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▶ アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-05
(54)【発明の名称】選択的ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ堆積
(51)【国際特許分類】
C23C 16/22 20060101AFI20240129BHJP
C23C 16/50 20060101ALI20240129BHJP
【ＦＩ】
C23C16/22
C23C16/50
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023542665
(86)(22)【出願日】2022-01-17
(85)【翻訳文提出日】2023-09-08
(86)【国際出願番号】 US2022012672
(87)【国際公開番号】W WO2022155572
(87)【国際公開日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】63/138,589
(32)【優先日】2021-01-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/577,113
(32)【優先日】2022-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ウー， チェン－イン
(72)【発明者】
【氏名】フアン， イー－チャウ
【テーマコード（参考）】
4K030
【Ｆターム（参考）】
4K030AA02
4K030AA06
4K030AA07
4K030AA17
4K030BA09
4K030BA16
4K030BA26
4K030BA29
4K030FA01
4K030JA05
4K030JA09
4K030JA10
4K030LA15
(57)【要約】
ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を基板上に堆積させる方法が説明される。この方法は、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む前駆体混合物に基板を曝露して、基板上にホウ素・ケイ素・ゲルマニウム・スズ（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を形成することを含む。
【選択図】図１Ｂ
【選択図】図１Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
膜を形成する方法であって、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＲＰＣＶＤ）プロセスにおいて、基板を前駆体混合物に曝露することを含み、前記前駆体混合物は、前記基板上にホウ素・ケイ素・ゲルマニウム・スズ（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を形成するための、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む、
方法。
【請求項2】
前記ホウ素前駆体、前記ケイ素前駆体、前記ゲルマニウム前駆体、および前記スズ前駆体が、４５０℃未満の温度で並流される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記温度が、２５０℃から４００℃までの範囲である、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
圧力が、４０Ｔｏｒｒから６００Ｔｏｒｒまでの範囲である、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記ホウ素前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記ケイ素前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１０００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記ゲルマニウム前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記スズ前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１０ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記ケイ素前駆体が、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、およびハロゲン化ケイ素のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記ハロゲン化ケイ素が、塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）、およびヨウ化ケイ素（ＳｉＩ４）からなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記ホウ素前駆体が、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記ゲルマニウム前駆体が、ゲルマン（ＧｅＨ４）およびジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記スズ前駆体が、塩化スズ（ＳｎＣｌ４）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記スズ前駆体が、液体である、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記前駆体混合物が、塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ４）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記前駆体混合物が、キャリアガスをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記キャリアガスが、水素を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記キャリアガスが、１０ｓｌｍから３０ｓｌｍまでの範囲の量で存在する、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
