專利名稱：：金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積和原子層沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及金屬氧氮化物(Hf-O-N)和金屬-硅-氧氮化物層的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)和原子層沉積(ALD)，以形成柵極和電容器介電質(zhì)(capacitordielectrics)。
背景技術(shù)：
：主要是集成電路尺寸的縮小推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的速度和功能每年持續(xù)地改進(jìn)。目前，現(xiàn)代電路中最小的尺寸是柵極絕緣體的厚度。柵極絕緣體在硅中，將控制電極(“柵電極”)與被控制的電流隔開(kāi)。傳統(tǒng)地，從二氧化硅(SiO2)和/或氮化硅(SiN)中制備柵極介電質(zhì)(gatedielectrics)。這種介電質(zhì)現(xiàn)在厚度為1.5nm或4原子層。進(jìn)一步減少厚度將導(dǎo)致電流在絕緣體中因量子力學(xué)隧穿而泄漏。因此，正在努力尋找可替代的介電材料。目前為止，努力主要集中在高介電常數(shù)(高-κ)的材料。在本申請(qǐng)中，如果一種材料的介電常數(shù)k大于氧化硅的介電常數(shù)(k約為3.9)，則這種材料是高-κ材料。此外，目前的努力集中在沉積純凈的金屬性材料的更好方法，所述材料具有均勻的化學(xué)計(jì)量、厚度、共形覆蓋(conformalcoverage)、突變界面、光滑表面、減小的晶界、裂縫和小孔。MOCVD和ALD是已經(jīng)開(kāi)發(fā)的兩種方法的實(shí)例。在CVD中，將前體和共反應(yīng)物一起提供至在生長(zhǎng)的膜表面上。通過(guò)控制反應(yīng)室內(nèi)的前體和共反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)室的溫度以及基底的溫度來(lái)控制層的厚度。在MOCVD中，前體是金屬有機(jī)化合物。因?yàn)榻饘儆袡C(jī)前體的腐蝕性弱，要求不那么極度的反應(yīng)條件并且生成的膜中雜質(zhì)較少，所以金屬有機(jī)前體優(yōu)于金屬無(wú)機(jī)前體。在ALD中，通過(guò)交替的脈沖和吹洗，將前體和共反應(yīng)物單獨(dú)提供至生長(zhǎng)的膜表面，以在每次脈沖循環(huán)中產(chǎn)生單層生長(zhǎng)的膜。膜的厚度由脈沖循環(huán)的次數(shù)控制。許多文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道過(guò)從金屬氧氮化物(metaloxynitride)或金屬-硅-氧氮化物(metalsiliconoxynitride)生成高-κ介電材料，其中金屬是鉿或鋯(統(tǒng)稱為“氧氮化(硅)鉿/鋯”)。請(qǐng)參見(jiàn)美國(guó)專利6,291,867B1、6,291,866B1、6,020,243、6,020243和6,013,533(統(tǒng)稱為“Wallace專利”)；還請(qǐng)參見(jiàn)ReliabilityEvaluationOfHfSiONGateDielectricFlimWith12.8SiO2EquivalentThickness，A.Shanwareetal.，2001IEEE；還請(qǐng)參見(jiàn)PropertiesOfHf-BasedOxideAndOxynitrideThinFilm，M.R.Visokayetal.，2002AVS3rdInternationalConferenceonMicroelectronicsandInterfaces，F(xiàn)ebruary11-14，pp.127-129；還請(qǐng)參見(jiàn)ApplicationOfHfSiONAsAGateDielectricMaterial；M.R.Visokayetal.，AppliedPhysicsLetters，vol.80No.17，pp.3183-3185(April292002)；還請(qǐng)參見(jiàn)ElectricalCharacteristicsOfZrOxNyPreparedByNH3AnnealingOfZrO2，S.Jeonetal.