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本揭示內(nèi)容大體是關(guān)于半導(dǎo)體制造，且尤其是關(guān)于原子層沉積技術(shù)。 背景技術(shù)
現(xiàn)代半導(dǎo)體制造已建立起對(duì)高品質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)的精確原子級(jí)沉積的需要。
回應(yīng)于此需要，近年來(lái)已開(kāi)發(fā)出共同稱(chēng)為"原子層沉積（atomic layer d印osition) " ( ALD )或"原子層外延(atomic layer epitaxy) " (ALE)的 大量膜生長(zhǎng)技術(shù)。ALD技術(shù)能夠沉積具有原子層精度的均一且保形膜。典型 ALD過(guò)程使用連續(xù)自限表面反應(yīng)來(lái)達(dá)成單層厚度狀態(tài)中的膜生長(zhǎng)的控制。歸 因于其用于膜一致性以及均一性的優(yōu)良潛力，ALD已成為用于高級(jí)應(yīng)用的選 擇技術(shù)，諸如高介電常數(shù)（高k)閘氧化物、儲(chǔ)存電容器介電體以及微電子 設(shè)備中的銅擴(kuò)散障壁。實(shí)際上，ALD技術(shù)可能對(duì)于自納米（nm)或次納米標(biāo) 度上的薄膜結(jié)構(gòu)的精確控制獲益的任何高級(jí)應(yīng)用是有用的。
然而，迄今為止，大多數(shù)現(xiàn)有沉積技術(shù)遭遇固有的缺陷且尚未可靠地應(yīng) 用于半導(dǎo)體工業(yè)中的大量生產(chǎn)。舉例而言，稱(chēng)為"分子束外延（molecular beam epitaxy) " (MBE)的沉積技術(shù)使用擋板控制的個(gè)別渴流室來(lái)將不同種類(lèi)的原 子導(dǎo)向至一基板表面，此等原子在此表面上相互反應(yīng)以形成一所要單層。在 一固體源MBE過(guò)程中，需將瀉流室（effusion eel 1)加熱至相當(dāng)高的溫度以用 于成份原子的熱離子發(fā)射。此外，須保持極高真空以確保在成份原子到達(dá)基 板表面之前在其之間不發(fā)生碰撞。即使不考慮高溫以及高真空要求，MBE薄 膜生長(zhǎng)速率對(duì)于大量生產(chǎn)的目的是相當(dāng)?shù)偷摹?br>另一 ALD技術(shù)稱(chēng)為溫度調(diào)節(jié)原子層外延（ALE )。為根據(jù)此技術(shù)生長(zhǎng)硅膜， 重復(fù)以下步驟。首先，在18(TC與400。C之間的相對(duì)低溫下在一基板表面上沉積硅烷（SiH,)單層。隨后，將基板溫度勻速提升至大致550。C以脫附氬原子，留下硅單層。雖然此技術(shù)未達(dá)成受控的逐層膜生長(zhǎng)，但對(duì)于重復(fù)的溫度峰值的要求使得難以保持較大晶圓上的均 一性以及層與層之間的可重復(fù)性。此夕卜，將基板加熱至高溫可能損害或毀壞先前處理步驟中形成于基板上的精細(xì)結(jié)構(gòu)。
一種現(xiàn)有ALD技術(shù)使用離子轟擊來(lái)脫附過(guò)多的氫原子。根據(jù)此技術(shù)，可使用二硅烷（Si2H6)氣體在基板表面上形成二硅烷單層。隨后以氦離子或氬離子轟擊基板表面以自二硅烷單層脫附過(guò)多氫原子用以形成硅單層?；蛟S歸因于過(guò)度的高能離子轟擊（~50 eV離子能量），膜生長(zhǎng)速率相當(dāng)?shù)停ㄐ∮诿恐芷?.15單層），且高能離子流實(shí)質(zhì)上是視線過(guò)程（line-of-sightprocess),其因此可包括用于高度保形沉積的原子層沉積潛力。此外，高能離子亦可導(dǎo)致可能需要沉積后退火的結(jié)晶缺陷。