膜を形成する方法であって、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＲＰＣＶＤ）プロセスにおいて、２５０℃から４００℃までの範囲の温度、４０Ｔｏｒｒから６００Ｔｏｒｒまでの範囲の圧力で、キャリアガス中の前駆体混合物を基板表面上に並流させることを含み、前記前駆体混合物は、前記基板表面上にホウ素・ケイ素・ゲルマニウム・スズ（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を形成するための、ホウ素（Ｂ）前駆体、ケイ素（Ｓｉ）前駆体、ゲルマニウム（Ｇｅ）前駆体、およびスズ（Ｓｎ）前駆体を含む、
方法。
【請求項17】
前記キャリアガスが、水素を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記前駆体混合物が、塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ４）をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記ケイ素前駆体が、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）、およびヨウ化ケイ素（ＳｉＩ４）のうちの１つ以上を含み、前記ホウ素前駆体が、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を含み、前記ゲルマニウム前駆体が、ゲルマン（ＧｅＨ４）およびジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）のうちの１つ以上を含み、前記スズ前駆体が、塩化スズ（ＴｉＣｌ４）を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記ホウ素前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記ケイ素前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１０００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記ゲルマニウム前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記スズ前駆体が、０ｓｃｃｍ超から１０ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記塩化ゲルマニウムが、０ｓｃｃｍ超から１００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、前記キャリアガスが、１０ｓｌｍから３０ｓｌｍまでの範囲の量で存在する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］本開示の実施形態は、電子デバイス製造の分野に関し、特に集積回路（ＩＣ）製造に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＲＰＣＶＤ）によってケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を堆積させる方法を提供する。
【背景技術】
【0002】
［０００２］集積回路は、１つのチップ上に数百万個のトランジスタ、コンデンサ、抵抗を含むことができる複雑なデバイスへと進化してきた。チップ設計の進化は、回路の高速化と高密度化を絶えず要求している。回路の高速化、高密度化の要求は、そのような集積回路の製造に使用される材料にも相応の要求を課している。詳細には、集積回路部品の寸法が縮小するにつれて、このような部品から適切な電気的性能を得るためには、低抵抗率の導電性材料と低誘電率の絶縁材料を使用する必要がある。
【0003】
［０００３］デバイスの寸法が縮小するにつれて、デバイスの形状や材料は、故障を起こさずにスイッチング速度を維持することが難しくなってきた。チップ設計者がデバイスの寸法を縮小し続けることを可能にするいくつかの新技術が登場した。デバイス構造の寸法を制御することは、現在および将来の技術世代にとって重要な課題である。
【0004】
［０００４］マイクロエレクトロニクスデバイスは、半導体基板上に集積回路として製造され、集積回路内では、様々な導電層が互いに相互接続されて、電子信号がデバイス内を伝搬するのを可能にする。このようなデバイスの例としては、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、すなわちＭＯＳＦＥＴがある。ゲート電極は、集積回路の一部である。例えば、ＭＯＳＦＥＴは、半導体基板に形成されたソース領域とドレイン領域の間に配置されたゲート構造を備える。ゲート構造またはスタックは、一般に、ゲート電極とゲート誘電体を備える。ゲート電極は、ゲート誘電体上に配置され、ゲート誘電体下のドレイン領域とソース領域の間に形成されたチャネル領域における電荷キャリアの流れを制御する。
