專利名稱：采用硅化合物進行的含硅層沉積的制作方法
相關申請的交叉引用本申請要求2002年10月18日遞交的，序列號為60/419376的美國臨時專利申請和2002年10月18日遞交的，序列號為60/419,426的美國臨時專利申請，以及2002年10月18日遞交的美國臨時專利申請60/419504的權益，以上專利申請以引用形式并入本文。
發(fā)明
背景技術：
領域本發(fā)明的實施方式一般地涉及含硅膜(silicon-containing film)的沉積，更具體地涉及硅化合物組合物(silicon compound composition)和沉積含硅膜的有關方法。
背景技術：
原子層外延(ALE)法通過在晶格上生長單原子層而小心地控制膜厚度。采用ALE來開發(fā)許多第IV族的半導體材料，如硅、鍺、硅鍺、硅碳和硅鍺碳。通過ALE制造的硅基材料用作半導體材料具有重要意義。硅基材料可包括濃度可選擇的鍺和/或碳，生長成為多晶硅、無定形的或單晶的膜。其中含硅膜為外延生長方式生長的硅-ALE方法包括兩個步驟。
單層的部分分解源氣體分子(如SiH4或SiH2Cl2)被吸附在襯底或表面上。吸附物可由硅原子和至少另外一種與硅原子鍵合的原子或基團，如氯、氫或甲基組成(如SiCln，SiHn或SiMen，n＝1-4)。吸附物分解形成表面上的硅吸附原子。吸附原子在表面上遷移或分散到硅晶體的空格點處。由于吸附原子產(chǎn)生于晶體表面并結合到晶格中，晶體繼續(xù)形成和生長。實現(xiàn)了除去副產(chǎn)物，并在單層上生成了新的表面。在下一循環(huán)中進行單層生長成為可能。
在硅沉積期間采用的源氣體包括低級硅烷(如硅烷、二氯硅烷和四氯硅烷)以及高級硅烷(如乙硅烷、六氯乙硅烷和丙硅烷)。硅烷和二氯硅烷是硅外延生長(Si-ALE)過程中最常用的源氣體，如在公開號為20020052077的美國專利中描述的。這些低級硅烷要求襯底保持在范圍通常為800-1000℃的高溫下。高級硅烷用作降低Si-ALE過程中所需溫度的源氣體。乙硅烷用于通過溫度范圍為180-400℃的紫外線光刺激ALE法使硅生長，如在文獻Suda et al.，J.Vac.SCl.Technol.A，8(1990)61.，以及Lubben et al.，J.Vac.Sci.Technol.A，9(1991)3003中所描述的。另外，丙硅烷用作約380℃的Si-ALE過程中的源氣體，如在文獻Imaiet al.，Jpn.J.Appl.Phys.，30(1991)3646中報道的。
采用補充的蝕刻劑的Si-ALE也已經(jīng)實現(xiàn)。專利公開號為2002012784的美國專利教導了聯(lián)合采用二氯硅烷和氯化氫來實現(xiàn)選擇性硅生長的方法。補充的蝕刻劑通常是使必須高反應性的鹵化化合物和/或自由基化合物(如HCl或·Cl)。因此，有害的和有毒的情況通常和使用蝕刻劑有關。
因此，需要提供這樣的含硅化合物，其既是用于硅沉積的源化學藥品，又作為蝕刻劑的源化學藥品。該含硅化合物應該是可通用于各種硅沉積技術中的。

發(fā)明內容
在一個實施方式中，本發(fā)明一般地提供了沉積含硅膜的方法，包括將硅化合物輸送到襯底表面，使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜。硅化合物包括下列結構 其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X6包括至少一個氫和至少一個鹵素。
在另一個實施方式中，本發(fā)明一般地提供了包括下列結構的物質的組合物， 其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X6包括至少一個氫和至少一個鹵素，條件是當X4、X5和X6為氟時，R不為碳。
在另一個實施方式中，本發(fā)明提供了包括下列結構的物質的組合物 其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，而R為鍺。
在另一個實施方式中，本發(fā)明一般地提供了沉積含硅膜的方法，包括將硅化合物輸送到襯底表面，使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜。該硅化合物包括下列結構
其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X8包括至少一個鹵素。
在另一個實施方式中，本發(fā)明一般地提供了包括下列結構的物質的組合物 或 其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X8包括至少一個鹵素。
在另一個實施方式中，本發(fā)明一般地提供了包括下列結構的物質的組合物
或 其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，而R為鍺。
在另一個實施方式中，本發(fā)明一般地提供了沉積含硅膜的方法，通過將硅化合物輸送到襯底表面上，使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜而實現(xiàn)。在一些方式中，硅化合物包括三個硅原子，選自碳、硅或鍺的第四個原子，以及選自氫或鹵素且至少一個為鹵素的多個原子。在其它的方式中，硅化合物包括四個硅原子、選自碳、硅或鍺的第五個原子，以及選自氫或鹵素且至少一個為鹵素的多個原子。在一些方式中，含硅膜選自由硅、硅鍺、硅碳和硅鍺碳組成的組中。
在另一種實施方式中，本發(fā)明一般地提供了包括三個硅原子、選自碳、硅或鍺的第四個原子，以及選自氫或鹵素且至少一個為鹵素的多個原子的物質的組合物。在其它的方式中，本發(fā)明一般地提供了包括四個硅原子、選自碳、硅或鍺的第五個原子，以及選自氫和/或鹵素的多個原子的物質的組合物。
優(yōu)選實施方式的詳細詳述本發(fā)明的實施方式涉及在襯底上外延沉積預定厚度的含硅膜的方法。一般地，所述方法包括在同一分子內既含有硅源，又含有蝕刻劑源的硅化合物。硅源是包括至少為1個到5個硅原子的化合物。蝕刻劑是包括至少一個具有蝕刻劑特性的官能團的化合物。在一些方式中，所采用的分子也含有硅鍺源或硅碳源。
一方面，本發(fā)明的實施方式涉及包括下列結構的硅化合物
其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，并且X1-X6包括至少一個氫和至少一個鹵素。
硅源所具有的結構式諸如為Cl3SiSiCl2H、Cl3SiSiClH2、Cl3SiSiH3、HCl2SiSiH3、H2ClSiSiH3、HCl2SiSiCl2H和H2ClSiSiClH2。通過用其它的鹵素如氟替代至少一個H原子和/或至少一個Cl原子可得到其它硅源。因此，硅源可具有的結構式諸如為Cl3SiSiF2H、F3SiSiClH2、F3SiSiH3、F3SiSiCl3、HFClSiSiF3、H2ClSiSiH3、FCl2SiSiF2H和H2ClSiSiClF2。其它類似的鹵代硅源可實現(xiàn)所述方法。
硅鍺源可具有的結構式諸如有Cl3SiGeCl3、H3SiGeH3、Cl3SiGeCl2H、Cl3SiGeClH2、Cl3SiGeH3、HCl2SiGeH3、H2ClSiGeH3、HCl2SiGeCl2H、H2ClSiGeClH2、Cl3GeSiCl2H、Cl3GeSiClH2、Cl3GeSiH3、HCl2GeSiH3、H2ClGeSiH3、HCl2GeSiCl2H和H2ClGeSiClH2?？赏ㄟ^采用其它鹵素如氟替代至少一個H原子和/或至少一個Cl原子而得到其它的硅鍺源。因此，硅鍺源可具有的化學結構式可諸如為F3SiGeCl3、F3SiGeH3、F3GeSi3、F3GeSiH3、H3SiGeCl3、H3SiGeHCl2、F3SiGeCl2H、F3SiGeClH2、HCl2SiGeH3、H2ClSiGeF3、FCl2SiGeCl2H、H2ClSiGeClH2、F3GeSiCl2H、F3GeSiClH2和H2FGeSiClH2。其它類似的鹵化硅鍺源可實現(xiàn)所述方法。
硅碳源可具有的結構式諸如有H3SiCH3、Cl3SiCCl3、Cl3SiCCl2H、Cl3SiCClH2、Cl3SiCH3、HCl2SiCH3、H2ClSiCH3、HCl2SiCCl2H、H2ClSiCClH2、Cl3CSiCl2H、Cl3CSiClH2、Cl3CSiH3、HCl2CSiH3、H2ClCSiH3、HCl2CSiCl2H和H2ClCSiClH2。可通過用其它的鹵素如氟替代至少一個H原子和/或至少一個Cl原子而獲得其它的硅碳源。因此，硅碳源可具有的化學結構式諸如有Cl3SiCF2H、Cl3SiCFH2、F3SiCH3、FCl2SiCH3、H2FSiCH3、FCl2SiCCl2H、FH2ClSiCClH2、FCl3CSiCl2H、Cl3CSiClHF、F3CSiH3、F3CSiCl3、H3CSiF3、Cl3CSiF3、FCl2CSiH3、H2FCSiH3、FCl2CSiCl2H和H2ClCSiFH2。其它類似的鹵化硅碳源可實現(xiàn)所述方法。
可采用硅化合物沉積包含在分子內的硅主結構(如Si-R，其中R為硅、鍺或碳)。氫和/或鹵素是配體，該配體在硅主結構被還原或沉積時從分子中脫離出來。沉積在該步驟中形成了含硅膜。配體可從自由的氫和/或鹵素形成原位蝕刻劑。該原位蝕刻劑包括H、H2、HX、X、X2和XX′，其中X和X′不同，但兩者都為鹵素，以及包括自由基或離子種類的氫和其它鹵素分子(如·H或·X)的其它組合。本文中的用語鹵素包括氟、氯、溴、碘、其自由基、離子和它們的組合。