此外，用于經(jīng)ALD沉積的薄膜的保形摻雜（conformal doping)(尤其在3-D結(jié)構(gòu)中（例如FinFET))對(duì)于制程工程師而言仍是一個(gè)挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有離子注入技術(shù)對(duì)于將摻雜物引入3-D保形覆蓋結(jié)構(gòu)而言是不當(dāng)?shù)模粌H因?yàn)槠潆y以達(dá)成摻雜物分布的均一性，也是歸因于可能由注入后退火所引起的潛在損害。
鑒于前述內(nèi)容，將需要提供一種克服上述不適用性以及缺點(diǎn)的原子層沉積解決方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種原子層沉積技術(shù)。在一個(gè)特定例示性實(shí)施例中，可通過(guò)用于原子層沉積的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)此技術(shù)。所述裝置可包括一處理腔室，其具有一用以固持至少一個(gè)基板的基板平臺(tái)。所述裝置亦可包括一前驅(qū)物質(zhì)的供應(yīng)源，其中前驅(qū)物質(zhì)包括至少 一種第 一種類(lèi)的原子以及至少 一種第二種類(lèi)的原子，且其中供應(yīng)源提供前驅(qū)物質(zhì)以使至少 一個(gè)基板的表面飽和。所述裝置可還包括至少一種第三種類(lèi)的介穩(wěn)態(tài)原子的等離子源，其中介穩(wěn)態(tài)原子能夠自至少一個(gè)基板的飽和表面脫附至少一種第二種類(lèi)的原子以形成至少一種第一種類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)原子層。
在另 一 特定例示性實(shí)施例中，此技術(shù)可經(jīng)實(shí)現(xiàn)為用于原子層沉積的方法。所述方法可包括用具有至少一種第一種類(lèi)的原子以及至少一種第二種類(lèi)的原子的前驅(qū)物質(zhì)來(lái)使一基板表面飽和，藉此在基板表面上形成前驅(qū)物質(zhì)的一單層。所述方法亦可包括將基板表面暴露于第三種類(lèi)的等離子產(chǎn)生的介穩(wěn)態(tài)原子，其中介穩(wěn)態(tài)原子自基板表面脫附至少一種第二種類(lèi)的原子以形成至少一種第一種類(lèi)的原子層。原子層沉積方法可包括多個(gè)沉積周期以形成第 一種類(lèi)的多個(gè)原子層，其中每一沉積周期重復(fù)上文所述的步驟以形成第 一種類(lèi)的 一個(gè)原子層。
在又一特定例示性實(shí)施例中，可通過(guò)用于原子層沉積的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)此技術(shù)。所述裝置可包括一處理腔室，其具有一用以固持至少一個(gè)基板的基板平臺(tái)。所述裝置亦可包括二硅烷（Si2H6)供應(yīng)源（其中供應(yīng)源用以供應(yīng)足量的二硅烷以使至少一個(gè)基板的表面飽和）、氦供應(yīng)源。所述裝置可還包括一耦接至處理腔室的等離子腔室，等離子腔室用以自由氦供應(yīng)源供應(yīng)的氦產(chǎn)生氦介穩(wěn)態(tài)原子。介穩(wěn)態(tài)原子可能夠自至少 一 個(gè)基板的飽和表面脫附氫原子，藉此形成一個(gè)或多個(gè)硅原子層。
在另一特定例示性實(shí)施例中，此技術(shù)可經(jīng)實(shí)現(xiàn)為保形摻雜方法。所述方法可包括在一或多個(gè)沉積周期中在一基板表面上形成一薄膜，其中，在一個(gè)或多個(gè)沉積周期的每一沉積周期中，供應(yīng)具有至少一種第一種類(lèi)的原子以及至少一種第二種類(lèi)的原子的前驅(qū)物質(zhì)以使基板表面飽和，且隨后自飽和基板表面脫附至少一種第二種類(lèi)的原子以形成至少一種第一種類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)原子層。所述方法亦可包括在多個(gè)沉積周期的一或多者中以摻雜物前驅(qū)體替代前驅(qū)物質(zhì)的供應(yīng)源的至少 一部分，藉此摻雜至少一種第一種類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)原子層?