【0005】
［０００５］スズ（Ｓｎ）の添加は、ｐＭＯＳコンタクトの接触抵抗率を下げることが知られている。選択的低温Ｓｎ含有プロセスは、低温での前駆体間の非両立性のために、非常に困難である。非両立性の例としては、ホウ素（Ｂ）と塩素（Ｃｌ）、スズ（Ｓｎ）とホウ素（Ｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）とホウ素（Ｂ）などがある。したがって、半導体層と金属層の間の界面工学のための新しい材料と製造方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0006】
［０００６］膜を形成する方法が説明される。１つ以上の実施形態において、膜を形成する方法は、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む前駆体混合物に基板を曝露して、基板上にホウ素・ケイ素・ゲルマニウム・スズ（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を形成することを含む。
【0007】
［０００７］１つ以上の実施形態は、膜を形成する方法を提供する。この方法は、２５０℃から４００℃の範囲の温度、４０Ｔｏｒｒから６００Ｔｏｒｒの範囲の圧力で、キャリアガス中の前駆体混合物を基板表面上に並流（コーフロー）させることを含み、前駆体混合物は、ホウ素（Ｂ）前駆体、ケイ素（Ｓｉ）前駆体、ゲルマニウム（Ｇｅ）前駆体、およびスズ（Ｓｎ）前駆体を含み、基板表面上にホウ素・ケイ素・ゲルマニウム・スズ（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜を形成する。
【0008】
［０００８］本開示の上記で言及された特徴が詳細に理解され得るように、上記で簡単に要約された本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによってなされ、そのいくつかが添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、添付の図面は、本開示が他の同様に有効な実施形態を認めることができるので、その範囲を限定するとみなされるべきでないことに留意されたい。本明細書で説明される実施形態は、同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面の図において、例示的に示されるものであり、限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［００１２］本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は、以下の説明に記載された構造またはプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な形で実施または実行可能である。
【0011】
［００１３］本明細書および添付の請求項において、「基板」という用語は、プロセスが作用する表面または表面の一部を指す。また、文脈上明らかにそうでないことが示されない限り、基板への言及が基板の一部のみを指すこともあることが、当業者には理解されよう。さらに、基板上に堆積させることへの言及は、ベア基板と、上に１つ以上の膜またはフィーチャが堆積または形成された基板の両方を意味することができる。
【0012】
［００１４］本明細書で「基板」とは、製造プロセス中に膜処理が行われる任意の基板または基板上に形成された材料表面を指す。例えば、処理が行われることができる基板表面には、用途に応じて、ケイ素、酸化ケイ素、歪みシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素ドープ酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアなどの材料、ならびに金属、金属窒化物、金属合金、および他の導電性材料などの任意の他の材料が含まれる。基板には、半導体ウェハが含まれるが、これに限定されない。基板は、基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化（または、その他の点で、化学的機能を付与するための標的化学部分を生成もしくはグラフトする）、アニールおよび／またはベークするための前処理プロセスに曝露されてもよい。本開示では、基板自体の表面で直接、膜処理を行うことに加えて、以下に詳細に開示するように、開示された膜処理ステップのいずれかを、基板上に形成された下地層上で行うこともでき、「基板表面」という用語は、文脈が示すような下地層を含むことを意図している。したがって、例えば、膜／層または部分的な膜／層が基板表面に堆積された場所では、新たに堆積された膜／層の露出した表面が、基板表面になる。所与の基板表面が何であるかは、どのような膜が堆積されるかや、使用する化学物質によって異なる。
【0013】
［００１５］本明細書および添付の請求項において、「前駆体」、「反応体」、「反応性ガス」などの用語は、基板表面と反応し得る任意の気体種を指すために互換的に使用される。１つ以上の実施形態において、前駆体は、ケイ素系の前駆体である。
【0014】
［００１６］トランジスタは、半導体デバイス上に多くの場合、形成される回路部品または素子である。回路設計に依存して、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、導電性ライン、またはその他の素子に加えて、トランジスタが、半導体デバイス上に形成される。一般に、トランジスタは、ソース領域とドレイン領域の間に形成されたゲートを含む。１つ以上の実施形態において、ソース領域およびドレイン領域は、基板のドープ領域を含み、特定の用途に適したドーピングプロファイルを示す。ゲートは、チャネル領域上に配置され、ゲート電極と基板内のチャネル領域との間に挟まれたゲート誘電体を含む。