，AppliedPhysicsLetters，vol.79，No.2，pp.245-247(July2001)；還請(qǐng)參見(jiàn)ThermallyStableUltra-TinNitrogenIncorporatedZrO2GateDielectricPreparedByLowTemperatureOxidationOfZrN，M.Koyamaetal.，2001IEEE。在每篇文獻(xiàn)中，沉積技術(shù)是反應(yīng)濺射。因?yàn)榉磻?yīng)濺射要求相對(duì)高的真空條件，所以反應(yīng)濺射不是商業(yè)上沉積高-κ柵極介電質(zhì)的可行技術(shù)。只有Wallace專利建議使用CVD作為可替代的技術(shù)。然而，Wallace將讀者的注意力貫注在金屬氯化物前體，如四氯化鉿(HfCl4)或四氯化鋯(ZrCl4)，以及含氮的前體，如硝酸鉿(Hf(NO3)2)或硝酸鋯(Zr(NO3)2)。因此，Wallace并沒(méi)有提倡MOCVD或ALD工藝來(lái)制備高-κ的氧氮化(硅)鋯/鋯介電質(zhì)。而且，Wallace沒(méi)有使用臭氧作為氧源。已經(jīng)報(bào)道過(guò)在MOCVD和ALD中使用金屬烷基酰胺(metalalkylamide)前體。例如，已經(jīng)在MOCVD工藝中使用鋯烷基酰胺來(lái)沉積鉿和鋯的硅酸鹽和氧化物。請(qǐng)參見(jiàn)AlternatingLayerChemicalVaporDeposition(ALD)OfMetalSilicatesAndOxidesForGateInsulators，R.Gordonetal.，Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.670，2001MaterialsResearchSociety，pp.K2.4.1-K2.4.6；還請(qǐng)參見(jiàn)EffectsOfDepositionConditionsOnStep-CoverageQualityInLow-PressureChemicalVaporDeoositionofHfO2，Y.Ohshitaetal.，J.ofCrystalGrowth，235(2002)pp.365-370；還請(qǐng)參見(jiàn)AtomicLayerDepositionofHafniumDioxideFilmsfromHafniumTetrakis(ethylmethylamide)AndWater，K.Kuklietal.，Chem.Vap.Deposition，2002，8，No.5，pp.199-204。同樣，本發(fā)明的發(fā)明人在MOCVD工藝中使用鉭烷基酰胺來(lái)形成氮化鉭。請(qǐng)參見(jiàn)MOCVDOfHigh-KDielecteics，TantalumNitirdeAndCopper，Y.Senazakietal.，AdV.Mater.Opt.Electrn.，vol.10，pp.93-103(2000)。然而，還沒(méi)有報(bào)道在MOCVD或ALD工藝中使用金屬有機(jī)酰胺作為金屬有機(jī)前體來(lái)形成氧氮化(硅)鉿/鋯。盡管在工業(yè)中已經(jīng)找到了使用高-κ介電材料的應(yīng)用，但是局限性也顯露出來(lái)了。例如，盡管基于鉿的介電材料由于其具有高介電常數(shù)(k約為20)和良好的熱穩(wěn)定性，而被認(rèn)為是有前景的替代物，但是在沉積后熱處理過(guò)程，如退火中，傾向于在界面與硅基底形成不必要的界面氧化硅(SiOx)層。而且，高-κ堆疊介電質(zhì)(stackdielectrics)在工業(yè)中找到了用途。例如，已經(jīng)報(bào)道過(guò)制備氧氮化鉭(TaOxNy)和硅酸鋯(ZrSixOy)作為界面層用在柵極介電質(zhì)的應(yīng)用中。參見(jiàn)ElectricalCharacteristicsofTaOxNy//ZrSiOyStackGateDielectricforMOSDeviceApplications，H.Jungetal.，Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.670，2001MaterialsResearchSociety，pp.K4.6.1-K/4.6.5。此外，本發(fā)明的發(fā)明人于2002年1月25日提交了美國(guó)專利申請(qǐng)10/056,625，其名稱為MultilayerHighKDielectricFilmsandMethodofMakingtheSame，在此全部引入其內(nèi)容，作為參考。