，F(xiàn)將參考如附圖中所示的本揭示內(nèi)容的例示性實(shí)施例來(lái)較詳細(xì)描述本揭示內(nèi)容。雖然下文參考例示性實(shí)施例描述本揭示內(nèi)容，但應(yīng)了解本揭示內(nèi)容并不限于此。可理解本文的啟示的本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在本文所述的本揭示內(nèi)容的范疇內(nèi)的額外建構(gòu)、修改以及實(shí)施例，以及其他使用領(lǐng)域，且就其而言本揭示內(nèi)容可能具有顯著效用。

為促進(jìn)對(duì)本揭示內(nèi)容的較充分理解，現(xiàn)將參看附圖，其中以相同數(shù)字來(lái)指代相同元件。此等圖式不應(yīng)被解釋為限制本揭示內(nèi)容，而意欲僅用于例示性目的。
圖1展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例的例示性原子層沉積周期的方塊圖。
圖2展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例的例示性原子層沉積周期的方塊圖。
圖3展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例的用于原子層沉積的例示性系統(tǒng)的方塊圖。
圖4展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的 一實(shí)施例的用于原子層沉積的例示性方法的流程圖。

為解決前述與現(xiàn)有原子層沉積技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題，本揭示內(nèi)容的實(shí)施例引入一種ALD以及原位摻雜（/力s/'fu doping)技術(shù)?？墒褂媒榉€(wěn)態(tài)原子（metastable atom)以脫附（desorb)過(guò)多原子。介穩(wěn)態(tài)原子可產(chǎn)生于(例如）等離子腔室中。為起到說(shuō)明的目的，以下描述將集中于用于使用氦介穩(wěn)態(tài)原子來(lái)沉積經(jīng)摻雜或未經(jīng)摻雜的硅的方法以及裝置。應(yīng)了解，通過(guò)相同或類(lèi)似技術(shù)，亦可使用氦或其他介穩(wěn)態(tài)原子來(lái)生長(zhǎng)其他種類(lèi)的薄膜。
參看圖1,其展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例的例示性原子層
沉積周期IOO的方塊圖。例示性原子層沉積周期IOO可包括兩個(gè)階段：飽和階段10以及脫附階段12。
在飽和階段10中，基板102可暴露于二硅烷（Si2H6)氣體。對(duì)于硅膜生長(zhǎng)而言，基板表面可包括（例如）硅、絕緣物上硅（SOI)及/或二氧化硅。二硅烷氣體充當(dāng)硅前驅(qū)體，且以足夠高的劑量供應(yīng)以使基板表面飽和，使其上形成二硅烷單層104。然而，在本揭示內(nèi)容全文中，使用字"飽和"并不排除基板表面僅被用以使得此表面"飽和，，的物質(zhì)部分覆蓋的情況。基板102以及處理環(huán)境可保持在一仔細(xì)選定的溫度下以防止前驅(qū)氣體在基板表面上冷凝或分解。在此實(shí)施例中，將基板102加熱至且維持在180。C與400。C之間的溫度，然而在本揭示內(nèi)容的范疇內(nèi)，也可將基板102加熱且維持在其他溫度范圍內(nèi)。
在脫附階段12中，基板102可暴露于具有足夠能量的介穩(wěn)態(tài)原子用以自前驅(qū)單層脫附過(guò)多原子。根據(jù)此實(shí)施例，氦介穩(wěn)態(tài)原子可用以自