【0015】
［００１７］本明細書では、「電界効果トランジスタ」または「ＦＥＴ」という用語は、電界を利用してデバイスの電気的挙動を制御するトランジスタを指す。エンハンスメントモード電界効果トランジスタは、一般に、低温で非常に高い入力インピーダンスを示す。ドレイン端子とソース端子の間の導電率は、デバイスのボディとゲートの間の電圧差によって発生するデバイス内の電界によって制御される。ＦＥＴの３つの端子は、キャリアがチャネルに入るソース（Ｓ）、キャリアがチャネルから出るドレイン（Ｄ）、チャネルの導電率を調節するゲート（Ｇ）である。慣例的に、ソース（Ｓ）からチャネルに入る電流をＩＳ、ドレイン（Ｄ）からチャネルに入る電流をＩＤと呼んでいる。ドレイン・ソース間電圧は、ＶＤＳと呼ばれる。ゲート（Ｇ）に電圧を印加することで、ドレインからチャネルに入る電流（すなわちＩＤ）を制御することができる。
【0016】
［００１８］金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の一種である。それは絶縁ゲートを有し、その電圧が、デバイスの導電率を決定する。印加電圧の大きさによって導電率を変化させるこの能力は、電子信号の増幅やスイッチングに利用される。ＭＯＳＦＥＴは、ボディ電極と、ボディの上方に位置し、ゲート誘電体層によって他の全てのデバイス領域から絶縁されたゲート電極との間の金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）キャパシタンスによる電荷濃度の調節に基づいている。ＭＯＳキャパシタと比較して、ＭＯＳＦＥＴは、２つの追加端子（ソースとドレイン）を含み、それぞれが、ボディ領域によって分離された個別の高ドープ領域に接続されている。これらの領域は、ｐ型でもｎ型でもよいが、両方とも同じ型であり、ボディ領域とは反対の型である。ソースとドレインは（ボディとは異なり）、ドープの型の後の「＋」符号で表されるように、高濃度にドープされている。
【0017】
［００１９］ＭＯＳＦＥＴがｎチャネルまたはｎＭＯＳ ＦＥＴの場合、ソースとドレインはｎ＋領域であり、ボディはｐ領域である。ＭＯＳＦＥＴがｐチャネルまたはｐＭＯＳ ＦＥＴの場合、ソースとドレインはｐ＋領域であり、ボディはｎ領域である。ソースは、チャネルを流れる電荷キャリア（ｎチャネルの場合は電子、ｐチャネルの場合は正孔）の供給源であるため、このように名付けられた。同様に、ドレインは、電荷キャリアがチャネルから出る場所である。
【0018】
［００２０］本明細書では、「フィン電界効果トランジスタ（ＦｉｎＦＥＴ）」という用語は、ゲートがチャネルの２面または３面に配置されて、ダブルゲート構造またはトリプルゲート構造を形成する、基板上に作られたＭＯＳＦＥＴトランジスタを指す。ＦｉｎＦＥＴデバイスは、チャネル領域が基板上に「フィン（ひれ）」を形成することから、ＦｉｎＦＥＴという一般名を与えられている。ＦｉｎＦＥＴデバイスは、スイッチング時間が速く、電流密度が大きい。
【0019】
［００２１］本開示の実施形態は、本開示の１つ以上の実施形態によるデバイスおよびデバイスを形成するためのプロセスを示す図によって説明される。図示されたプロセスは、開示されたプロセスの可能な用途を単に例示したものであり、当業者は、開示されたプロセスが、図示された用途に限定されないことを認識するであろう。
【0020】
［００２２］１つ以上の実施形態が、遠隔プラズマ化学気相堆積（ＲＰＣＶＤ）プロセスの使用によるケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜の形成を有利に提供する。１つ以上の実施形態では、低温選択的プロセスによってＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂを同じマトリックス内で組み合わせるために、化学的前駆体の一意的な組み合わせが使用される。こうして形成されたエピ層は、スズ（Ｓｎ）を含むだけでなく、高い（活性化された）ホウ素（Ｂ）濃度を有する。エピタキシーによるコンタクト形成は、エピタキシャルプロセスを使用した１つの応用である。１つ以上の実施形態が、ショットキー障壁高さの低い、低温、高選択性、高ドープのエピ層を形成するための解決策を提供する。
【0021】
［００２３］図１Ａは、１つ以上の実施形態によるデバイス１００の断面図を示す。１つ以上の実施形態において、フィーチャ１０６が、基板１０２の上面１０４に形成される。基板１０２は、処理のために供給される。本明細書および添付の請求項において、「供給される」という用語は、基板が処理のために利用可能にされている（例えば、処理チャンバ内に配置されている）ことを意味する。
【0022】
［００２４］図では、説明のために単一のフィーチャを有する基板を示しているが、当業者であれば、１つより多いフィーチャが存在し得ることを理解するであろう。フィーチャ１０６の形状は、ピーク、トレンチ、ビアを含むがこれらに限定されない任意の適切な形状とすることができる。この点に関して使用される「フィーチャ」という用語は、任意の意図的な表面の凹凸を意味する。フィーチャの好適な例としては、トレンチやビア（上面、少なくとも１つの側壁、下面を有する）、ピーク（上面１０８、少なくとも１つの側壁１１２を有する）などが挙げられるが、これらに限定されない。フィーチャは、任意の適切なアスペクト比（フィーチャの幅に対するフィーチャの深さの比率）を持つことができる。いくつかの実施形態において、アスペクト比は、約５：１以上、約１０：１以上、約１５：１以上、約２０：１以上、約２５：１以上、約３０：１以上、約３５：１以上、または約４０：１以上である。
【0023】
