積處理期間在處理腔室中，基板在沉積處理期間被加熱至約100°C至小於400°C的溫度，及處理腔室在沉積處理期間保持在約100托或更小的壓力。
24.段落23的方法，其中沉積處理是原子層沉積處理。
25.段落23的方法，其中矽磷材料包含矽、磷、氧、碳、及氮。
26.根據段落1-25中任一者的方法，其中包含矽磷材料的膜沉積在安置在基板上的特徵上，及其中特徵是源極-汲極或源極-汲極擴充。
27.根據段落1-26中任一者的方法，其中矽磷材料包含磷濃度在範圍從約1×1020 原子/cm3 至約1×1022 原子/cm3 。
28.根據段落1-27中任一者的方法，其中包含矽磷材料的膜以範圍從約10 Å/分至約2,000 Å/分的速率沉積。
29.根據段落1-28中任一者的方法，其中沉積處理是磊晶處理，進一步包含：將基板定位在處理腔室中；將基板加熱至約400°C至約700°C的溫度；及將處理腔室保持在約20托至約600托的壓力。
30.根據段落1-28中任一者的方法，其中沉積處理是原子層沉積處理，進一步包含：將基板定位在處理腔室中；將基板加熱至約100°C至小於400°C的溫度；及將處理腔室保持在約100托或更小的壓力。
31.一種在基板上形成矽磷材料的方法，包含：在磊晶處理期間，將處理腔室中的基板暴露於包含矽磷化合物的沉積氣體；及在基板上選擇性沉積包含矽磷材料的膜，其中基板被加熱至約400°C至約700°C的溫度；其中處理腔室保持在約20托至約600托的壓力；其中矽磷化合物具有化學式：[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，及其中：R的各實例獨立地為烷基或鹵素；R'的各實例獨立地為烷基或鹵素；n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；及z是0、1或2；其中x + y + z = 3。
32.一種在基板上形成矽磷材料的方法，包含：在原子層沉積處理期間，將處理腔室中的基板暴露於包含矽磷化合物的沉積氣體；及在基板上沉積包含矽磷材料的膜，其中基板被加熱至約100°C至小於400°C的溫度；其中處理腔室保持在約100托或更小的壓力；其中矽磷化合物具有化學式：[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，及其中：R的各實例獨立地為烷基或鹵素；R'的各實例獨立地為烷基或鹵素；n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；及z是0、1或2；其中x + y + z = 3。
33.一種矽磷材料，藉由段落1-32中任一者的方法而沉積、形成或者生產。
34.一種常駐在電腦可讀媒體上的電腦程式產品，電腦程式產品包含致使處理器執行段落1-32中任一者的方法的指令。
35.一種常駐在電腦可讀媒體上的電腦程式產品，電腦程式產品包含致使處理器執行在基板上形成矽磷材料的方法的指令，此方法包含：在沉積處理期間，將基板暴露於包含矽磷化合物的沉積氣體；及在基板上沉積包含矽磷材料的膜，其中矽磷化合物具有化學式：[(R3-v Hv Si)-(R2-w Hw Si)n ]x PHy R'z ，及其中：R的各實例獨立地為烷基或鹵素；R'的各實例獨立地為烷基或鹵素；n是0、1或2；v是0、1、2或3；w是0、1或2；x是1、2或3；y是0、1或2；及z是0、1或2；其中x + y + z = 3。
雖然前述內容關於本發明的實施例，但在不背離本發明的基本範疇可構想到其他與進一步實施例，且本發明的範疇由之後的申請專利範圍所決定。本文所述的所有文件以引用方式併入本文，包括任何優先權文件及/或至與本文不一致的範圍之試驗步驟。因為由前述的概要說明與特定實施例是顯而易見的，當本發明的形式已被闡明與說明，在不背離本發明的精神與範疇可進行各種修改。因此，不期望本發明侷限於此。同樣地，用語「包含」在專利法上被當作用語「包括」的同義詞。同樣地，每當一組成、一成分、或一群組的成分以過渡詞「包含」前綴，應理解到我們也料想以過渡詞「基本上由…構成」、「由…構成」、「選自由…構成的群組」、「是」前綴而提及的組成、成分、或多個成分是相同的組成或群組的成分，反之亦然。
如本文所述與討論的，烷基基團可具有下列的命名：甲基(CH3 –或Me)、乙基(CH3 CH2 –或Et)、丙基(Pr)可為正丙基(CH3 CH2 CH2 –或nPr)或異丙基((CH3 )2 CH–或iPr)、丁基(Bu)可為正丁基(CH3 CH2 CH2 CH2 –或nBu)、二級丁基(CH3 CH2 (CH3 )CH–或sBu)、異丁基((CH3 )2 CHCH2 –或iBu)、三級丁基((CH3 )3 C–或tBu)。
已經使用一組的數值上限與一組的數值下限來說明某些實施例或特徵。應理解到除非另外指明，料想到此範圍包括任兩個數值的組合，例如，任意較低數值與任意較高數值的組合、任兩個較低數值的組合、及/或任兩個較高數值的組合。某些下限、上限與範圍出現在之後的一或多個請求項中。
無
無。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (18)

  1. 一種在一基板上形成一矽磷材料的方法，包含以下步驟：在一沉積處理期間，將該基板暴露於包含一矽磷化合物的一沉積氣體；及在該基板上沉積包含該矽磷材料的一膜，其中該矽磷化合物具有化學式：R2HSi-(R2Si)-PR'2，及其中：R的各實例獨立地為一烷基或一鹵素；以及R'的各實例獨立地為一烷基或一鹵素。