形成于飽和階段10中的二硅烷單層104部分地或完全地脫附過(guò)多氫原子?？捎桑ɡ纾└袘?yīng)耦合等離子中的氦氣來(lái)建立氦介穩(wěn)態(tài)原子。每一氦介穩(wěn)態(tài)原子可具有大致20 eV的內(nèi)能，其可用以破壞硅原子與氫原子之間的鍵結(jié)。根據(jù)一些實(shí)施例，惰性氣體（氦、氬等）的介穩(wěn)態(tài)以及其他激發(fā)態(tài)趨于發(fā)射亦可在基板表面間接地驅(qū)動(dòng)脫附反應(yīng)的光子。在已移除過(guò)多氫原子之后，硅單層106可形成于基板表面上。根據(jù)一些實(shí)施例，并非可移除所有過(guò)多氬原子。因此，在脫附階段12的末端，硅單層106的表面可為懸空鍵與氬終止硅原子（hydrogen-terminated siliconatom)的混合物。
在飽和階段10與脫附階段12之間，可使用一或多種惰性氣體（例如氦或氬）凈化基板表面以去除過(guò)多反應(yīng)氣體以及副產(chǎn)物（例如氬）。
14經(jīng)過(guò)飽和階段10以及脫附階段12的完整周期（包括兩種階段之間的"凈
化"（purge)步驟）可稱(chēng)為一個(gè)"沉積周期，，。可重復(fù)沉積周期100以 同時(shí)形成一純硅薄膜（例如，結(jié)晶類(lèi)型、多晶類(lèi)型、非晶類(lèi)型等）、一 個(gè)單層（或部分單層）。
根據(jù)本揭示內(nèi)容的實(shí)施例，使用介穩(wěn)態(tài)原子而非離子自經(jīng)前驅(qū)物質(zhì) 飽和的基板表面脫附過(guò)多原子是有利的。若在一等離子中產(chǎn)生介穩(wěn)態(tài)原 子用于脫附目的，則可能需要防止等離子中產(chǎn)生的帶電粒子（例如電子 以及離子）到達(dá)基板表面，以使得可將歸因于此等帶電粒子的各向異性 膜特性減少或最小化。可采取許多措施來(lái)防止帶電粒子影響形成于基板 表面上的ALD膜。舉例而言，可在等離子源與基板之間插入一或多個(gè)設(shè) 備（例如擋板（baffle)或屏幕（screen))。此等設(shè)備可經(jīng)進(jìn)一步經(jīng)偏壓 以濾出非所要的帶電粒子?；蛘?，可建立電磁場(chǎng)以偏轉(zhuǎn)帶電粒子。根據(jù) 其他實(shí)施例，可調(diào)整基板表面的定向以將帶電粒子的入射流入最小化。 舉例而言，可將基板平臺(tái)倒置或相反將其自等離子源的視線中移開(kāi)?；?者，等離子源可經(jīng)定位于距基板一距離處，以致于導(dǎo)致帶電粒子的相當(dāng) 大的部分歸因于散射或碰撞而未能到達(dá)基板表面。
參看圖2,其展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的另一實(shí)施例的例示性原子 層沉積周期200的方塊圖。根據(jù)本實(shí)施例，如上文圖1中所說(shuō)明的ALD 過(guò)程可不僅用以沉積單種類(lèi)薄膜，且亦可用以將雜質(zhì)引入薄膜或用以形 成多種類(lèi)及/或交替層膜，其均以良好控制的方式來(lái)進(jìn)行。舉例而言， 除未經(jīng)摻雜的硅膜之外，摻雜硅膜亦可基于經(jīng)略微修改的ALD過(guò)程而生 長(zhǎng)。根據(jù)此修改的ALD過(guò)程，可用一或多個(gè)沉積周期200來(lái)替換一或多 個(gè)沉積周期100。
在沉積周期200的飽和階段20中，可替代硅前驅(qū)氣體或與其同時(shí) 存在而提供摻雜物前驅(qū)氣體。在圖2中所說(shuō)明的例示性實(shí)施例中，摻雜 物前驅(qū)體是二硼烷（B2H6)，其可吸附（或"化學(xué)吸附"（chemisorb))至基板102的表面以形成二硼烷單層204。在此情況下，下伏表面可包 括一在先前沉積周期100中沉積的硅單層。二硼烷單層204可部分地或 完全地覆蓋下伏表面。
在沉積周期20Q的脫附階段22中，基板102可如上文所述暴露于 氦介穩(wěn)態(tài)原子。氦介穩(wěn)態(tài)原子可自二硼烷單層204脫附過(guò)多氫原子，留 下部分或完整硼單層206。