［００２５］図１Ｂを参照すると、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０が、基板１０２の上面１０４上、ならびにフィーチャ１０６の上面１０８上、および少なくとも１つの側壁１１２上に共形（コンフォーマル）に堆積される。１つ以上の実施形態において、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、遠隔プラズマ化学気相堆積によって堆積される。本明細書で「化学気相堆積」とは、基板表面が前駆体および／または共試薬（ｃｏ－ｒｅａｇｅｎｔｓ）に同時または実質的に同時に曝露されるプロセスを指す。本明細書で「実質的に同時に」とは、並流、または前駆体の曝露の大部分に重複がある場合のいずれかを指す。
【0024】
［００２６］１つ以上の実施形態のプロセスにおいて、反応ガス、例えば、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、スズ前駆体、およびホウ素前駆体が、反応チャンバ内に導入される。いくつかの実施形態では、反応ガスは、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、スズ前駆体、およびホウ素前駆体の前駆体混合物を含む。その後、反応ガスは分解され、前駆体から励起ラジカルが生成される。励起ラジカルは、基板の表面に化学的に結合して反応し、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０を形成する。その後、反応のガス状副生成物が脱着され、反応チャンバから除去される。
【0025】
［００２７］１つ以上の実施形態において、ケイ素（Ｓｉ）前駆体は、当業者に既知の任意の適切なケイ素前駆体を含む。１つ以上の実施形態において、ケイ素前駆体は、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、およびハロゲン化ケイ素のうちの１つ以上を含む。１つ以上の実施形態において、ハロゲン化ケイ素は、塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）、およびヨウ化ケイ素（ＳｉＩ４）からなる群から選択される。
【0026】
［００２８］１つ以上の実施形態において、ケイ素前駆体は、５ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～９００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～８００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～７００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～６００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～４００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～３００ｓｃｃｍ、６０ｓｃｃｍ～２００ｓｃｃｍ、７０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、７０ｓｃｃｍ～７５０ｓｃｃｍ、７０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、７０ｓｃｃｍ～２５０ｓｃｃｍ、８０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、８０ｓｃｃｍ～７５０ｓｃｃｍ、８０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、８０ｓｃｃｍ～２５０ｓｃｃｍ、９０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、９０ｓｃｃｍ～７５０ｓｃｃｍ、９０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、９０ｓｃｃｍ～２５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ～７５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ～２５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、４００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍを含む、０ｓｃｃｍ超から１０００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、ケイ素前駆体は、０ｓｃｃｍより多い量で存在する。
【0027】
［００２９］１つ以上の実施形態において、ゲルマニウム（Ｇｅ）前駆体は、当業者に既知の任意の適切なゲルマニウム前駆体を含む。１つ以上の実施形態において、ゲルマニウム前駆体は、ゲルマン（ＧｅＨ４）およびジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）のうちの１つ以上を含む。
【0028】
［００３０］１つ以上の実施形態において、ゲルマニウム（Ｇｅ）前駆体は、１ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍの範囲、５ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍの範囲、および０．５ｓｃｃｍ～１００ｓｃｃｍの範囲を含む、０ｓｃｃｍ超から１００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、ゲルマニウム前駆体は、０ｓｃｃｍより多い量で存在する。いくつかの実施形態では、ゲルマニウム前駆体は、１００ｓｃｃｍより少ない量で存在する。