另一方面，本發(fā)明的實施方式涉及包括下列結構的硅化合物 或 其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，并且X1-X8包括至少一個鹵素。在一些方式中，含硅膜選自由硅、硅鍺、硅碳和硅鍺碳組成的組中。
其它的硅化合物可用于沉積包含在分子內的硅主結構(如Si-Si-R或Si-R-Si，其中R為硅、鍺或碳)。硅源的結構式可諸如為H3SiSiH2SiH2Cl、H3SiSiH2SiHCl2、H3SiSiH2SiCl3、H3SiSiHClSiH2Cl、H3SiSiHClSiHCl2、H3SiSiHClSiCl3、H3SiSiCl2SiH2Cl、H3SiSiCl2SiHCl2、H3SiSiCl2SiCl3、HCl2SiSiH2SiH2Cl、HCl2SiSiH2SiHCl2、Cl3SiSiH2SiCl3、HCl2SiSiCl2SiH2Cl、H2ClSiSiHClSiHCl2、Cl3SiSiH2SiCl3、Cl3SiSiHClSiCl3、HCl2SiSiCl2SiHCl2和H3SiSiCl2SiH3。通過用其它鹵素如氟替代至少一個H原子和/或Cl原子，可得到其它的硅源。因此，硅源的結構式可諸如為F3SiSiH2SiH3、F3SiSiH2SiCl3、H3SiSiH2SiH2F、H3SiSiH2SiHF2、H3SiSiH2SiF3、H3SiSiHFSiH2Cl、F3SiSiHClSiHF2、H3SiSiFHSiCl3、H3SiSiF2SiH2F、H3SiSiCl2SiFCl2和H3SiSiF2SiCl3。可采用其它類似的鹵代硅源實現(xiàn)所述方法。此外，本發(fā)明的范圍內可采用環(huán)狀丙硅烷(cyclic-trisilane)和環(huán)狀鹵代丙硅烷(cyclic-halotrisilane)。
硅鍺源的結構式可諸如為H3SiSiH2GeH2Cl、H3SiSiH2GeH3、H3SiSiH2GeHCl2、H3SiSiH2GeCl3、H3SiSiHClGeH2Cl、H3SiSiHClGeHCl2、H3SiGeHClSiCl3、H3SiGeCl2SiH2Cl、H3SiGeCl2SiHCl2、H3SiGeCl2SiCl3、HCl2SiGeH2SiH2Cl、HCl2SiSiH2GeHCl2、Cl3SiSiH2GeCl3、HCl2SiGeCl2SiH2Cl、H2ClSiGeHClSiHCl2、Cl3SiGeH2SiCl3、Cl3SiSiHClGeCl3、HCl2SiGeCl2SiH3和H3GeSiCl2SiH3。通過用其它鹵素如氟替代至少一個H原子和/或至少一個Cl原子，可得到其它的硅鍺源。因此，硅鍺源的結構式可諸如為F3SiSiH2GeH3、F3SiSiH2GeCl3、F3GeSiH2SiH3、F3GeSiH2SiCl3、F3SiGeH2SiH3、F3SiGeH2SiCl3、F3SiSiH2GeCl2H、H3SiSiF2GeH2Cl、F3SiSiH2GeHCl2、H3SiSiF2GeCl3、H3SiSiCl2GeH2Cl、H3SiSiHClGeHF2、H3SiGeH2SiCl3、H3SiGeCl2SiH2Cl、F3SiGeCl2SiHCl2、H3SiGeF2SiCl3?？刹捎闷渌愃频柠u代硅鍺源實現(xiàn)所述方法。而且，本發(fā)明的范圍內可采用環(huán)狀鍺硅烷(cyclicgermaniumsilanes)和環(huán)狀鹵代鍺硅烷(cyclic-halogemaniumsilanes)。
硅碳源的結構式可諸如為H3SiSiH2CH2Cl、H3SiSiH2CHCl2、H3SiSiH2CCl3、H3SiSiHClCH2Cl、H3SiSiHClCHCl2、H3SiCHClSiCl3、H3SiCCl2SiH2Cl、H3SiCCl2SiHCl2、H3SiCCl2SiCl3、HCl2SiCH2SiH2Cl、HCl2SiSiH2CHCl2、Cl3SiSiH2CCl3、HCl2SiCCl2SiH2Cl、H2ClSiCHClSiHCl2、Cl3SiCH2SiCl3、Cl3SiSiHClCCl3、HCl2SiCCl2SiH3和H3CSiCl2SiH3。通過用其它鹵素如氟替代至少一個H原子和/或至少一個Cl原子，可得到其它的硅碳源。因此，硅碳源的結構式可諸如為F3SiSiH2CH3、F3SiSiH2CCl3、F3CSiH2SiH3、F3CSiH2SiCl3、F3SiCH2SiH3、F3SiCH2SiCl3、F3SiSiH2CCl2H、H3SiSiF2CH2Cl、F3SiSiH2CHCl2、H3SiSiF2CCl3、H3SiSiHFCH2Cl、H3SiSiHClCHF2、H3SiCHFSiCl3、H3SiCCl2SiH2F、F3SiCCl2SiHCl2、H3SiCF2SiCl3?？刹捎闷渌愃频柠u代硅碳源實現(xiàn)所述方法。此外，本發(fā)明的范圍內可采用環(huán)狀碳硅烷(cyclic-carbosilanes)和環(huán)狀鹵代碳硅烷(cyclic-halocarbosilanes)。
另一方面，本發(fā)明的實施方式涉及硅化合物，即具有下列代表性結構的化合物1-8 其中X1-X10獨立地為氫或鹵素如氟、氯、溴或碘，而R為碳、硅或鍺。
另一方面，本發(fā)明的實施方式涉及硅化合物，即具有下列代表性結構的化合物9-32

其中X1-X12獨立地為氫或鹵素如氟、氯、溴或碘，而R為碳、硅或鍺。化合物1-32的結構是代表性的，并不意味著某個特定的異構體。本文中任何元素的名稱或化學符號可以預料到采用各個元素的同位素，諸如采用氫(1H或H)也包括了采用氘(2H或D)和氚(3H或T)。
因此，可采用硅化合物沉積包含在分子內的硅主結構(如Si3R或Si4R，其中R是硅、鍺或碳)?；衔?-8的硅主結構由Si3R表示，而化合物9-32的硅主結構由Si4R表示。氫和/或鹵素是配體，所述配體在硅主結構被還原或沉積時從分子出脫離出去。在沉積過程中，沉積形成了含硅膜。
硅源可包括下列結構式的化合物Si4X8、Si4X10、Si5X10和Si5X12，其中X獨立地為氫或鹵素。含有氫和/或氯的硅源可包括具有下列結構式的化合物Si4H8-nCln、Si4H10-mClm、Si5H10-pClp和Si5H12-qClq，其中n＝1-8，m＝1-10，p＝1-10以及q＝1-12。硅源可包括Si4H9Cl、Si4H8Cl2、Si4H7Cl3、Si4H6Cl4、Si4H5Cl5、Si4H4Cl6、Si4H3Cl7、Si4H2Cl8、Si4HCl9、Si4Cl10、Si5H11Cl、Si5H10Cl2、Si5H9Cl3、Si5H8Cl4、Si5H7Cl5、Si5H6Cl6、Si5H5Cl7、Si5H4Cl8、Si5H3Cl9、Si5H2Cl10、Si5HCl11和Si5Cl12。用其它的鹵素諸如氟、溴或碘替代至少一個Cl原子，可得到其它的硅源，且這些其它的硅源也能實現(xiàn)所述方法。在一個實施例中，異丁硅烷(SiH3)3SiH就是一種硅源化合物。在另一個實施例中，新戊硅烷(SiH3)4Si則是一種硅源化合物。此外，本發(fā)明的范圍內可采用環(huán)狀丁硅烷、環(huán)狀鹵代丁硅烷、環(huán)狀戊硅烷，以及環(huán)狀鹵代戊硅烷。
硅鍺源可包括具有下列結構式的化合物Si3GeX8、Si3GeX10、Si4GeX10和Si4GeX12，其中X獨立地為氫或鹵素。含有氫和/或氯的硅鍺源包括具有下列結構式的化合物Si3GeH8-nCln、Si3GeH10-mClm、Si4GeH10-pClp和Si4GeH12-qClq，其中n＝1-8，m＝1-10，p＝1-10和q＝1-12。硅鍺源可包括Si3GeH9Cl、Si3GeH8Cl2、Si3GeH7Cl3、Si3GeH6Cl4、Si3GeH5Cl5、Si3GeH4Cl6、Si3GeH3Cl7、Si3GeH2Cl8、Si3GeHCl9、Si3GeCl10、Si4GeH11Cl、Si4GeH10Cl2、Si4GeH9Cl3、Si4GeH8Cl4、Si4GeH7Cl5、Si4GeH6Cl6、Si4GeH5Cl7、Si4GeH4Cl8、Si4GeH3Cl9、Si4GeH2Cl10、Si4GeHCl11和Si4GeCl12。通過用其它的鹵素，諸如氟、溴或碘替代至少一個Cl原子，可得到其它的硅鍺源，這些其它的硅鍺源可實現(xiàn)所述方法。此外，本發(fā)明的范圍內也可采用環(huán)狀鍺硅烷和環(huán)狀鹵代鍺硅烷。
硅碳源可包括下列結構式的化合物Si3CX8、Si3CX10、Si4CX10和Si4CX12，其中X獨立地為氫或鹵素。含有氫和/或氯的硅碳源可包括具有下列結構式的化合物Si3CH8-nCln、Si3CH10-mClm，Si4CH10-pClp和Si4CH12-qClq，其中n＝1-8、m＝1-10、p＝1-10及q＝1-12。硅碳源可包括Si3CH9Cl、Si3CH8Cl2、Si3CH7Cl3、Si3CH6Cl4、Si3CH5Cl5、Si3CH4Cl6、Si3CH3Cl7、Si3CH2Cl8、Si3CHCl9、Si3CCl10、Si4CH11Cl、Si4CH10Cl2、Si4CH9Cl3、Si4CH8Cl4、Si4CH7Cl5、Si4CH6Cl6、Si4CH5Cl7、Si4CH4Cl8、Si4CH3Cl9、Si4CH2Cl10、Si4CHCl11和Si4CCl12。通過用其它的鹵素，諸如氟、溴或碘替代至少一個Cl原子，可得到其它的硅碳源，這些其它的硅碳源可實現(xiàn)所述方法。此外，本發(fā)明的范圍內也可采用環(huán)狀碳硅烷和環(huán)狀鹵代碳硅烷。