通過(guò)控制待被沉積周期200替換的沉積周期100的數(shù)目，且通過(guò)控 制飽和階段20中供應(yīng)的二硼烷氣體的劑量，可達(dá)成硅膜中的所要硼摻 雜物密度分布。由于此原位摻雜技術(shù)依賴(lài)于摻雜物原子的保形沉積而非 離子注入，故其可在諸如FinFET的3-D結(jié)構(gòu)的復(fù)雜表面上達(dá)成均一的 摻雜物分布。此外，不需要如離子注入摻雜物原子所要求的沉積后高溫 擴(kuò)散過(guò)程。實(shí)情為，不需要退火或僅需要低溫退火，其導(dǎo)致?lián)诫s物種類(lèi) 的擴(kuò)散減少且因此導(dǎo)致極突然（或"盒形"）的摻雜物分布。同樣，可 在低于500。C的溫度下實(shí)施本揭示內(nèi)容的實(shí)施例，其在半導(dǎo)體工業(yè)的"熱 預(yù)算（thermal budget)，，內(nèi)是良好的。
根據(jù)本揭示內(nèi)容的實(shí)施例的原子層沉積可為取決于基板表面組合 物的選擇性過(guò)程。舉例而言，圖1中所說(shuō)明的過(guò)程可將硅單層沉積于硅 表面或SOI表面上而非二氧化硅（Si02)表面上。因此，可將二氧化硅 用作遮蔽層以屏蔽基板表面的選定部分。
應(yīng)了解，雖然在上述實(shí)例中僅使用了氦介穩(wěn)態(tài)原子，但亦可選擇其 他種類(lèi)的原子用于脫附過(guò)程。此等種類(lèi)的選擇可基于其介穩(wěn)態(tài)或激發(fā)態(tài) 的壽命以及能量來(lái)進(jìn)行。表l提供候選種類(lèi)的清單，所述種類(lèi)的介穩(wěn)態(tài) 原子可用于ALD過(guò)程的脫附階段中。
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亦應(yīng)了解，除二硼烷氣體之外，亦可使用其他摻雜物前驅(qū)體以將所
要摻雜物原子引入ALD形成的薄膜。用于引入諸如硼（B)、砷（As)、 磷（P)、銦（In)以及銻（Sb)的摻雜物原子的適當(dāng)摻雜物前驅(qū)體可 包括（但不限于）以下化合物類(lèi)別：囟化物（例如BF3)、烷醇鹽（例 如B(OCH3)3)、烷基（例如In(CH3)3)、氬化物（例如AsH3、 PH3)、環(huán) 戊二烯基、烷基酰亞胺（alkylimide)、烷基酰胺（例如P [N (CH3) 2] 3) 以及脒基(amidinate)。
此外，通過(guò)類(lèi)ALD過(guò)程來(lái)沉積含摻雜物的單層的原位摻雜技術(shù)并不 限于等離子加強(qiáng)型ALD過(guò)程。此原位摻雜技術(shù)亦不需要使用介穩(wěn)態(tài)原子。 舉例而言，熱ALD過(guò)程亦可用以形成含摻雜物單層。實(shí)際上，此原位摻 雜概念適用于任何ALD過(guò)程，其中可用一或多個(gè)沉積含摻雜物的單層的 沉積周期來(lái)替換一或多個(gè)沉積待摻雜的薄膜單層的沉積周期，或其中待 摻雜的薄膜可在與含摻雜物的單層實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)間中沉積。
圖3展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的 一 實(shí)施例的用于原子層沉積的例示 性系統(tǒng)300的方塊圖。
系統(tǒng)300可包括一處理腔室302，其通常能夠使用（例如）渦輪泵 306、機(jī)械泵308以及其他必要的真空密封部件來(lái)獲得高真空基礎(chǔ)壓力 (例如10—' - l(T托（torr))。在處理腔室302內(nèi)，可能存在用以固持 至少一個(gè)基板30的基板平臺(tái)310?；迤脚_(tái)310可裝備一或多個(gè)溫度管 理設(shè)備用以調(diào)整且維持基板30的溫度。亦可調(diào)節(jié)基板平臺(tái)30的傾斜或 旋轉(zhuǎn)。處理腔室302可進(jìn)一步裝備一或多個(gè)膜生長(zhǎng)監(jiān)視設(shè)備，諸如石英晶體微量天平及/或RHEED(反射高能電子繞射（reflection high energy electron diffraction))儀器。