該申請(qǐng)描述了從氧化鉿和氧化硅鉿形成的高-κ堆疊介電質(zhì)。同時(shí)作為一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在沉積過(guò)程中或者在隨后的制造中，氧氮化鋯層可與底層的硅反應(yīng)。因此，需要進(jìn)一步研發(fā)。發(fā)明概述一般而言，本發(fā)明旨在柵極和電容介電質(zhì)的制造方法，柵極和電容介電質(zhì)用于制備半導(dǎo)體內(nèi)高級(jí)高-κ結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，在MOCVD或ALD工藝使用金屬烷基酰胺來(lái)生成金屬氧氮化物和/或金屬-硅-氧氮化物介電膜。在另一方面，本發(fā)明提供具有高-κ材料的堆疊的器件。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬氧氮化物層是通過(guò)使金屬烷基酰胺與氧化劑和氮源反應(yīng)而制備的。類似地，金屬-硅-氧氮化物層是通過(guò)使金屬烷基酰胺與四烷基酰胺硅、氧化劑和氮源反應(yīng)而制備的?？墒褂媒殡娰|(zhì)來(lái)產(chǎn)生高-κ堆疊結(jié)構(gòu)(stackstructure)。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物層位于硅基底和摻雜的多晶硅(PolySi)層中間?？蛇x擇地，在另一個(gè)實(shí)施方案中，金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物層圍繞著其它金屬氧化物層，形成復(fù)合的介電中間物，而該復(fù)合介電中間物位于硅基底和多晶層之間。從生產(chǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看，MOCVD和ALD比濺射工藝?yán)硐耄@是因?yàn)闉R射需要高真空體系。使用MOCVD和ALD，可在相對(duì)低的溫度(低于500℃)和接近1托的壓力下，沉積金屬氧氮化物和金屬-硅-氧氮化物，這對(duì)器件生產(chǎn)來(lái)說(shuō)更實(shí)用。附圖簡(jiǎn)述以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明制備的第一高-κ堆疊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明制備的第二高-κ堆疊結(jié)構(gòu)的示意圖。發(fā)明詳述本發(fā)明旨在使用MOCVD和ALD工藝制備半導(dǎo)體器件內(nèi)高-κ結(jié)構(gòu)的柵極和電容介電質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，使用金屬烷基酰胺來(lái)生成金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物介電膜。金屬烷基酰胺和金屬氧氮化物或金屬氧氮化物膜內(nèi)的金屬選自Hf、Ti、Zr、Y、La、V、Nb、Ta、W、Zn、Al、Sn、Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。優(yōu)選地，金屬選自Hf、Ti和Zn。更優(yōu)選地，金屬為Hf或Zn。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)使金屬烷基酰胺與氧源以及氮源反應(yīng)，來(lái)制備金屬氧氮化物層。在另一個(gè)實(shí)施方案中，使金屬烷基酰胺與硅源、氧源以及氮源反應(yīng)，來(lái)制備金屬-硅-氧氮化物層。從生產(chǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看，MOCVD和ALD比濺射工藝?yán)硐?，這是因?yàn)闉R射需要高真空體系。使用MOCVD和ALD，可在相對(duì)低的溫度(低于500℃)和接近1托的壓力下，沉積金屬氧氮化物和金屬-硅-氧氮化物一般而言，本發(fā)明的MOCVD方法包括至少一次下述循環(huán)，所述循環(huán)包括將反應(yīng)物引入含有基底的沉積室內(nèi)的步驟，其中膜或?qū)有纬稍诨咨稀７磻?yīng)物包括金屬烷基酰胺、氮源、氧源以及，如果可適用的硅源。