許多硅化合物在環(huán)境壓力和溫度下為氣態(tài)或液態(tài)。然而，在沉積過程期間，硅化合物可以為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)或等離子體狀態(tài)，以及為自由基或離子狀態(tài)。一般來說，可通過載體氣體將硅化合物輸送到襯底表面。載體氣體或清洗氣體(purge gas)可包括N2、H2、Ar、He合成氣體和這些氣體的組合。
硅化合物可單獨使用，或與包括其它硅化合物在內的化合物聯(lián)合使用，從而沉積具有各種組分的含硅膜。在一個實施例中，采用硅化合物如Cl3SiSiH2SiH2SiH3蝕刻襯底表面，以及在襯底上外延生長晶體硅膜。在另一個實施例中，襯底表面可能需要與前一實施例不同的蝕刻劑。因此，在蝕刻過程中采用Cl3SiSiH2SiCl2SiH2F，而在沉積過程中采用H2ClSiSiH2SiH2SiH3。在另一個實施例中，采用硅鍺源諸如H3SiSiH2SiH2GeHCl2以繼續(xù)沉積過程和在硅膜上生長硅鍺膜。
在另一實施方式中，可將RF3片段(其中R＝Si，Ge或C)合并到分子中。由于存在強R-F鍵，因此RF3是熱力學穩(wěn)定的。諸如F3CSiH2SiH3SiH3的分子發(fā)生分解而沉積含硅膜，同時CF3片段作為部分揮發(fā)性的產(chǎn)物而產(chǎn)生。帶有RF3片段的硅化合物具有有利的性質，諸如揮發(fā)性(蒸汽壓和沸點)。
用于雙極(基極、發(fā)射極、集電極觸點、發(fā)射極接點)、BiCMOS(基極、發(fā)射極、集電極、發(fā)射極接點)和CMOS(信道、源極/漏極、源極/漏極延伸、架高源極/漏極(elevated source/drain)、襯底、應變硅、絕緣體上硅薄膜、隔離、接觸塞(contact plug))的含硅膜的沉積方法的實施方式中采用硅化合物。這類方法的其它實施方式教導了生長可用作柵極、基極接點、集電極接點、發(fā)射極接點、架高源極/漏極和其它用途的含硅膜的方法。
本發(fā)明的實施方式教導了選擇性硅膜或覆蓋性硅膜的生長方法。當襯底或表面包括一種以上的材料時，諸如為具有氧化物或氮化物結構特征的晶體硅表面時，一般進行選擇性的硅膜生長。通常，這些結構特征是電介質材料。通常利用蝕刻劑(如HCl)在晶體上進行選擇性外延生長，獲得了硅表面，同時露出結構特征。蝕刻劑消除無定形硅或多晶硅在結構特征上生長的速度比蝕刻劑消除晶體硅在襯底上生長的速度更快，因此實現(xiàn)了選擇性的外延生長。在一些實施方式中，不采用蝕刻劑就能實現(xiàn)含硅膜的選擇性外延生長。在覆蓋性硅外延生長期間，不管是否存在特殊的表面結構特征和是否有特殊組成，膜都是在整個襯底上進行生長。
本發(fā)明的實施方式可采用在硅化合物中合并了蝕刻劑源和硅源的方法。沉積過程形成了含硅膜并從硅化合物中釋放出配體。配體氫和/或鹵素是原位蝕刻劑。原位蝕刻劑包括H、H2、HX、X、X2和XX’，其中X為鹵素，X′為不同于X的鹵素，以及包括自由基或離子種類在內的氫和鹵素分子的其它任何組合。然而，補充的蝕刻劑也可與硅化合物一起使用，并在本發(fā)明的各個實施方式中有所描述。補充的蝕刻劑可包括CHF3、CF4、C4F8、CH2F2、ClF3、Cl2、F2、Br2、NF3、HCl、HF、HBr、XeF2、NH4F、(NH4)(HF2)和SF6。例如，在含硅膜的生長期間采用H3SiSiH2SiH2SiCl2H和HCl。
在一些方法中，將硅化合物引入到襯底的加熱(如500℃)表面上，使硅主結構發(fā)生沉積而成為含硅膜。硅化合物的自由配體轉化為原位蝕刻劑。原位蝕刻劑通過以比從表面脫除晶體硅更快的速度從襯底結構特征(如氧化物或氮化物)上脫除無定形硅或多晶硅，從而支持了選擇性的硅外延生長。因此，晶體硅在襯底結構元件的周圍進行生長。
在本發(fā)明的各種實施方式中可采用還原劑而在化合物之間轉移電子。一般說來，硅化合物在沉積期間被還原為單質的膜，同時配體(如氫或鹵素)從硅主結構上脫離出來。還原劑可包括單原子或雙原子的氫、硼烷、乙硼烷、烷基硼烷(alkyborane如Me3B或Et3B)、金屬和有機金屬化合物等。在一個實施例中，采用F3SiSiH2SiH2CH3和原子氫的交替脈沖沉積含硅膜。
本方法的實施方式在許多襯底和表面上沉積含硅材料?？刹捎帽景l(fā)明實施方式的襯底包括但不限于半導體晶片諸如晶體硅(如Si<100>和Si<111>)、襯底上硅、氧化硅、硅鍺、摻雜的或未摻雜的晶片和帶有或不帶圖樣的晶片。表面包括具有介電、傳導和阻擋性質的晶片、膜、層和材料，包括多晶硅、絕緣體上硅(SOI)、應變晶格和未應變晶格。一些襯底表面可包括玻璃，如活化的(如Pd)玻璃襯底。對表面的預處理包括拋光、蝕刻、活化、還原、氧化、羥基化、退火和烘烤。在一個實施方式中，將晶片浸入到1％HF溶液中，干燥后在800℃下的氫氣氛下烘烤。
本方法的實施方式可用于生長具有各種組成和性質的含硅膜，包括晶體的、無定形的或多晶硅膜。含硅膜在本文中是用于描述由本發(fā)明的實施方式形成的各種產(chǎn)品組成的術語。一些含硅膜包括晶體的或純硅、硅鍺、硅碳和硅鍺碳。其它的含硅膜包括外延-SiGe，外延-SiGeC，外延-SiC，多晶-SiGe，多晶-SiGeC，多晶-SiC，α-Si，氮化硅，氮氧化硅，氧化硅和金屬硅酸鹽(如其中的金屬包括鈦、鋯和鉿)。含硅膜包括應變層或未應變層。
含硅膜所包括的鍺的濃度范圍可為約0at.％到約95at.％(原子百分比)。另一方面，鍺的濃度范圍為約1at.％到約30at.％。含硅膜所包括的碳的濃度范圍可為約0at.％到約5at.％。另一方面，碳的濃度范圍為從約200ppm到約2at.％。
將氯和氫合并到硅膜中由于采用了低級硅烷、低級鹵代硅烷或六氯乙硅烷而使現(xiàn)有技術受到了困擾。本發(fā)明的方法沉積了可能包含雜質如氫、鹵素和其它元素的含硅膜。然而，鹵素雜質(如F)存在于所沉積的含硅膜內，在濃度小于約3×1016個原子/cm3時是可接受的。一般來說，本發(fā)明的實施方式可生長厚度為單原子層厚約2.5，以及厚度約120μM，優(yōu)選厚度范圍為約2.5到約10μM的含硅膜。本發(fā)明的各種實施方式教導生長厚度范圍為約10到約100，約100到約1000，約1000到約1μM，約1μM到約4μM，約4μM到約50μM，以及約50μM到約120μM的膜。在另一些實施方式中，膜厚度范圍為約2.5到約120μM，約2.5到約4μM，以及約2.5到約100。
由本發(fā)明的方法制備的含硅膜可以是摻雜的。在一個實施方式中，選擇性的外延生長硅層是摻雜的P型，如采用乙硼烷加入濃度范圍為約1015個原子/cm3到約1020個原子/cm3的硼。在另一個方式中，多晶硅層是摻雜的N+型，如通過離子注入磷濃度達到約1019個原子/cm3到約1021個原子/cm3。在另一個方式中，選擇性的外延生長硅層是摻雜的N-型，如通過擴散磷或砷至濃度為約1015個原子/cm3到約1019個原子/cm3。
采用本發(fā)明的各種方法制備鍺和/或碳的含硅膜，所述含硅膜的元素濃度可以是一致的、不規(guī)則的或漸變的。轉讓給應用材料有限公司的專利公開號為20020174826和20020174827的美國專利中公開了漸變的硅鍺膜，為描述沉積漸變的含硅膜的方法而以引用方式將以上文獻全文并入本文中。在一個方式中，采用硅鍺源(如Cl3SiSiH2SiCl2GeH3)沉積含硅鍺的膜。在另一方式中，采用硅源(如Cl3SiSiH2SiH2SiH3)和替換的鍺源(如GeH4或Ge2H6)來沉積含硅鍺的膜。在這一實施方式中，可改變硅源和鍺源的比，從而在控制元素濃度的同時生長漸變的膜。
在另一個實施方式中，采用硅碳源(如Cl3SiSiH2SiH2CH3)沉積含硅碳的膜。在另一個方式中，采用硅源(如Cl3SiSiH2SiH2SiH3)和替換的碳源(如C2H4)沉積含硅碳的膜。可改變硅源和碳源的比從而控制元素的濃度，同時生長均勻的或漸變的膜。
此外，在另一個實施方式中，采用硅碳源(如Cl3SiSiH2SiH2GeH3)和替換的鍺源(如GeH4或Ge2H6)沉積含硅鍺碳的膜。可改變硅碳源和鍺源的量而控制元素的濃度，同時生長漸變的膜。在另一個方式中，采用硅鍺源(如Cl3SiSiH2SiH2GeH3)和替換的碳源(如C2H4)沉積含硅鍺碳的膜?？筛淖児桄N源和碳源的比，從而在控制元素濃度的同時生長漸變的膜。在另一個方式中，通過合并硅源與硅鍺源和/或替換的鍺源和/或硅碳源和/或替換的碳源的混合物而沉積含硅鍺碳的膜。因此，可單獨采用任何硅化合物、硅源、硅鍺源、硅碳源、替換的硅源、替換的鍺源和替換的碳源或采用其組合來沉積含硅膜。
替換的硅源可包括硅烷(如SiH4)和鹵代硅烷(如H4-nSiXn，其中X獨立地為F、Cl、Br或I，以及n＝1-4)，例如為ClSiH3、Cl2SiH2，Cl3SiH和Cl4Si。替換的鍺源可包括鍺烷(如GeH4、Ge2H6、Ge3H8或Ge4H10)以及鹵代鍺烷(如H4-nGeXn，其中X獨立地為F、Cl、Br或I，以及n＝1-4)。替換的碳源可包括烷烴(如CH4，C2H6，C3H8，C4H10)，鹵代烷烴(如H4-nCXn，其中X獨立地為F、Cl、Br或I，以及n＝1-4)，烯烴(如C2H4)和炔烴(如C2H2)。