系統(tǒng)300亦可包括一等離子腔室304，其可耦接至處理腔室302或 為處理腔室302的一部分。可使用射頻（RF)電源312在等離子腔室304 內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子32。舉例而言，可通過(guò)RF功率來(lái)激發(fā)以適當(dāng)壓 力供應(yīng)的氦氣以產(chǎn)生氦等離子，此氦等離子又產(chǎn)生氦介穩(wěn)態(tài)原子。
系統(tǒng)300可還包括許多氣體供應(yīng)源，諸如二硅烷供應(yīng)源314、 二硼 烷供應(yīng)源316、氬供應(yīng)源318以及氦供應(yīng)源320。每一氣體供應(yīng)源可包 括一流量控制閥用以根據(jù)需要設(shè)定個(gè)別流動(dòng)速率?；蛘?，可通過(guò)將（例 如） 一閥門(mén)、 一固定體積的小腔室以及一第二閥l'〕串聯(lián)連接來(lái)使氣體計(jì) 量進(jìn)入系統(tǒng)中。通過(guò)打開(kāi)第一閥門(mén)，首先將小腔室填充至所要壓力。在 關(guān)閉第 一 閥門(mén)之后，通過(guò)打開(kāi)第二閥門(mén)將固定體積的氣體釋放入腔室 中。二珪烷供應(yīng)源314以及二硼烷供應(yīng)源316可經(jīng)由第一入口 3H耦接 至處理腔室302，且可分別供應(yīng)足量的硅前驅(qū)氣體以及硼前驅(qū)氣體以使 得基板30飽和。氬供應(yīng)源318以及氦供應(yīng)源320可經(jīng)由第二入口 324 耦接至等離子腔室304。氬供應(yīng)源318可提供氬（或其他惰性氣體）以 凈化系統(tǒng)300。氦供應(yīng)源320可供應(yīng)氦氣用于氦介穩(wěn)態(tài)原子的等離子產(chǎn) 生。視需要，等離子腔室304與處理腔室302之間可能存在屏幕或擋板 設(shè)備326。屏幕或擋板設(shè)備326 (經(jīng)偏壓或未經(jīng)偏壓）可用以防止等離 子腔室304中產(chǎn)生的帶電粒子的至少一部分到達(dá)基板30。
圖4展示說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的 一 實(shí)施例的用于原子層沉積的例示 性方法的流程圖。
在步驟402中，可將諸如圖3中所示的沉積系統(tǒng)抽空至高真空（HV) 狀態(tài)?？墒褂矛F(xiàn)在已知或在以后開(kāi)發(fā)的任何真空技術(shù)來(lái)達(dá)成真空條件。 真空設(shè)備可包括（例如）機(jī)械泵、渦輪泵以及低溫泵（cryo pump)中 之一或多個(gè)。真空度較佳為至少l(T - 10—6托，雖然在本揭示內(nèi)容的范
18疇內(nèi)將真空度維持在其他壓力處。舉例而言，若要求較高的膜純度，則 可能需要甚至較高的基礎(chǔ)真空。對(duì)于低純度膜而言，較低真空可能是可 接受的。
在步驟404中，可將基板預(yù)加熱至一所要溫度?？苫诨孱?lèi)型、
ALD反應(yīng)物、所要生長(zhǎng)速率等來(lái)判定基板溫度。
在步驟406中，諸如二硅烷的硅前驅(qū)氣體（以及其運(yùn)載氣體，若存 在）可流入基板所在的處理腔室中?？稍谧阋允沟没灞砻骘柡偷牧鲃?dòng) 速率或壓力下供應(yīng)硅前驅(qū)氣體。二硅烷的流動(dòng)可持續(xù)（例如）數(shù)秒或多 達(dá)數(shù)十秒。二硅烷的單層可部分地或完全地覆蓋基板表面。
在步驟408中，在表面飽和之后，可將硅前驅(qū)體斷開(kāi)，且可用一或 多種惰性氣體來(lái)凈化沉積系統(tǒng)以移除過(guò)多硅前驅(qū)體。
在步驟410中，可接入氦等離子。亦即，氦氣可自等離子腔室流動(dòng) 至處理腔室。氦等離子可為感應(yīng)耦合等離子（ICP)或許多其他等離子 類(lèi)型中的任一種，其向氦原子提供足夠激發(fā)以產(chǎn)生氦介穩(wěn)態(tài)原子。處理 腔室中的基板可暴露于氦介穩(wěn)態(tài)原子以使得其可與基板上所吸附的硅 前驅(qū)體反應(yīng)以脫附非硅原子。舉例而言，對(duì)于二硅烷單層而言，氦介穩(wěn) 態(tài)原子可幫助移除過(guò)多氫原子以形成所要的硅單層。基板表面向介穩(wěn)態(tài) 原子的暴露可持續(xù)（例如）數(shù)秒或多達(dá)數(shù)十秒。