在一次或多次脈沖中，以氣相形式引入反應(yīng)物。如果反應(yīng)物室溫下為固體或者液體，則在有或者沒(méi)有溶劑的情況下，在蒸發(fā)器(vaporizer)內(nèi)直接蒸發(fā)或者使用鼓泡器(bubbler)可產(chǎn)生所需的氣體。必要時(shí)，可重復(fù)多次沉積循環(huán)，在基底表面上沉積所需厚度的膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的MOCVD方法包括至少一次下述循環(huán)，所述循環(huán)包括將反應(yīng)物同時(shí)引入沉積室內(nèi)的步驟。在另一個(gè)實(shí)施方案中，將氧源和氮源中的至少一種與金屬烷基酰胺一起引入沉積室內(nèi)，余量的反應(yīng)物在隨后的步驟中引入沉積室內(nèi)。ALD工藝包括至少一次下述循環(huán)，所述循環(huán)包括下述步驟(i)將金屬烷基酰胺氣體脈沖至含有基底的沉積室內(nèi)；(ii)吹洗沉積室；(iii)在任選地被中間吹洗步驟隔開(kāi)的一次或多次脈沖中，將氧源、氮源以及任選的硅源引入沉積室內(nèi)；以及(iv)吹洗沉積室。再次，在一次或多次脈沖中，以氣相形式引入反應(yīng)物。如果反應(yīng)物在室溫下是固體或液體，在有或者沒(méi)有溶劑的情況下，在蒸發(fā)器(vaporizer)內(nèi)直接蒸發(fā)或者使用鼓泡器(bubbler)可產(chǎn)生所需的氣體?？扇缦聢?zhí)行ALD工藝在第一步中，將單層的金屬烷基酰胺物理或化學(xué)吸附在基底的表面上；在第二步中，通過(guò)將無(wú)反應(yīng)性氣體脈沖至室中和/或使用真空泵將氣體泵送出室，來(lái)除去任何過(guò)量的金屬烷基酰胺氣體，合適的無(wú)反應(yīng)性氣體包括任何惰性氣體和氮?dú)?；在第三步中，剩余的反?yīng)物將不必要的配體從前體上斷開(kāi)，并加入形成所需氧氮化物或氧氮化物硅層所必需的氧氣、氮?dú)狻⒐?；在第四步中，使用真空泵，惰性氣體吹洗或者這兩種技術(shù)的結(jié)合從室內(nèi)除去過(guò)量的反應(yīng)物。每次循環(huán)生成所需單層的膜。必要時(shí)，可重復(fù)該循環(huán)多次，以獲得所需厚度的膜。以這種方式，可“納米設(shè)計(jì)”單層的膜厚和性質(zhì)。相對(duì)于MOCVD，使用ALD具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即操作溫度低，并具有在非平面的基底上產(chǎn)生共形薄膜層的能力。有可能使用ALD將膜的厚度控制在原子水平上，因而“納米設(shè)計(jì)”復(fù)合薄膜。MOCVD和ALD工藝中使用的工藝溫度和壓力可變化很大。在一個(gè)實(shí)施方案中，沉積溫度從約100℃至500℃，優(yōu)選地從約200℃至500℃。優(yōu)選地，沉積壓力從約100毫托至約10托，優(yōu)選地從約200毫托至1.5托。類似地，各種工藝中每次脈沖的蒸汽流量和脈沖時(shí)間可變化很大。在一個(gè)實(shí)施方案中，蒸汽流量從約1sccm至2000sccm，優(yōu)選地從約5sccm至1000sccm。優(yōu)選地，脈沖時(shí)間從約0.01s至10s，更優(yōu)選地在0.5s至5s的范圍內(nèi)。使用的基底可為具有金屬性或親水性表面的任何材料，所述材料在采用的工藝溫度下是穩(wěn)定的。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，合適的材料將顯而易見(jiàn)。優(yōu)選的基底包括硅晶片?？梢缘巫?instill)、除去和標(biāo)準(zhǔn)化基底表面的化學(xué)性質(zhì)(chemicalmakeup)和/或表面性質(zhì)來(lái)預(yù)處理基底。例如，硅晶片在暴露的表面上形成二氧化硅。因?yàn)槎趸鑼⒔饘偾绑w吸引至所述表面，所以可需要少量二氧化硅。然而，大量二氧化硅是不合需要的，特別是在形成的層旨在代替二氧化硅的條件下。因此，經(jīng)常剝?nèi)ス杈砻嫔系亩趸瑁缭诔赡ぶ坝梅瘹錃怏w處理。然后，在用標(biāo)準(zhǔn)氧化方法，如暴露于臭氧下在成膜之前，重新引入只有幾個(gè)埃厚的、標(biāo)準(zhǔn)化的二氧化硅表面薄層。多種金屬烷基酰胺可用在本發(fā)明的方法中。金屬烷基酰胺的特征在于存在金屬基團(tuán)通過(guò)單鍵與至少一種或多種烷基取代的氮原子鍵接。