用于形成微电子装置的方法及相关系统以及额外方法与流程

用于形成微电子装置的方法及相关系统以及额外方法
1.优先权主张
2.本技术案主张2021年1月22日申请的“用于形成微电子装置的方法及相关系统以及额外方法(methods of forming a microelectronic device,and related systems and additional methods)”的序列号为17/248,376的美国专利申请案的申请日权利。
技术领域
3.在各种实施例中，本公开大体上涉及微电子装置设计及制造领域。更明确来说，本公开涉及形成微电子装置的方法且涉及相关原子层沉积(ald)系统及通过ald形成密封材料的方法。


背景技术：

4.微电子装置设计者通常期望通过减小个别特征的尺寸且通过减小相邻特征之间的分开距离而增大微电子装置内的特征的集成水平或密度。另外，微电子装置设计者通常期望设计不仅紧凑，而且提供性能优势以及简化设计的架构。
5.减小特征的尺寸及间隔对用于形成微电子装置的方法提出越来越高的要求。一个解决方案是形成三维(3d)微电子装置，例如3d存储器装置，其中特征垂直而非水平布置。为形成特征，多个材料经定位于彼此上方且经蚀刻以形成材料堆叠。对于一些存储器装置(例如，3d交叉点存储器装置)，材料包含硫属化物材料及电极材料。堆叠的一些材料对随后进行的过程动作敏感，例如对后续过程动作的处理温度及/或蚀刻条件敏感。堆叠的材料可举例来说为热敏性及/或对蚀刻化学敏感。
6.为保护堆叠的材料，包含氮化硅(sin)的密封材料已形成于堆叠上或上方。使用等离子体增强化学气相沉积(pecvd)过程及等离子体增强原子层沉积(peald)过程中的一或多者常规地形成此密封材料。然而，用于高深宽比结构的常规pecvd过程及常规peald过程可导致以下中的一或多者：密封材料形成的相对较慢速率(例如，对于peald，小于或等于0.5埃密封材料/沉积循环)；归因于暴露于具有相对较高离子能量密度(iedf)的等离子体及/或归因于暴露于相对较高处理温度对敏感材料的非所要损坏；源自与含卤化物反应物化学的非所要热力学有利反应的非所要材料改质(例如，污染)；及不完整或非均匀密封材料覆盖。


技术实现要素：

7.在一些实施例中，一种形成微电子装置的方法包括运用第一前体处理基底结构以将所述第一前体吸附到所述基底结构的表面且形成第一材料。所述第一前体包括包含si-n-si键的联氨基化合物。运用第二前体处理所述第一材料以将所述第一材料转换成第二材料。所述第二前体包括si中心自由基。运用第三前体处理所述第二材料以将所述第二材料转换成包括si及n的第三材料。所述第三前体包括n中心自由基。
8.在额外实施例中，根据本公开的实施例的ald系统包括第一源、第二源、第三源及
在所述第一源、所述第二源及所述第三源中的每一者下游且与其流体连通的ald设备。所述第一源经配置以含有包含si-n-si键的联氨基化合物。所述第三源经配置以含有含n分子。所述ald设备包括外壳结构、分配组合件及衬底支撑架。所述外壳结构界定内部腔室。所述分配组合件经配置以接收气态形式的所述联氨基化合物、所述含si化合物及所述含n分子中的每一者且将其引导到所述内部腔室中。所述衬底支撑架在所述内部腔室内且经配置以在其上固持基底结构。
9.在进一步实施例中，一种通过ald形成密封材料的方法包括将包括包含si-n-si键的联氨基化合物的第一气流引导到ald设备的内部腔室中以将所述联氨基化合物化学吸附到固持于所述内部腔室内的基底结构。将包括含si化合物及si中心自由基中的一或多者的第二气流引导到所述内部腔室中以与所述化学吸附联氨基化合物反应且形成中间材料。将包括含n化合物及n中心自由基中的一或多者的第三气流引导到所述内部腔室中以与所述中间材料反应且形成所述密封材料的至少一部分。
附图说明
10.图1展示根据本公开的实施例的用作ald过程中的第一前体的联氨基化合物的一般结构。
11.图2展示根据本公开的实施例的ald过程的沉积循环的材料暴露序列。
12.图3a是根据本公开的实施例的空间ald系统的简化示意图。
13.图3b是根据本公开的实施例的在空间ald系统的使用及操作期间图3a中展示的空间ald系统的空间ald设备的内部腔室的简化示意图。
14.图4是根据本公开的实施例的分时ald系统的简化示意图。
具体实施方式