【0029】
［００３１］１つ以上の実施形態において、スズ（Ｓｎ）前駆体は、当業者に既知の任意の適切なスズ前駆体を含む。いくつかの実施形態では、スズ（Ｓｎ）前駆体は、塩化スズ（ＳｎＣｌ４）を含む。１つ以上の実施形態において、スズ前駆体は、液体として存在する。
【0030】
［００３２］１つ以上の実施形態において、スズ（Ｓｎ）前駆体は、１ｓｃｃｍ～１０ｓｃｃｍの範囲、０．１ｓｃｃｍ～１０ｓｃｃｍの範囲、および０．５ｓｃｃｍ～１０ｓｃｃｍの範囲を含む、０ｓｃｃｍ超から１０ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、スズ（Ｓｎ）前駆体は、０ｓｃｃｍより多い量で存在する。いくつかの実施形態では、スズ（Ｓｎ）前駆体は、１０ｓｃｃｍより少ない量で存在する。
【0031】
［００３３］１つ以上の実施形態において、ホウ素（Ｂ）前駆体は、当業者に既知の任意の適切なホウ素前駆体を含む。いくつかの実施形態において、ホウ素前駆体は、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を含む。
【0032】
［００３４］１つ以上の実施形態において、ホウ素（Ｂ）前駆体は、０．１ｓｃｃｍ、０．２ｓｃｃｍ、０．３ｓｃｃｍ、０．４ｓｃｃｍ、０．５ｓｃｃｍ、０．６ｓｃｃｍ、０．７ｓｃｃｍ、０．８ｓｃｃｍ、０．９ｓｃｃｍ、および１．０ｓｃｃｍを含む、０ｓｃｃｍ超から１ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在する。いくつかの実施形態では、ホウ素前駆体は、０ｓｃｃｍより多い量で存在する。いくつかの実施形態では、ホウ素前駆体は、１ｓｃｃｍより少ない量で存在する。
【0033】
［００３５］特定の実施形態では、ホウ素前駆体は、０ｓｃｃｍ超から１ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、ケイ素前駆体は、０ｓｃｃｍ超から１０００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、ゲルマニウム前駆体は、０ｓｃｃｍ超から１００ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在し、スズ前駆体は、０ｓｃｃｍ超から１０ｓｃｃｍまでの範囲の量で存在する。
【0034】
［００３６］１つ以上の実施形態において、前駆体混合物は、塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ４）をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、塩化ゲルマニウム前駆体は、液体である。他の実施形態では、前駆体混合物は、塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ４）を含まない。
【0035】
［００３７］１つ以上の実施形態において、表面１０４、１０８は、表面１０４、１０８上にケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０を形成するために、４５０℃未満の温度および４０Ｔｏｒｒ～６００Ｔｏｒｒの範囲の圧力で、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む前駆体混合物に曝露される。
【0036】
［００３８］１つ以上の実施形態において、温度は、４５０℃未満である。他の実施形態では、温度は、２５０℃から４００℃の範囲である。特定の実施形態では、ホウ素（Ｂ）がドープされたケイ素・ゲルマニウム・スズ（ＳｉＧｅＳｎ）エピ層が、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む前駆体混合物を介して、２８０℃から３５０℃の範囲の温度で選択的に形成される。
【0037】
［００３９］１つ以上の実施形態の遠隔プラズマＣＶＤプロセスは、４５Ｔｏｒｒから約５５０Ｔｏｒｒまでの範囲、または５０Ｔｏｒｒから５００Ｔｏｒｒまでの範囲を含む、４０Ｔｏｒｒから６００Ｔｏｒｒまでの範囲の圧力で実行され得る。１つ以上の実施形態では、圧力は、約６００Ｔｏｒｒ以下である。
【0038】
［００４０］１つ以上の実施形態において、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体およびスズ前駆体を含む前駆体混合物は、キャリアガスとともに反応チャンバ内に並流される。キャリアガスは、当業者に既知の任意の適切なキャリアガスであってよい。１つ以上の実施形態において、キャリアガスは、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）、および水素（Ｈ２）のうちの１つ以上を含む。特定の実施形態では、キャリアガスは、水素（Ｈ２）を含む。１つ以上の実施形態において、キャリアガスは、１０ｓｌｍから３０ｓｌｍの範囲の量で存在する。
【0039】
［００４１］１つ以上の実施形態において、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、共形膜である。本明細書および添付の請求項において、「共形」という用語は、層がフィーチャまたはある層の輪郭に適合することを意味する。層の共形性は、一般的に、フィーチャの側壁に堆積された層の平均厚さの、基板のフィールド（上面）に堆積された同じ層の平均厚さに対する比率によって定量化される。本明細書に記載の方法によって堆積された層は、約３０％より大きい、例えば７０％以上、約７：１０以上、例えば約８０％以上、約４：５以上、約１００％まで、約１：１、または約２００％以上まで、約２：１の共形性を有することが観察される。
【0040】