合適的金屬烷基酰胺包括符合下述通式的化合物或它們的任意混合物M(NR1R2)p；和(R3-N＝)mM(NR1R2)n其中R1、R2和R3獨(dú)立地選自取代或未取代的直鏈的、支鏈的和環(huán)狀的烷基等，其中M是選自Hf、Ti、Zr、Y、La、V、Nb、Ta、W、Zn、Al、Sn、Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的金屬，其中p為等于金屬化合價(jià)數(shù)的整數(shù)，其中m和n是整數(shù)，且2m+n等于金屬的化合價(jià)數(shù)。優(yōu)選地，M選自Hf、Zn和Ti，p是4，m是1以及n是2。更優(yōu)選地，M是Hf或Zn。優(yōu)選地，R1和R2獨(dú)立地為C1-C6烷基。本發(fā)明方法中使用的氮源可為本領(lǐng)域公知的任何氮源，其包括但不限于原子氮(N)、氨(NH3)、肼(H2NNH2)、伯，仲和叔烷基胺、烷基替酰肼等。優(yōu)選地，氮源為氨。本發(fā)明方法中使用的氧源可為本領(lǐng)域公知的任何氧源，其包括但不限于原子氧(O)、氧氣(O2)、臭氧(O3)、水(H2O)、一氧化一氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、過(guò)氧化氫(H2O2)等。優(yōu)選地，氧源為臭氧。本發(fā)明方法中使用的硅源可為本領(lǐng)域公知的任何硅源，其包括烷基酰胺基硅，硅烷、乙硅烷、二氯硅烷、SiCl4、SiHCl3、Si2Cl6、烷基硅烷、氨基硅烷、Me3Si-N＝N-SiMe3等。優(yōu)選地，硅源是烷基酰胺基硅。本發(fā)明使用的合適烷基酰胺基硅包括下述通式定義的那些Si(NR4R5)4其中R4和R5獨(dú)立地選自取代和未取代的直鏈的、支鏈的和環(huán)狀的烷基。優(yōu)選地，R4和R5獨(dú)立選自C1-C6烷基。為了說(shuō)明的目的，為了形成氧氮化鉿膜，可在MOCVD或ALD工藝中進(jìn)行下述反應(yīng)換句話說(shuō)，當(dāng)將鉿烷基酰胺暴露給氧化劑和氮源時(shí)，就形成了氧氮化鉿膜。盡管在該實(shí)施例中使用的是Hf，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到Hf可被以上列出的任何金屬代替。類似地，為了形成鉿-硅-氧氮化物膜，可在MOCVD或ALD工藝中進(jìn)行下述反應(yīng)換句話說(shuō)，當(dāng)將鉿烷基酰胺暴露給烷基酰胺基硅、氧化劑以及氮源時(shí)，就形成了鉿-硅-氧氮化物膜。再次，盡管在該實(shí)施例中使用的是Hf，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到Hf可被以上列出的任何金屬代替。通過(guò)使用本發(fā)明方法制備的柵極和電容介電質(zhì)材料，可制備多種高-κ堆疊結(jié)構(gòu)。例如，可將金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物層夾在硅晶片和多晶硅層之間?？蛇x擇地，金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物層可圍繞金屬氧化物層，以形成介電中間物，而介電中間物夾在硅晶片和多晶層中間。附圖示意說(shuō)明了這些實(shí)施方案。圖1是根據(jù)本發(fā)明制備的第一高-κ堆疊結(jié)構(gòu)100的示意圖。在圖1中，硅基底110由氧氮化鉿或鉿-硅-氧氮化物的中間層120涂覆。而中間層由多晶硅的最外層層130涂覆。中間層120提供在高導(dǎo)電性的最外層(多晶硅層)130和相對(duì)低導(dǎo)電性的硅基底110之間提供高介電材料。盡管在該實(shí)施例中使用的是Hf，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到Hf可被以上列出的任何金屬代替。圖2是根據(jù)本發(fā)明制備的第二高-κ堆疊結(jié)構(gòu)100的示意圖。在圖2中，硅基底210由氧氮化鉿或鉿-硅-氧氮化物的第一中間層涂覆。第一中間層由第二中間層222(氧化鉿)涂覆。第二中間層222由第三中間層223涂覆，如同第一中間層221，第三中間層由氧氮化鉿或鉿-硅-氧氮化物組成。最后，第三中間層223由最外層230(多晶硅層)涂覆。三個(gè)中間層221、222和223結(jié)合在一起，在高導(dǎo)電性的最外層230(多晶硅層)和相對(duì)低導(dǎo)電性的硅基底210之間形成了高介電材料。