  2. 如請求項1所述之方法，其中R的各實例以及R'的各實例獨立地選自由甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、及前述物的同分異構物所構成的群組。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該基板在該沉積處理期間在一處理腔室中，及其中在該沉積處理之前或在該沉積處理期間，該矽磷化合物在該處理腔室被原位地產生。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該沉積氣體進一步包含以下的一或多者：一矽源氣體、一磷源氣體、一砷源氣體、一銻源氣體、一蝕刻劑氣體、一載氣、或前述物的任何組合。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該矽源氣體包 含矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷、四氯矽烷、六氯二矽烷、四乙氧基矽烷(TEOS)、前述物的任何組合。
  6. 如請求項4所述之方法，其中：該磷源氣體包含膦、三氯化磷、甲膦、乙膦、丙膦、丁膦、二甲膦、二乙膦、二丙膦、二丁膦、三甲膦、三乙膦、三丙膦、三丁膦、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合；該砷源氣體包含胂、甲胂、乙胂、丙胂、丁胂、二甲胂、二乙胂、二丙胂、二丁胂、三甲胂、三乙胂、三丙胂、三丁胂、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合；該蝕刻劑氣體包含氯氣(Cl2)、氯化氫、氯化烷(alkylchloride)、或前述物的任何組合；及該載氣包含氫氣(H2)、氮氣(N2)、形成氣體、氫氣與氮氣的一混合物、氬、氦、或前述物的任何組合。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該沉積處理是一原子層沉積(ALD)處理，其中在該ALD處理期間將該基板定位在一處理腔室中，在該ALD處理期間將該基板加熱至約100℃至小於400℃的一溫度，以及在該ALD處理期間將該處理腔室保持在約100托或更小的一壓力。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該矽磷材料包含矽、磷、氧、碳、及氮。
  9. 如請求項1所述之方法，其中包含該矽磷材料的該膜沉積在安置在該基板上的一特徵上，其中該特徵是一源極-汲極或一源極-汲極擴充，以及其中該矽磷材料包含在從約1×1020原子/cm3至約1×1022原子/cm3的一範圍中的一磷濃度。
  10. 一種在一基板上形成一矽磷材料的方法，包含以下步驟：在一磊晶處理期間，將一處理腔室中的該基板暴露於包含一矽磷化合物的一沉積氣體；及在該基板上選擇性沉積包含該矽磷材料的一膜，其中該基板被加熱至約400℃至約700℃的一溫度；其中該處理腔室保持在約20托至約600托的一壓力；其中該矽磷化合物具有化學式：R2HSi-(R2Si)-PR'2，及其中：R的各實例獨立地為一烷基或一鹵素；以及R'的各實例獨立地為一烷基或一鹵素。
  11. 一種在一基板上形成一矽磷材料的方法，包含以下步驟：在一原子層沉積(ALD)處理期間，將一處理腔室中的該基板暴露於包含一矽磷化合物的一沉積氣體；及在該基板上沉積包含該矽磷材料的一膜， 其中該基板被加熱至約100℃至小於400℃的一溫度；其中該處理腔室保持在約100托或更小的一壓力；其中該矽磷化合物具有化學式：R2HSi-(R2Si)-PR'2，及其中：R的各實例獨立地為一烷基或一鹵素；以及R'的各實例獨立地為一烷基或一鹵素。
  12. 如請求項11所述之方法，其中R的各實例以及R'的各實例獨立地選自由甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、及前述物的同分異構物所構成的群組。
  13. 如請求項11所述之方法，其中在該ALD處理之前或在該ALD處理期間，該矽磷化合物在該處理腔室被原位地產生。
  14. 如請求項11所述之方法，其中該沉積氣體進一步包含以下的一或多者：一矽源氣體、一磷源氣體、一砷源氣體、一銻源氣體、一蝕刻劑氣體、一載氣、或前述物的任何組合。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該矽源氣體包含矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷、四氯矽烷、六氯二矽烷、四乙氧基矽烷(TEOS)、前述物的任何組合。
  16. 如請求項14所述之方法，其中： 該磷源氣體包含膦、三氯化磷、甲膦、乙膦、丙膦、丁膦、二甲膦、二乙膦、二丙膦、二丁膦、三甲膦、三乙膦、三丙膦、三丁膦、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合；該砷源氣體包含胂、甲胂、乙胂、丙胂、丁胂、二甲胂、二乙胂、二丙胂、二丁胂、三甲胂、三乙胂、三丙胂、三丁胂、前述物的烷基同分異構物、前述物的加合物、或前述物的任何組合；該蝕刻劑氣體包含氯氣(Cl2)、氯化氫、氯化烷(alkylchloride)、或前述物的任何組合；及該載氣包含氫氣(H2)、氮氣(N2)、形成氣體、氫氣與氮氣的一混合物、氬、氦、或前述物的任何組合。
  17. 如請求項11所述之方法，其中該矽磷材料包含矽、磷、氧、碳及氮。
  18. 如請求項11所述之方法，其中包含該矽磷材料的該膜沉積在安置在該基板上的一特徵上，其中該特徵是一源極-汲極或一源極-汲極擴充，以及其中該矽磷材料包含在從約1×1020原子/cm3至約1×1022原子/cm3的一範圍中的一磷濃度。
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