硅化合物可用于溫度范圍為約環(huán)境溫度(如23℃)到約1200℃的本發(fā)明的各種沉積方法中?？稍谡麄€沉積過程中控制多個溫度區(qū)域，諸如處理腔和與前體源和處理腔進行液體傳送的輸送管路。例如，沉積過程可在處理腔的溫度范圍為約100℃到約1000℃，而輸送管路的溫度范圍為約環(huán)境溫度到約250℃的條件下進行。在另一些實施方式中，處理溫度低于約700℃，更經(jīng)常為低于約500℃。在一些實施方式中，在沉積含硅膜時可采用補充的還原劑。在另一些實施方式中，由硅化合物的熱解來沉積含硅膜。
在本發(fā)明的方法中，含硅膜由化學氣相沉積(CVD)法生長，并可采用ALE和原子層沉積(ALD)法?；瘜W氣相沉積包括采用許多技術，諸如等離子體輔助化學氣相沉積(PA-CVD)，熱誘發(fā)化學氣相沉積，原子層化學氣相沉積(ALCVD)，有機金屬或金屬有機化學氣相沉積(OMCVD或MOCVD)，激光輔助化學氣相沉積(LA-CVD)，紫外線化學氣相沉積(UV-CVD)，熱絲化學氣相沉積(HWCVD)，減壓化學氣相沉積(RP-CVD)，超高真空化學氣相沉積(UHV-CVD)以及其他。
在本發(fā)明的一些實施方式中，可采用ALD沉積含硅膜。例如，由包括下列步驟的順序循環(huán)進行ALD法提供硅化合物的脈沖，在襯底或表面上吸附硅化合物，清洗反應腔，還原吸附的硅化合物，以及清洗反應腔?；蛘撸斶€原步驟包括提供例如原子氫的還原劑脈沖時，循環(huán)包括提供還原劑化合物的脈沖，在襯底或表面上吸附還原劑化合物，清洗反應腔，提供硅化合物的脈沖，還原硅化合物，以及清洗反應腔。
每個硅化合物脈沖的持續(xù)時間，每個還原劑脈沖的持續(xù)時間，以及還原劑脈沖之間的清洗氣體持續(xù)時間可發(fā)生變化并取決于所利用的沉積腔的體積容量，以及所連接的真空系統(tǒng)。例如，(1)腔內的氣體壓力較低時要求較長的脈沖時間；(2)氣體流速較低時要求較長時間以升高和穩(wěn)定腔室壓力，這要求更長的脈沖時間；以及(3)填充大體積腔室所需的時間越長，腔室壓力穩(wěn)定的時間越長，因此要求更長的脈沖時間。類似地，每一脈沖之間的時間也可發(fā)生變化，并取決于處理腔的體積容量以及所連接的真空系統(tǒng)。一般來說，硅化合物脈沖或還原劑脈沖的持續(xù)時間應足夠長，從而能吸附化合物。在一個實施例中，當加入還原劑脈沖時，腔室內仍然存在硅化合物脈沖。一般來說，清洗氣體的持續(xù)時間應足夠長，從而防止硅化合物和還原劑化合物的脈沖在反應區(qū)混合。
一般來說，硅化合物的脈沖時間約為1.0秒或更短，而還原劑的脈沖時間約為1.0秒或更短，這通常足以在襯底或表面上吸附交替量的反應物。硅化合物和還原劑的脈沖之間的間隔時間約為1.0秒或更短，這通常足以使清洗氣體可以防止硅化合物和還原劑的脈沖在反應區(qū)混合。當然，可采用較長的反應物的脈沖時間以確保硅化合物和還原劑的吸附，以及可采用較長的反應物的脈沖之間的時間以確保除去反應副產(chǎn)物。
本發(fā)明的方法可采用ALE，CVD和ALD技術中已知的設備進行。設備將各種源帶入并與襯底接觸，在襯底上生長含硅膜。依據(jù)特定的沉積方法和設備，該方法可在約1毫托(mTorr)到約2300托(Torr)的壓力范圍內操作。例如，可采用CVD法在約0.1Torr到約760Torr的壓力范圍內沉積含硅膜。在另一個實施例中，可采用ALD法在約760Torr到約1500Torr的壓力范圍內沉積含硅膜?？捎糜诔练e含硅膜的設備包括購自位于加利福利亞州圣克拉拉市的應用材料有限公司的EpiCentura系統(tǒng)和Poly Gen系統(tǒng)?？捎糜诔练e含硅膜的ALD設備在共同轉讓的美國專利申請No.20030079686中有所公開，為描述該設備而將該申請以引用方式全文并入本文。其它的設備包括本領域公知的分批式高溫爐。
本發(fā)明的另一種實施方式教導了合成包括SiRX6、Si2RX6、Si2RX8、化合物1-8和化合物9-32的硅化合物的方法，其中X獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺。非鹵代的高級硅烷的歧化反應在本領域是公知的，如在美國專利No.6027705中公開的，為描述硅化合物的合成而將以上專利以引用方式全文并入本文?？刹捎霉柰?、鹵代硅烷、鍺烷、鹵代鍺烷、烷基和鹵代烷基作為原料以形成硅化合物。在一些實施方式中，可采用硅化合物作為其它硅化合物的原料。可采用包括熱分解或等離子體激發(fā)在內的各種方法將原料制成自由基化合物。原料自由基結合形成硅化合物。在一個實施例中，從乙硅烷和六氯乙硅烷分別制得·SiH2SiH3和·SiCl2SiCl3，并使它們結合形成H3SiSiH2SiCl2SiCl3。在另一個實施例中，從丙硅烷和四氯鍺烷分別制得·SiH2SiH2SiH3和·GeCl3，并使它們結合形成H3SiSiH2SiH2GeCl3。在另一個實施例中，分別從鍺烷和八氯丙硅烷制得·GeH3和·SiCl2SiCl2SiCl3，并使它們結合形成H3GeSiCl2SiCl2SiCl3。在另一個實施例中，從四氟甲烷和丙硅烷分別制得·CF3和·SiH2SiH2SiH3，并使它們結合形成F3CSiH2SiH2SiH3。在另一個實施例中，從丙硅烷和六氯乙硅烷分別制得·SiH2SiH2SiH3和·SiCl2SiCl3，并使它們結合形成H3SiSiH2SiH2SiCl2SiCl3。在另一個實施例中，分別從丁硅烷和四氯鍺烷制得·SiH2SiH2SiH2SiH3和·GeCl3，并使它們結合形成H3SiSiH2SiH2SiH2GeCl3。在另一個實施例中，分別從鍺烷和十氯丁硅烷制得·GeH3和·SiCl2SiCl2SiCl2SiCl3，并使它們結合形成H3GeSiCl2SiCl2SiCl2SiCl3。在另一個實施例中，分別從四氟甲烷和丁硅烷制得·CF3和·SiH2SiH2SiH2SiH3，并使它們結合形成F3CSiH2SiH2SiH2SiH3。
包括硅化合物SiRX6的理論實驗1-17實施例1由選擇性CVD制得單晶硅采用襯底Si<100>研究通過CVD法進行的選擇性單晶硅膜生長。晶片表面上存在氧化硅特征結構。通過浸入到0.5％HF中30秒，然后在750℃下烘烤60秒而準備好晶片。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，30sccm的Cl3SiSiH3輸送到10Torr和750℃下的腔室中。使襯底保持在750℃下。沉積進行3分鐘，從而在硅表面上形成400厚的外延生長層，但在二氧化硅表面上未發(fā)生外延生長。
實施例2由覆蓋性CVD法制備單晶硅采用襯底Si<100>研究通過CVD法進行的覆蓋性單晶硅膜生長。晶片表面上存在氧化硅特征結構。通過浸入到0.5％HF中30秒，然后在750℃下烘烤60秒而準備好晶片。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，50sccm的Cl3SiSiH3加入100Torr和650℃下的腔室中。使襯底保持在650℃下。沉積進行4分鐘，從而形成1600厚的外延生長層。
實施例3由CVD法制備多晶硅按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Poly Gen腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的HF2SiSiClH2加入80Torr和550℃下的腔室中。使襯底保持在550℃下。沉積進行3分鐘，從而形成1200厚的層。
實施例4由CVD法制備無定形硅將已用二氧化硅覆層的晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗1分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，200sccm的HCl2SiSiH3加入200Torr和40℃下的腔室中。使襯底保持在40℃下。沉積進行3分鐘，從而形成200厚的層。
實施例5由CVD法制備硅鍺按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗1分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiGeH3加入100Torr和650℃下的腔室中。使襯底保持在650℃下。沉積進行5分鐘，從而形成600厚的外延生長層。
實施例6由CVD法制備硅碳按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2CSiH3加入100Torr和500℃下的腔室中。使襯底保持在500℃下。沉積進行15分鐘，從而形成1400厚的外延生長層。
實施例7由CVD法制備硅鍺碳按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiGeH3加入到100Torr和550℃下的腔室中。此外也將硅化合物，2sccm的H3CSiH3加入到腔室中。使襯底保持在550℃下。沉積進行10分鐘，從而形成2100厚的外延生長層。