盡管在該實(shí)施例中使用的是Hf，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到Hf可被以上列出的任何金屬代替。上述說(shuō)明只是說(shuō)明性的，而非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。這些說(shuō)明旨在提供本發(fā)明的書面描述，以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┤糠秶捅景l(fā)明要求專利保護(hù)的任何最佳方式。其它實(shí)施方案和修改對(duì)本領(lǐng)的普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。在不偏離本發(fā)明的權(quán)利要求書和其等價(jià)物范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為所有這些實(shí)施方案和修改是本發(fā)明的部分。已經(jīng)根據(jù)專利法的要求詳細(xì)而又具體地描述了本發(fā)明，在權(quán)利要求書中說(shuō)明了專利特許證要求和需要保護(hù)的內(nèi)容。權(quán)利要求1.在基底上形成介電膜的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法，所述方法包括至少一次下述循環(huán)，所述循環(huán)包括將金屬烷基酰胺、氮源、氧源以及任選的硅源引入含有基底的沉積室內(nèi)的步驟。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其包括至少一次下述循環(huán)，所述循環(huán)包括將金屬烷基酰胺、氮源、氧源以及任選的硅源同時(shí)引入沉積室內(nèi)的步驟。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬烷基酰胺是具有下述通式之一的金屬烷基酰胺M(NR1R2)p；和(R3-N＝)mM(NR1R2)n其中，R1、R2和R3獨(dú)立地選自取代的或未取代的直鏈的、支鏈的和環(huán)狀的烷基，其中M是選自Hf、Ti、Zr、Y、La、V、Nb、Ta、W、Zn，Al、Sn、Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的金屬，其中p是等于所述金屬化合價(jià)數(shù)的整數(shù)，其中m和n是整數(shù)，且2m+n等于金屬的化合價(jià)數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述金屬烷基酰胺具有通式M(NR1R2)p。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述金屬烷基酰胺具有通式(R3-N＝)mM(NR1R2)n。6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述M選自Hf、Zr和Ti，p是4，m是1以及n是2。7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述R1和R2獨(dú)立選自C1-C6烷基。8.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述氮源選自氨、肼和烷基替酰肼、伯，仲和叔烷基胺以及原子氮。9.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述氧源選自氧、氧氣、臭氧、水、一氧化一氮、一氧化二氮和過(guò)氧化氫。10.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硅源選自烷基酰胺基硅，硅烷、乙硅烷、二氯硅烷、SiCl4、SiHCl3、Si2Cl6、烷基硅烷、氨基硅烷和Me3Si-N＝N-SiMe3。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硅源是下述通式定義的烷基酰胺基硅Si(NR4R5)4其中R4和R5獨(dú)立地選自取代和未取代地直鏈的、支鏈的和環(huán)狀的烷基。12.在基底上形成介電膜的原子層沉積方法，該方法包括至少一次下述循環(huán)，所述循環(huán)包括下述步驟(i)將金屬烷基酰胺氣體脈沖至含有基底的沉積室內(nèi)；(ii)吹洗沉積室；(iii)在任選地被中間吹洗步驟隔開(kāi)的一次或多次脈沖中，將氧源、氮源以及任選的硅源引入沉積室內(nèi)；以及(iv)吹洗沉積室。