［００４２］いくつかの実施形態において、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、連続的な膜である。本明細書において、「連続的」という用語は、堆積層の下にある材料を見えるようにする隙間やむき出しの場所がなく、露出した表面全体を覆う層を指す。連続的な層には、膜の全表面積の約１％未満の表面積を有する隙間またはむき出しの場所があってもよい。いくつかの実施形態において、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、ピンホールフリー膜である。本明細書において、「ピンホールフリー」という用語は、堆積層の下にある材料を見えるようにする隙間、むき出しの場所、穴、ピンホールなどがなく、露出した表面全体を覆う層を指す。ピンホールフリー層には、膜の全表面積の約１％未満の表面積を有する穴またはピンホールがあってもよい。
【0041】
［００４３］１つ以上の実施形態において、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、約５ｎｍ～約５０００ｎｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、約５ｎｍ～約１００ｎｍの範囲の厚さを有する。いくつかの実施形態では、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜１１０は、約１０００ｎｍ～約５０００ｎｍの範囲の厚さを有する。
【0042】
［００４４］図２は、１つ以上の実施形態による方法２００のプロセスフロー図を示す。１つ以上の実施形態において、工程２０２で、基板が、反応チャンバ内に供給される。いくつかの実施形態では、基板はすでに反応チャンバ内に存在していてもよいことに留意されたい。１つ以上の実施形態では、工程２０４において、基板は、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む前駆体混合物に曝露される。いくつかの実施形態では、基板は、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体に同時または実質的に同時に曝露される。工程２０６で、ケイ素・ゲルマニウム・スズ・ホウ素（ＳｉＧｅＳｎ：Ｂ）膜が、基板表面に堆積される。決定点２０８において、堆積膜の厚さ、またはプロセスのサイクル数が考慮される。堆積膜が所定の厚さに達した場合、または所定の回数のプロセスサイクルが実行された場合、方法２００は、任意選択の後処理工程２１０に移行する。堆積膜の厚さまたはプロセスサイクル数が所定の閾値に達していない場合、方法２００は、ホウ素前駆体、ケイ素前駆体、ゲルマニウム前駆体、およびスズ前駆体を含む前駆体混合物に基板を再び曝露するために、工程２０４に戻る。
【0043】
［００４５］任意選択の後処理工程２１０は、例えば、膜特性を修正するためのプロセス、または追加の膜を成長させるためのさらなる膜堆積プロセス（例えば、追加のＡＬＤまたはＣＶＤプロセス）とすることができる。いくつかの実施形態では、後処理工程２１０は、堆積膜の特性を修正するプロセスであり得る。
【0044】
［００４６］遠隔プラズマＣＶＤプロセスに関して本明細書に記載した実施形態は、任意の適切な薄膜堆積システムを用いて実施することができる。適切なシステムの例としては、ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ５０００（登録商標）システム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）システム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＧＴＴＭシステム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＸＰ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ（商標）システム、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）ＳＥＴＭシステムが挙げられ、これらは全てカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。遠隔プラズマＣＶＤプロセスを実行できる他のツールも、本明細書に記載の実施形態から利益を得るように適合させることができる。さらに、本明細書に記載の遠隔プラズマＣＶＤプロセスを可能にする任意のシステムが、有利に使用できる。本明細書に記載された装置の説明は全て例示であり、本明細書に記載された実施態様の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0045】
［００４７］１つ以上の実施形態において、遠隔プラズマＣＶＤ処理チャンバは、コントローラを用いて制御することができる。コントローラは、処理チャンバを制御できる任意の適切な部品とすることができる。例えば、コントローラは、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、入力／出力、適切な回路、およびストレージを含むコンピュータとすることができる。
【0046】
［００３８］一般に、プロセスは、プロセッサによって実行されると、プロセスチャンバに本開示のプロセスを実行させるソフトウェアルーチンとして、コントローラのメモリに格納され得る。また、ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって制御されているハードウェアから遠隔に位置する第２のプロセッサによって格納および／または実行されてもよい。本開示の方法の一部または全部を、ハードウェアで実行することもできる。このように、プロセスは、ソフトウェアに実装され、コンピュータシステムを使用して実行されることもあれば、例えば特定用途向け集積回路や他のタイプのハードウェア実装として、ハードウェアに実装されることもあれば、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実装されることもある。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、プロセスが実行されるようにチャンバの動作を制御する専用コンピュータ（コントローラ）に変換する。