實施例8由CVD法制備摻雜硅按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的Cl3SiSiH3加入到100Torr和750℃下的腔室中。此外也將摻雜化合物，1sccm的B2H6加入到腔室中。使襯底保持在750℃下。沉積進行3分鐘，從而形成600厚的外延生長摻雜層。
實施例9由CVD法制備漸變的硅鍺按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，50sccm的HCl2SiSiH3加入到10Torr和650℃下的腔室中。此外也在沉積步驟期間將硅化合物HCl2SiGeH3以從225sccm遞減到5sccm的遞減流加入到腔室中。流速隨時間呈非線性變化，從而在沉積膜中產(chǎn)生線性漸變的最終鍺含量。使襯底保持在550℃下。沉積進行5分鐘，從而形成1200厚的外延生長層。
實施例10由CVD法制備漸變硅鍺碳按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的HCl2SiCH3加入到10Torr和650℃下的腔室中。也向腔室內加入10sccm的5％的H3CSiH3。此外還在沉積步驟期間將硅化合物HCl2SiGeH3以從350sccm遞減到5sccm的遞減流加入到腔室中。流速隨時間呈非線性變化，從而在沉積膜中產(chǎn)生線性漸變的最終鍺含量。使襯底保持在550℃下。沉積進行5分鐘，從而形成1300厚的外延生長層。
實施例11由采用HCl的CVD法制備單晶選擇性硅按照實施例1的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH3加入到10Torr和600℃下的腔室中。也將HCl的5sccm流輸送到腔室中。使襯底保持在600℃下。沉積進行8分鐘，從而在硅表面上形成500厚的外延生長層，但在二氧化硅表面上未發(fā)生外延生長。
實施例12由ALD法制備漸變的硅鍺按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔中，然后用氫氣清洗10分鐘。將載體氣體流氬氣流引到襯底上，并在載體流中以脈沖方式加入源化合物。由鎢熱絲產(chǎn)生H原子。ALD循環(huán)A包括HCl2SiSiH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，H原子(1.2秒)，清洗(1.0秒)。ALD循環(huán)B包括HCl2SiGeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，H原子(1.2秒)，清洗(1.0秒)。通過進行一系列的循環(huán)如10A，1B，5A，1B，1A，1B，1A，5B，1A，10B，得到漸變的膜。襯底保持在300℃下。沉積進行40分鐘，從而形成2200厚的層。
實施例13由ALD法制備漸變的硅鍺碳按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔中，然后用氫氣清洗10分鐘。將載體氣體流氬氣流引到襯底上，并在載體流中以脈沖方式加入源化合物。ALD循環(huán)包括HCl2SiCH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，HCl2SiGeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)。進行循環(huán)使膜生長到所需的膜厚度。將襯底保持在500℃。沉積進行40分鐘，從而形成2000厚的層。
實施例14合成H3SiSiCl3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯硅烷。分析反應器2的輸出氣體(outlet gas)，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例15合成H3SiGeCl3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯鍺烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiGeCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例16合成H3GeSiCl3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供鍺烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3GeSiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例17合成F3CSiCl3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供四氟甲烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括F3CSiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
包括硅化合物Si2RX8的理論實驗18-34實施例18由選擇性的CVD制備單晶硅采用襯底Si<100>研究由CVD法進行的單晶硅選擇性生長。在晶片的表面上存在氧化硅結構特征。通過浸入到0.5％HF液中30秒，然后在750℃下烘烤60秒而準備好晶片。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，30sccm的Cl3SiSiH2SiH3輸送到10Torr和750℃下的腔室中。使襯底保持在750℃下。沉積進行3分鐘，從而在硅表面上形成400厚的外延生長層，但在氧化硅表面上未發(fā)生外延生長。
實施例19由全面性CVD法制備單晶硅采用襯底Si<100>研究通過CVD法進行的全面性單晶硅膜生長。晶片表面上存在氧化硅特征結構。通過浸入到0.5％HF中30秒，然后在750℃下烘烤60秒而準備好晶片。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，50sccm的Cl3SiSiH2SiH3加入100Torr和650℃下的腔室中。使襯底保持在650℃下。沉積進行4分鐘，從而形成1600厚的外延生長層。
實施例20由CVD法制備多晶硅按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Poly Gen腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的HF2SiSiH2SiClH2加入80Torr和550℃下的腔室中。使襯底保持在550℃下。沉積進行3分鐘，從而形成1200厚的層。
實施例21由CVD法制備無定形硅將已用二氧化硅覆層的晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗1分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，200sccm的HCl2SiSiH2SiH3加入200Torr和40℃下的腔室中。使襯底保持在40℃下。沉積進行3分鐘，從而形成200厚的層。
實施例22由CVD法制備硅鍺按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗1分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH2GeH3加入100Torr和650℃下的腔室中。使襯底保持在650℃下。沉積進行5分鐘，從而形成600厚的外延生長層。
實施例23由CVD法制備硅碳按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2CSiH2SiH3加入100Torr和500℃下的腔室中。使襯底保持在500℃下。沉積進行15分鐘，從而形成1400厚的外延生長層。
實施例24由CVD法制備硅鍺碳按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH2GeH3加入到100Torr和550℃下的腔室中。此外也將硅化合物，2sccm的H3CSiH2SiH3加入到腔室中。使襯底保持在550℃下。沉積進行10分鐘，從而形成2100厚的外延生長層。
實施例25由CVD法制備摻雜硅按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的Cl3SiSiH2SiH3加入到100Torr和750℃下的腔室中。此外也將摻雜化合物，1sccm的H2中的濃度為1000ppm的B2H6加入到腔室中。使襯底保持在750℃下。沉積進行3分鐘，從而形成600厚的外延生長摻雜層。
實施例26由CVD法制備漸變的硅鍺按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，50sccm的HCl2SiSiH2SiH3加入到10Torr和650℃下的腔室中。此外也在沉積步驟期間將硅化合物HCl2SiSiH2GeH3以從225sccm遞減到5sccm的遞減流加入到腔室中。流速隨時間呈非線性變化，從而在沉積膜中產(chǎn)生線性漸變的最終鍺含量。使襯底保持在550℃下。沉積進行5分鐘，從而形成1200厚的外延生長層。