在步驟412中，可斷開(kāi)（turn off)氦等離子，且可用一或多種惰性 氣體再次凈化沉積系統(tǒng)。
在步驟414中，可判定是否要求硅模的任何摻雜。若要求摻雜且引 入摻雜物的時(shí)間是適當(dāng)?shù)?，則過(guò)程可轉(zhuǎn)移至步驟416。否則，過(guò)程可返 回至步驟406以開(kāi)始沉積硅的下一單層及/或結(jié)束沉積硅的一部分單層。
在步驟416中，諸如二硼烷的摻雜物前驅(qū)氣體（以及其運(yùn)載氣體， 若存在）可流入處理腔室?？稍谧阋允够灞砻骘柡偷牧鲃?dòng)速率或壓力 下供應(yīng)摻雜物前驅(qū)氣體。二硼烷的流動(dòng)可持續(xù)（例如）數(shù)秒或多達(dá)數(shù)十秒。二硼烷的單層可部分地或完全地覆蓋基板表面。
在步驟418中，在表面飽和之后，可將摻雜物前驅(qū)體斷開(kāi)，且可用 一或多種惰性氣體來(lái)凈化沉積系統(tǒng)以移除過(guò)多摻雜物前驅(qū)體。
在步驟"o中，可接入氦等離子以產(chǎn)生氦介穩(wěn)態(tài)原子。處理腔室中
的基板可再次暴露于氦介穩(wěn)態(tài)原子以使得其可與基板上所吸附的摻雜 物前驅(qū)體反應(yīng)以脫附非摻雜物原子。舉例而言，對(duì)于二硼烷單層而言， 氦介穩(wěn)態(tài)原子可幫助移除過(guò)多氫原子以形成所要的部分或完整硼單層。 基板表面向介穩(wěn)態(tài)原子的暴露可持續(xù)（例如）數(shù)秒或多達(dá)數(shù)十秒。
在步驟422中，可斷開(kāi)氦等離子，且可用一或多種惰性氣體再次凈 化沉積系統(tǒng)。
可重復(fù)上述過(guò)程步驟406至412及/或過(guò)程步驟416至422，直至獲 得具有一或多個(gè)單層（其具有所要摻雜物分布）的所要硅膜。
應(yīng)了解，雖然上述實(shí)施例僅描述硅膜的沉積及/或摻雜，但本揭示 內(nèi)容的實(shí)施例可易于用以積或摻雜其他材料或種類(lèi)的薄膜。舉例而言， 亦可沉積或摻雜包括以下種類(lèi)的ALD薄膜：鍺（Ge)、碳（C)、鎵（Ga)、 砷（As)、銦（In)、鋁（Al)或磷（P)。所得薄膜可包括諸如碳或 鍺的單種類(lèi)，或諸如III-V族化合物的化合物（例如GaAs、 InAlP)。 為此，可利用包括相應(yīng)種類(lèi)之前驅(qū)物質(zhì)。用于前驅(qū)物質(zhì)的候選者可包括 但不限于：氬化物（例如SiH4、 Si2H6、 GeHj或卣化氬化物（例如SiHCh)、 卣化碳?xì)浠衔铮ㄖT如CHF3)、烷基（例如三甲基鋁A1(CH3)3或二甲基 乙基鋁CH3CH2-A1 (CH3)2),或卣化物（諸如CCl4或CC12F2)。
本揭示內(nèi)容的范疇不受本文所述的特定實(shí)施例限制。事實(shí)上，除本 文所述的內(nèi)容外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將自前述描述以及附圖而顯而易見(jiàn)本 揭示內(nèi)容的其他各種實(shí)施例以及修改。因此，其他實(shí)施例以及修改將屬 于本揭示內(nèi)容的范疇。此外，雖然本文已在用于特定目的的特定環(huán)境中 的特定建構(gòu)的情形中描述本揭示內(nèi)容，但普通本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其效用不限于此且本揭示內(nèi)容可在用于許多目的的許多環(huán)境中有益地 實(shí)施。因此，應(yīng)鑒于本文所述的本揭示內(nèi)容的充分外延以及精神來(lái)解釋 本文陳述的權(quán)利要求。

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