【0047】
［００３９］いくつかの実施形態では、遠隔プラズマＣＶＤ処理チャンバは、１つ以上の基板を処理するためのツールの一部である。いくつかの実施形態では、遠隔プラズマＣＶＤ処理チャンバは、基板の中心検出および配向、脱ガス、アニール、堆積ならびに／またはエッチングを含む様々な機能を実行する複数のチャンバを備えるモジュラーシステム内にある。１つ以上の実施形態によれば、モジュラーシステムは、少なくとも第１の処理チャンバと中央移送チャンバとを含む。中央移送チャンバは、処理チャンバとロードロックチャンバとの間、およびそれらのチャンバの間で基板を往復させることができるロボットを収容することができる。移送チャンバは通常、真空状態に維持され、基板をあるチャンバから別のチャンバへ、および／またはクラスタツールの前端に配置されたロードロックチャンバへ往復させるための中間ステージを提供する。本開示に適合可能なモジュラーシステムとしては、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣｅｎｔｕｒａ（登録商標）、Ｄｕａｌ ＡＣＰ、Ｐｒｏｄｕｃｅｒ（登録商標）ＧＴ、Ｅｎｄｕｒａ（登録商標）プラットフォームがよく知られている。
【0048】
［００４０］本明細書では、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的に相対的な用語が、図に示されるような、１つの要素や特徴の他の要素や特徴に対する関係を説明するのを容易にするために、使用される場合がある。空間的に相対的な用語は、図に描かれている向きに加えて、使用時または動作時のデバイスの様々な向きを包含することを意図していることが理解されよう。例えば、図のデバイスがひっくり返された場合、他の要素や特徴の「下（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と説明された要素は、他の要素や特徴の「上（ａｂｏｖｅ）」の向きになる。したがって、例示的な用語「下（ｂｅｌｏｗ）」には、上（ａｂｏｖｅ）と下（ｂｅｌｏｗ）の両方の向きが含まれる。デバイスは、他の向き（９０度回転させた向き、または他の向き）であってもよく、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語は、それに応じて解釈される。
【0049】
［００４１］本明細書で論じる材料および方法を説明する文脈における（特に以下の請求項の文脈における）用語「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」ならびに同様の参照語の使用は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈上明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方をカバーするものと解釈される。本明細書における値の範囲の記載は、本明細書に別段の指示がない限り、単に、範囲内に入る各個別の値を個々に参照するための略記法として役立つことを意図したものであり、各個別の値は、あたかも本明細書に個々に記載されているかのように明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈上明らかに矛盾する場合を除き、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書において提供されるあらゆる例、または例示的な文言（例えば、「～などの」）の使用は、単に材料および方法をより良く説明することを意図しており、別段の主張がない限り、範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる文言も、特許請求されていないいずれかの要素を、開示された材料および方法の実施に必須であると示すものとして解釈されるべきではない。
【0050】
［００４２］本明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、材料、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通じて様々な箇所で「１つ以上の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、または「実施形態において」などの表現が現れるのは、必ずしも本開示の同じ実施形態を指すものではない。１つ以上の実施形態において、特定の特徴、構造、材料、または特性は、任意の適切な方法で組み合わされる。
【0051】
［００４３］本明細書の開示は、特定の実施形態を参照して説明されてきたが、これらの実施形態は、本開示の原理および応用を単に例示するものであることを理解されたい。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本開示の方法および装置に様々な修正および変形を加えることができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の請求項およびその等価物の範囲内にある修正および変形を含むことが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【国際調査報告】