實施例27由CVD法制備漸變硅鍺碳按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的HCl2SiSiH2CH3加入到10Torr和650℃下的腔室中。也向腔室內加入10sccm的5％的H3CSiH2SiH3。此外還在沉積步驟期間將硅化合物HCl2SiSiH2GeH3以從350sccm遞減到5sccm的遞減流加入到腔室中。流速隨時間呈非線性變化，從而在沉積膜中產(chǎn)生線性漸變的最終鍺含量。使襯底保持在550℃下。沉積進行5分鐘，從而形成1300厚的外延生長層。
實施例28由采用HCl的CVD法制備單晶選擇性硅按照實施例18的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH2SiH3加入到10Torr和600℃下的腔室中。也將氯化氫HCl的5sccm流輸送到腔室中。使襯底保持在600℃下。沉積進行8分鐘，從而在硅表面上形成500厚的外延生長層，但在二氧化硅表面上未發(fā)生外延生長。
實施例29由ALD法制備漸變的硅鍺按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔中，然后用氫氣清洗10分鐘。將載體氣體流氬氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。由鎢熱絲產(chǎn)生H原子。ALD循環(huán)A包括HCl2SiSiH2SiH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，H原子(1.2秒)，清洗(1.0秒)。ALD循環(huán)B包括HCl2SiSiH2GeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，H原子(1.2秒)，清洗(1.0秒)。通過進行一系列的循環(huán)如10A，1B，5A，1B，1A，1B，1A，5B，1A，10B，得到漸變的膜。襯底保持在300℃下。沉積進行40分鐘，從而形成2200厚的層。
實施例30由ALD法制備漸變的硅鍺碳按照實施例19的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔中，然后用氫氣清洗10分鐘。將載體氣體流氬氣流引到襯底上，并在載體流中以脈沖方式加入源化合物。ALD循環(huán)包括HCl2SiSiH2CH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，HCl2SiSiH2GeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)。進行循環(huán)使膜生長到所需的膜厚度。將襯底保持在500℃。沉積進行40分鐘，從而形成2000厚的層。
實施例31合成H3SiSiH2SiCl3將2.5L SUS(反應器1)和5LSUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供乙硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiH2SiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例32合成H3SiSiH2GeCl3將2.5L SUS(反應器1)和5LSUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供乙硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯鍺烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiH2GeCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例33合成H3GeSiCl2SiCl3將2.5L SUS(反應器1)和5LSUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供鍺烷。以15L/min的速率向反應器1提供六氯乙硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3GeSiCl2SiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例34合成F3CSiH2SiH3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供四氟甲烷。以15L/min的速率向反應器1提供乙硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括F3CSiH2SiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
包括化合物1-32這類硅化合物的理論實驗35-56實施例35由選擇性的CVD制備單晶硅采用襯底Si<100>研究由CVD法進行的選擇性的單晶硅膜生長。在晶片的表面上存在氧化硅結構特征。通過浸入到0.5％HF中30秒，然后在750℃下烘烤60秒而準備好晶片。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，30sccm的Cl3SiSiH2SiH2SiH3輸送到10Torr和750℃下的腔室中。使襯底保持在750℃下。沉積進行3分鐘，從而在硅表面上形成400厚的外延生長層，但在二氧化硅表面上未發(fā)生外延生長。
實施例36由覆蓋性CVD法制備單晶硅采用襯底Si<100>研究通過CVD法進行的覆蓋性單晶硅膜生長。晶片表面上存在氧化硅特征結構。通過浸入到0.5％HF中30秒，然后在750℃下烘烤60秒而制得晶片。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，50sccm的Cl3SiSiH2SiH2SiH3加入100Torr和650℃下的腔室中。使襯底保持在650℃下。沉積進行4分鐘，從而形成1600厚的外延生長層。
實施例37由CVD法制備多晶硅按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Poly Gen腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的HF2SiSiH2SiH2SiH2SiClH2加入80Torr和550℃下的腔室中。使襯底保持在550℃下。沉積進行3分鐘，從而形成1200厚的層。
實施例38由CVD法制備無定形硅將已用二氧化硅覆層的晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗1分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，200sccm的HCl2SiSiH2SiH2SiH2SiH3加入200Torr和40℃下的腔室中。使襯底保持在40℃下。沉積進行3分鐘，從而形成200厚的層。
實施例39由CVD法制備硅鍺按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗1分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH2SiH2SiH2GeH3加入100Torr和650℃下的腔室中。使襯底保持在650℃下。沉積進行5分鐘，從而形成600厚的外延生長層。
實施例40由CVD法制備硅碳按照實施例2的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2CSiH2SiH2SiH2SiH3加入100Torr和500℃下的腔室中。使襯底保持在500℃下。沉積進行15分鐘，從而形成1400厚的外延生長層。
實施例41由CVD法制備硅鍺碳按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH2SiH2GeH3加入到100Torr和550℃下的腔室中。此外也將硅化合物，2sccm的H3CSiH2SiH2SiH3加入到腔室中。使襯底保持在550℃下。沉積進行10分鐘，從而形成2100厚的外延生長層。
實施例42由CVD法制備摻雜硅按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的Cl3SiSiH2SiH2SiH3加入到100Torr和750℃下的腔室中。此外也將摻雜化合物，1sccm的H2中的濃度為1000ppm的B2H6加入到腔室中。使襯底保持在750℃下。沉積進行3分鐘，從而形成600厚的外延生長摻雜層。
實施例43由CVD法制備漸變的硅鍺按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，50sccm的HCl2SiSiH2SiH2SiH3加入到10Torr和650℃下的腔室中。此外也在沉積步驟期間將硅化合物HCl2SiSiH2GeH3以從225sccm遞減到5sccm的遞減流加入到腔室中。流速隨時間呈非線性變化，從而在沉積膜中產(chǎn)生線性漸變的最終鍺含量。襯底保持在550℃下。沉積進行5分鐘，從而形成1200厚的外延生長層。