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述金屬烷基酰胺是具有下述通式之一的金屬烷基酰胺M(NR1R2)p；和(R3-N＝)mM(NR1R2)n其中R1、R2和R3獨(dú)立地選自取代或未取代的直鏈的、支鏈的和環(huán)狀的烷基，其中M是選自Hf、Ti、Zr、Y、La、V、Nb、Ta、W、Zn、Al、Sn、Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的金屬，其中p是等于金屬化合價(jià)數(shù)的整數(shù)，其中m和n是整數(shù)，且2m+n等于金屬的化合價(jià)數(shù)。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬烷基酰胺具有通式M(NR1R2)p。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬烷基酰胺具有通式(R3-N＝)mM(NR1R2)n。16.如權(quán)利要求所述的方法13，其中M選自Hf、Zr和Ti，p是4，m是1以及n是2。17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述R1和R2獨(dú)立地選自C1-C6烷基。18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述氮源選自氨、肼和烷基替酰肼、伯、仲和叔烷胺以及原子氮。19.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述氧源選自氧、氧氣、臭氧、水、一氧化一氮、一氧化二氮和過(guò)氧化氫。20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述硅源選自烷基酰胺基硅，硅烷、乙硅烷、二氯硅烷、SiCl4、SiHCl3、Si2Cl6、烷基硅烷、氨基硅烷和Me3Si-N＝N-SiMe3。21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述硅源是下述通式定義的烷基酰胺基硅Si(NR4R5)4其中R4和R5獨(dú)立地選自取代和未取代地直鏈的、支鏈的和環(huán)狀的烷基。22.金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物膜，其由權(quán)利要求1和12中的任一項(xiàng)方法生成。23.一種高-κ堆疊結(jié)構(gòu)，其包括下述組件(i)硅晶片；(ii)金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物膜，其由權(quán)利要求1和12中的任一項(xiàng)方法形成在硅晶片的表面上；以及(iii)形成在金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物層上的多晶硅層。24.一種高-κ堆疊結(jié)構(gòu)，其包括下述組件(i)硅晶片；(ii)形成在硅晶片表面上的第一金屬氧化物層；(iii)金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物膜，其由權(quán)利要求1和12中的任一項(xiàng)方法形成在硅晶片的表面上；(iv)形成在金屬氧氮化物或金屬-硅-氧氮化物層的表面上的第二金屬氧化物層；以及(v)形成在第二金屬氧化物層上的多晶硅層或金屬電極層。全文摘要本發(fā)明旨在用于制造高級(jí)高－κ堆疊結(jié)構(gòu)的(100)的柵極和電容介電質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，在MOCVD或ALD工藝中使用金屬烷基酰胺，來(lái)生成金屬氧氮化物或金屬－硅－氧氮化物介電膜(120)。金屬氧氮化物或金屬－硅－氧氮化物膜可位于硅基底(110)和摻雜的多晶硅(PolySi)或金屬電極層(130)之間。文檔編號(hào)H01L35/24GK1643673SQ03805831公開(kāi)日2005年7月20日申請(qǐng)日期2003年7月16日優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日發(fā)明者千崎佳秀,李相忍申請(qǐng)人:阿維扎技術(shù)公司