15.以下描述提供例如材料组合物及处理条件(例如，温度)的具体细节以便提供本公开的实施例的详尽描述。然而，所属领域的一般技术人员将了解，可在不一定采用这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。实际上，可结合产业中采用的常规系统及方法来实践本公开的实施例。另外，下文仅详细描述理解本公开的实施例所必需的所述过程组件及动作。所属领域的一般技术人员将了解，本文中固有地公开一些过程组件(例如，管道、管线过滤器、阀、温度检测器、流量检测器、压力检测器及类似者)且添加各种常规过程组件及动作将与本公开一致。此外，下文提供的描述未形成用于制造微电子装置的完整过程流程。下文描述的结构未形成完整微电子装置。由结构形成完整微电子装置的额外动作可由常规制造技术执行。
16.本文中呈现的图式仅出于阐释性目的，且不希望为任何特定材料、组件、结构、装置或系统的实际视图。预期由于举例来说制造技术及/或容限所致的图式中描绘的形状的变化。因此，本文中描述的实施例不应解释为限于如说明的特定形状或区，但包含举例来说源自制造的形状的偏差。举例来说，说明或描述为盒形的区可具有粗糙及/或非线性特征，且说明或描述为圆形的区可包含一些粗糙及/或线性特征。此外，说明的锐角可经修圆，且反之亦然。因此，图中说明的区本质上是示意性的，且其形状不希望说明区的精确形状且不限制本权利要求书的范围。图式不一定按比例绘制。此外，图之间共同的元件可保留相同元
件符号。
17.如本文中使用，术语“衬底”意味着且包含在其上形成额外材料的基材或构造。衬底可为半导体衬底、支撑结构上的基底半导体层、金属电极、或其上形成有一或多个层、结构或区的半导体衬底。衬底可为常规硅衬底或包括半导体材料层的其它块状衬底。如本文中使用，术语“块状衬底”不仅意味着且包含硅晶片，而且意味着且包含绝缘体上硅(soi)衬底，例如蓝宝石上硅(sos)衬底及玻璃上硅(sog)衬底、基底半导体基础上的硅的外延层、及其它半导体或光电材料，例如硅锗、锗、砷化镓、氮化镓、及磷化铟。衬底可为掺杂或未掺杂的。通过非限制性实例，衬底可包括硅、二氧化硅、具有天然氧化物的硅、氮化硅、含碳氮化硅、玻璃、半导体、金属氧化物、金属、氮化钛、含碳氮化钛、钽、氮化钽、含碳氮化钽、铌、氮化铌、含碳氮化铌、钼、氮化钼、含碳氮化钼、钨、氮化钨、含碳氮化钨、铜、钴、镍、铁、铝及贵金属中的至少一者。
18.如本文中使用，术语“均匀”意味着包含于特征(例如，材料、结构)中的元素的相对量贯穿特征的不同部分(例如，不同水平部分、不同垂直部分)不变。相反地，如本文中使用，术语“不均匀”意味着包含于特征(例如，材料、结构)中的元素的相对量贯穿特征的不同部分变化。如果特征是不均匀的，那么包含于特征中的一或多个元素的量可贯穿特征的不同部分逐步变化(例如，突然改变)，或可连续变化(例如，渐进地(例如线性地、抛物线地)改变)。特征可举例来说由至少两种不同材料的堆叠形成且包含所述堆叠。
19.如本文中使用，“存储器装置”意味着且包含展现存储器功能性，但不一定限于存储器功能性的微电子装置。换句话说，且仅通过非限制性实例，术语“存储器装置”不仅包含常规存储器(例如，常规易失性存储器，例如常规动态随机存取存储器(dram)；常规非易失性存储器，例如常规nand存储器)，而且包含专用集成电路(asic)(例如，系统单芯片(soc))、组合逻辑及存储器的微电子装置及并入存储器的图形处理单元(gpu)。
20.如本文中使用，术语“经配置”是指至少一个结构及至少一个设备中的一或多者的以预定方式促进所述结构及所述设备中的一或多者的操作的大小、形状、材料组合物、定向、及布置。
21.如本文中使用，术语“垂直”、“纵向”、“水平”及“横向”涉及结构的主平面且不一定由地球的重力场界定。“水平”或“横向”方向是大体上平行于结构的主平面的方向，而“垂直”或“纵向”方向是大体上垂直于结构的主平面的方向。由与结构的其它表面相比具有相对较大面积的结构的表面界定结构的主平面。参考图，“水平”或“横向”方向可垂直于指示“z”轴，且可平行于指示“x”轴及/或平行于指示“y”轴；且“垂直”或“纵向”方向可平行于指示“z”轴，可垂直于指示“x”轴，且可垂直于指示“y”轴。
22.如本文中使用，为便于描述，例如“在
…
下面”、“在
…
下方”、“下”、“底部”、“在
…