實施例44由CVD法制備漸變硅鍺碳按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，100sccm的HCl2SiSiH2SiH2CH3加入到10Torr和650℃下的腔室中。也向腔室內加入10sccm 5％H3CSiH2SiH2SiH3。此外還在沉積步驟期間將硅化合物HCl2SiSiH2SiH2GeH3以從350sccm遞減到5sccm的遞減流加入到腔室中。流速隨時間呈非線性變化，從而在沉積膜中產(chǎn)生線性漸變的最終鍺含量。襯底保持在550℃下。沉積進行5分鐘，從而形成1300厚的外延生長層。
實施例45由采用HCl的CVD法制備單晶選擇性硅按照實施例35的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔(Epi Centura腔)中，然后用氫氣清洗2分鐘。將載體氣體流氫氣流引到襯底上，并在載體流中加入源化合物。將硅化合物，10sccm的HCl2SiSiH2SiH2SiH3加入到10Torr和600℃下的腔室中。也將氯化氫的5sccm流輸送到腔室中。使襯底保持在600℃下。沉積進行8分鐘，從而在硅表面上形成500厚的外延生長層，但在二氧化硅表面上未發(fā)生外延生長。
實施例46由ALD法制備漸變的硅鍺按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔中，然后用氫氣清洗10分鐘。將載體氣體流氬氣流引到襯底上，并在載體流中以脈沖方式加入源化合物。由鎢熱絲產(chǎn)生H原子。ALD循環(huán)A包括HCl2SiSiH2SiH2SiH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，H原子(1.2秒)，清洗(1.0秒)。ALD循環(huán)B包括HCl2SiSiH2SiH2SiH2GeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，H原子(1.2秒，清洗(1.0秒)。通過進行一系列的循環(huán)如10A，1B，5A，1B，1A，1B，1A，5B，1A，10B，生長漸變的膜。襯底保持在300℃下。沉積進行40分鐘，從而形成2200厚的層。
實施例47由ALD法制備漸變的硅鍺碳按照實施例36的方法準備襯底。將晶片裝入到沉積腔中，然后用氫氣清洗10分鐘。將載體氣體流氬氣流引到襯底上，并在載體流中以脈沖方式加入源化合物。ALD循環(huán)包括HCl2SiSiH2SiH2GeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)，HCl2SiSiH2SiH2GeH3(0.8秒)，清洗(1.0秒)。進行循環(huán)使膜生長到所需的膜厚度。將襯底保持在500℃下。沉積進行40分鐘，從而形成2000厚的層。
實施例48合成H3SiSiH2SiCl2SiCl3將2.5L SUS(反應器1)和5LSUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供乙硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供六氯乙硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiH2SiCl2SiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例49合成H3SiSiH2SiH2GeCl3將2.5L SUS(反應器1)和5LSUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供丙硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯鍺烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiH2SiH2GeCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例50合成Cl3SiSiCl2SiCl2GeH3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供鍺烷。以15L/min的速率向反應器1提供八氯丙硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括Cl3SiSiCl2SiCl2GeH3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例51合成F3CSiH2SiH2SiH3將2.5L SUS(反應器1)和5LSUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供四氟甲烷。以15L/min的速率向反應器1提供丙硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括F3CSiH2SiH2SiH3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例52合成H3SiSiH2SiH2SiCl2SiH3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供丙硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供六氯乙硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiH2SiH2SiCl2SiCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例53合成H3SiSiH2SiH2SiH2GeCl3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供丁硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供四氯鍺烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括H3SiSiH2SiH2SiH2GeCl3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例54合成Cl3SiSiCl2SiCl2SiCl2GeH3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供十氯丁硅烷。以15L/min的速率向反應器1提供鍺烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括Cl3SiSiCl2SiCl2SiCl2GeH3在內的硅烷化合物和硅化合物。
實施例55合成F3CSiH2SiH2SiH2SiH3將2.5L SUS(反應器1)和5L SUS(反應器2)直接串聯(lián)，反應器1的內部溫度設定為450℃，反應器2的內部溫度設定為350℃。壓力設定為0.13MPa。以15L/min的速率向反應器1提供四氟甲烷。以15L/min的速率向反應器1提供丁硅烷。分析反應器2的輸出氣體，發(fā)現(xiàn)生成了包括F3CSiH2SiH2SiH2SiH3在內的硅烷化合物和硅化合物。
盡管前述內容涉及本發(fā)明的實施方式，但可設計出不偏離本發(fā)明基本范圍的本發(fā)明其它的和另外的實施方式，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求書確定。
權利要求
1.一種沉積含硅膜的方法，其包括將硅化合物輸送到襯底表面；使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜；以及所述的硅化合物包括下列結構 其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X6包括至少一個氫和至少一個鹵素。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中R為硅，而X1-X6獨立地為氫或氯。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述的含硅膜包括選自由硅、硅鍺、硅碳或硅鍺碳所組成的組中的材料。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述的含硅膜中摻雜有選自由硼、磷或砷組成的組中的元素。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述的含硅膜由原子層外延法、原子層沉積法或化學氣相沉積法沉積。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中在沉積含硅膜的同時采用補充的蝕刻劑，所述的補充的蝕刻劑選自由HCl、Cl2、HF、HBr、XeF2、NH4F、(NH4)(HF2)，NF3和它們的組合組成的組中。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述的含硅膜的厚度范圍為約2.5到約10μm。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中將至少一個鹵素轉化為原位蝕刻劑。