上方”、“上”、“顶部”、“前”、“后”、“左”、“右”及类似者的空间相对术语可用于描述一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系，如图中说明。除非另外指定，除图中描绘的定向以外，空间相对术语还希望涵盖材料的不同定向。举例来说，如果图中的材料反转，那么被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“下面”或“下”或“底部上”的元件将接着定向成“在”其它元件或特征“上方”或“顶部上”。因此，取决于使用术语的背景内容，术语“在
…
下方”可涵盖上方及下方的定向，此对于所属领域的一般技术人员来说将是显而易见的。材料可以其它方式定向(例如，旋转90度、反转、翻转等)且本文中使用的空间相对描述符相应地解释。
23.如本文中使用，描述为彼此“相邻”的特征(例如，区、结构、装置)意味着且包含定位成彼此最接近(例如，最靠近)的所公开识别码(或若干识别码)的特征。可将未匹配“相邻”特征的所公开识别码(或若干识别码)的额外特征(例如，额外区、额外结构、额外装置)安置于“相邻”特征之间。换句话说，“相邻”特征可经定位彼此直接邻近，使得无其它特征介入“相邻”特征之间；或“相邻”特征可经定位彼此间接邻近，使得具有不同于与至少一个“相邻”特征相关联的识别码的识别码的至少一个特征经定位于“相邻”特征之间。因此，描述为彼此“垂直相邻”的特征意味着且包含定位成彼此最垂直接近(例如，最垂直靠近)的所公开识别码(或若干识别码)的特征。此外，描述为彼此“水平相邻”的特征意味着且包含定位成彼此最水平接近(例如，最水平靠近)的所公开识别码(或若干识别码)的特征。
24.如本文中使用，单数形式“一”、“一个”及“所述”希望还包含复数形式，除非上下文另外明确指示。
25.如本文中使用，“及/或”包含相关联列出项目中的一或多者的任何及全部组合。
26.如本文中使用，关于给定参数、性质或条件的术语“大体上”意味着且包含所属领域的一般技术人员将理解给定参数、性质或条件在变化程度(例如在可接受公差内)下满足的程度。通过实例，取决于大体上满足的特定参数、性质或条件，所述参数、性质或条件可为至少90.0％满足、至少95.0％满足、至少99.0％满足、至少99.9％满足、或甚至100.0％满足。
27.如本文中使用，关于特定参数的数值的“约”或“近似”包含数值及所属领域的一般技术人员将了解在特定参数的可接受公差内的数值的变化程度。举例来说，关于数值的“约”或“近似”可包含从数值的90.0％到110.0％的范围内、例如从数值的95.0％到105.0％的范围内、从数值的97.5％到102.5％的范围内、从数值的99.0％到101.0％的范围内、从数值的99.5％到100.5％的范围内、或从数值的99.9％到100.1％的范围内的额外数值。
28.根据本公开的实施例，一种形成微电子装置(例如，存储器装置)的方法包含通过原子层沉积(ald)过程(例如，所谓的“空间”ald过程、所谓的“分时”ald过程)在至少一个额外材料(例如，材料堆叠)上或上方形成密封材料。密封材料可至少部分囊封额外材料。举例来说，密封材料可大体上围绕且覆盖额外材料的上表面(例如，顶表面)及侧表面(例如，侧壁)。与已采用以形成密封材料的常规过程(例如，常规peald过程、常规pecvd过程)相比，ald过程可相对需要较少等离子体暴露以形成密封材料。另外，ald过程可减轻在形成密封材料的常规过程期间原本可能发生的许多非所要反应(例如，热力学有利反应、由含卤化物反应物化学实现的反应)，其可促成与密封材料的所要材料组合物(例如，其内的杂质)的非所要偏差。与形成密封材料的常规过程相比，还可在相对较低温度(例如，从约200℃到约550℃的范围内的温度)下进行ald过程。
29.使用本公开的系统、设备及方法在其上形成本公开的密封材料的额外材料可具有所要材料组合物。在一些实施例中，额外材料包括硫属化物材料。硫属化物材料可包括硫属化物玻璃、硫属化物金属离子玻璃、或另一含硫属化物的材料中的一或多者。硫属化物材料可为包含至少一个硫属化物原子及至少一或多个正电性元素的二元或多元(例如，三元、四元)化合物。如本文中使用，术语“硫属化物”意味着且包含周期表的vi族的元素，例如氧(o)、硫(s)、硒(se)或碲(te)。正电性元素可包含(但不一定限于)氮(n)、硅(si)、镍(ni)、镓(ga)、锗(ge)、砷(as)、银(ag)、铟(in)、锡(sn)、锑(sb)、金(au)、铅(pb)及铋(bi)中的一或