9.一種組合物，其包括下列結構 其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X6包括至少一個氫和至少一個鹵素，條件是當X4、X5和X6為氟時，R不為碳。
10.根據(jù)權利要求9所述的組合物，其中R為硅，而X1-X6獨立地為氫或氯。
11.根據(jù)權利要求9所述的組合物，其中X1-X6包括至少三個氫原子。
12.根據(jù)權利要求9所述的組合物，其中X1-X6包括至少三個鹵素原子。
13.根據(jù)權利要求9所述的組合物，其中X1-X6包括至少一個氯原子和至少一個選自由氟和溴組成的組中的原子。
14.根據(jù)權利要求13的組合物，其中X1-X6包括至少三個鹵素原子。
15.一種組合物，其包括下列結構 其中X1-X6獨立地為氫或鹵素，而R為鍺。
16.根據(jù)權利要求15所述的組合物，其中X1-X6每一個都為氫。
17.一種沉積含硅膜的方法，其包括將硅化合物輸送到襯底表面；使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜；以及所述的硅化合物包括下列結構 或 其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X8包括至少一個鹵素。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中R為硅，而X1-X8獨立地為氫或氯。
19.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述的含硅膜包括選自由硅、硅鍺、硅碳或硅鍺碳所組成的組中的材料。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述的含硅膜中摻雜有選自由硼、磷或砷組成的組中的元素。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述的含硅膜由原子層外延法、原子層沉積法或化學氣相沉積法沉積。
22.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中X1-X8包括至少三個氫原子。
23.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中X1-X8包括至少三個鹵素原子。
24.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中在沉積含硅膜的同時采用補充的蝕刻劑，所述的補充的蝕刻劑選自由HCl、Cl2、HF、HBr、XeF2、NH4F、(NH4)(HF2)、NF3和它們的組合組成的組中。
25.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中所述的含硅膜的厚度范圍為約2.5到約10μm。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中至少一個鹵素轉化為原位蝕刻劑。
27.一種組合物，其包括下列結構 或 其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X8包括至少一個鹵素。
28.根據(jù)權利要求27所述的組合物，其中R為硅，而X1-X8獨立地為氫或氯。
29.根據(jù)權利要求27所述的組合物，其中X1-X8包括至少三個氫原子。
30.根據(jù)權利要求27所述的組合物，其中X1-X8包括至少三個鹵素原子。
31.根據(jù)權利要求27所述的組合物，其中X1-X8包括至少一個氯原子和至少一個選自由氟和溴組成的組中的原子。
32.根據(jù)權利要求31所述的組合物，其中X1-X8包括至少三個鹵素原子。
33.一種組合物，其包括下列結構 或 其中X1-X8獨立地為氫或鹵素，而R為鍺。
34.根據(jù)權利要求33所述的組合物，其中X1-X8每一個都是氫。
35.一種沉積含硅膜的方法，其包括將硅化合物輸送到襯底表面上；使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜；以及所述的含硅化合物包括化合物1-8的結構，其中X1-X10獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X10包括至少一個鹵素。
36.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中R為硅，而X1-X10獨立地為氫、氯或氟。
37.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中所述的含硅膜包括選自由硅、硅鍺、硅碳或硅鍺碳所組成的組中的材料。
38.根據(jù)權利要求37所述的方法，其中所述的含硅膜中摻雜有選自由硼、磷或砷組成的組中的元素。
39.根據(jù)權利要求37所述的方法，其中所述的含硅膜由原子層外延法、原子層沉積法或化學氣相沉積法沉積。
40.根據(jù)權利要求39所述的方法，其中在沉積含硅膜的同時采用補充的蝕刻劑，所述的補充的蝕刻劑選自由HCl、Cl2、HF、HBr、XeF2、NH4F、(NH4)(HF2)、NF3和它們的組合組成的組中。
41.根據(jù)權利要求39所述的方法，其中所述的含硅膜的厚度范圍為約2.5-約10μm。
42.根據(jù)權利要求41所述的方法，其中至少一個鹵素轉化為原位蝕刻劑。
43.一種組合物，其包括化合物1-8的結構，其中X1-X10獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X10包括至少一個鹵素。
44.根據(jù)權利要求43所述的組合物，其中R為硅，而X1-X10獨立地為氫或氯。
45.根據(jù)權利要求43所述的組合物，其中X1-X10包括至少一個氯原子和至少一個選自由氟和溴組成的組中的原子。
46.根據(jù)權利要求45所述的組合物，其中X1-X10包括至少三個鹵素原子。
47.一種組合物，其包括化合物1-8的結構，其中X1-X10獨立地為氫或鹵素，而R為鍺。
48.根據(jù)權利要求47所述的組合物，其中X1-X10每一個都為氫。
49.一種沉積含硅膜的方法，其包括將硅化合物輸送到襯底表面上；使硅化合物發(fā)生反應而在襯底表面上沉積含硅膜；以及所述的硅化合物包括化合物9-32的結構，其中X1-X12獨立地為氫或鹵素，而R為碳、硅或鍺。
50.根據(jù)權利要求49所述的方法，其中R為硅，而X1-X12獨立地為氫或氯。
51.根據(jù)權利要求49所述的方法，其中所述的含硅膜包括選自由硅、硅鍺、硅碳或硅鍺碳所組成的組中的材料。
52.根據(jù)權利要求51所述的方法，其中所述的含硅膜中摻雜有選自由硼、磷或砷組成的組中的元素。
53.根據(jù)權利要求51所述的方法，其中所述的含硅膜由原子層外延法、原子層沉積法或化學氣相沉積法沉積。
54.根據(jù)權利要求49所述的方法，其中X1-X12包括至少三個氫原子。
55.根據(jù)權利要求49所述的方法，其中X1-X12包括至少三個鹵素原子。
56.根據(jù)權利要求53所述的方法，其中在沉積含硅膜的同時采用補充的蝕刻劑，所述的補充的蝕刻劑選自由HCl、Cl2、HF、HBr、XeF2、NH4F、(NH4)(HF2)、NF3和它們的組合組成的組中。
57.根據(jù)權利要求53所述的方法，其中所述的含硅膜的厚度范圍為約2.5到約10μm。
58.根據(jù)權利要求57所述的方法，其中至少一個鹵素轉化為原位蝕刻劑。
59.一種組合物，其包括化合物9-32的結構，其中X1-X12獨立地為氫或鹵素，R為碳、硅或鍺，且X1-X12包括至少一個鹵素。
60.根據(jù)權利要求59所述的組合物，其中R為硅，而X1-X12獨立地為氫或氯。
61.根據(jù)權利要求59所述的組合物，其中X1-X12包括至少三個氫原子。
62.根據(jù)權利要求59所述的組合物，其中X1-X12包括至少三個鹵素原子。
63.根據(jù)權利要求59所述的組合物，其中X1-X12包括至少一個氯原子和至少一個選自由氟和溴組成的組中的原子。
64.根據(jù)權利要求63所述的組合物，其中X1-X12包括至少三個鹵素原子。
65.一種組合物，其包括化合物9-32的結構，其中X1-X12獨立地為氫或鹵素，而R為鍺。
66.根據(jù)權利要求65所述的組合物，其中X1-X12每一個都為氫。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式一般地提供了硅化合物的組合物和采用該硅化合物沉積含硅膜的方法。該方法利用將硅化合物引入到襯底表面并沉積部分硅化合物，即硅主結構而成為含硅膜。配體是硅化合物的其它部分，其作為原位蝕刻劑而釋放出來。該原位蝕刻劑支持選擇性的硅外延生長。硅化合物包括SiRX
文檔編號C23C16/22GK1705767SQ200380101414
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月20日 優(yōu)先權日2002年10月18日
發(fā)明者K·K·辛格, P·B·科米塔, L·A·斯卡德, D·K·卡爾森 申請人:應用材料有限公司