多者。仅通过实例，硫属化物材料可包含含有ge、sb及te的化合物(即，gst化合物)，例如ge2sb2te5，然而，本公开不限于此且硫属化物材料可包含含有至少一个硫属化物元素的其它化合物。硫属化物材料可为掺杂或未掺杂的且可在其中混合有金属离子。仅通过实例，硫属化物材料可为包含铟、硒、碲、锑、砷、铋、锗、氧、锡或其组合的合金。在额外实施例中，额外材料可包括电绝缘材料、导电材料及半导体材料中的一或多者。额外材料可为不均匀的，或额外材料可为大体上均匀的。
30.通过本公开的方法形成的密封材料可包括含硅材料，其经配置且经配制以在后续处理期间及/或之后保护其下方的额外材料(例如，硫属化物材料)以形成本公开的微电子装置。密封材料可举例来说经配置且经配制以提供抑制(例如，防止)水行进通过密封材料且进入额外材料中的气密障壁。密封材料还可经配置且经配制以保护额外材料在后续处理动作期间免受在未形成密封材料的情况下原本可能发生的非所要氧化及/或损坏。另外，密封材料可大体上将硫属化物材料限制(例如，含有)到特定(例如，局部)区以保持所要物理条件及其化学计量。在一些实施例中，密封材料形成为包含硅(si)及氮(n)。通过非限制性实例，密封材料可形成为包括氮化硅材料(例如，sin
x
)、氮氧化硅材料(例如，sioyn
x
)及碳氧氮化硅材料(sio
xcz
ny)中的一或多者。本文中包含“x”、“y”及“z”中的一或多者的式(例如，siny、sio
x
ny、sio
ycznx
)表示材料，其含有针对另一元素(例如，si)的每一个原子的一个元素的“x”个原子、另一元素(如果有)的“y”个原子、及额外元素(如果有)的“z”个原子的平均比率。由于式表示相对原子比率且非严格化学结构，因此绝缘材料可包括一或多种化学计量化合物及/或一或多种非化学计量化合物，且“x”、“y”(如果有)及“z”(如果有)的值可为整数或可为非整数。如本文中使用，术语“非化学计量化合物”意味着且包含具有无法由明确定义自然数的比率表示且违反定比定律的元素组合物的化学化合物。
31.用于形成密封材料的ald过程包含在本公开的ald设备(例如，空间ald设备、分时ald设备)内进行的多个沉积循环。沉积循环中的至少一者(例如，至少一些)包含含有第一前体、第二前体及第三前体的处理序列(例如，材料暴露序列)。第一前体包括包含硅及氮的第一化学物种。第二前体包括不同于第一化学物种且包含硅的第二化学物种。第三前体包括不同于第一化学物种及第二化学物种中的每一者且包含氮的第三化学物种。第一前体、第二前体及第三前体的中至少两(2)者(例如，每一者)可相对于彼此循序(例如，在时间及/或空间上)引入。举例来说，可在ald过程的沉积循环内在第一前体之后引入(例如，循序引入、同时引入)第二前体及第三前体中的每一者。第一前体可化学吸附到至少一种额外材料(例如，至少一种硫属化物材料)的至少一个表面，且接着第二前体及第三前体可引入(例如，循序引入、同时引入)到化学吸附的第一前体及/或包括化学吸附第一前体以及第二前体及第三前体中的一者的反应产物的化学吸附材料且与其反应。如本文中使用，术语“化学吸附(chemisorb)”及“化学吸附(chemisorption)”意味着且包含机制，其中至少一个前体通过化学键合(例如共价键合及离子键合中的一或多者)吸附或结合到材料的至少一个表面。沉积循环的处理序列还可包含引入至少一种其它材料(例如，惰性气体、n2气体、等离子体)，接着引入第一前体、第二前体及第三前体中的至少一者(例如，每一者)。下文进一步详细描述ald过程的一或多个沉积循环中的第一前体、第二前体、第三前体、其它材料及其潜在序列。
32.第一前体可包括包含键合到氮的硅(例如，至少一个si-n键，例如至少一个si-n单
键)的化合物，其能够化学吸附到将在其上形成密封材料的额外材料(例如，硫属化物材料)。化合物还可包含键合到氮的氮(例如，至少一个n-n键，例如至少一个n-n单键)。在一些实施例中，第一前体包括包含si-n-si键的联氨基化合物。通过非限制性实例，第一前体可包括具有图1中展示的一般结构的化合物，其中每一r基个别地是氢；含有从(1)个碳原子到十(10)个碳原子的取代或未取代烷基(例如，直链、支链或环状)；或取代或未取代芳基或杂芳基。可个别地选择每一r基使得第一前体展现用于ald过程中的所要性质(例如，反应性、易失性、毒性)。在一些实施例中，至少一个(例如，每一)r基是甲基。作为非限制性实例，第一前体可包括1,2-双(三甲基硅烷基)联氨(c6h
20
n2si2)。第一前体可能无(例如，可能不包含)任何卤素(例如，氟(f)、氯(cl)、溴(br)、碘(i))。
33.第一前体与将通过本公开的ald过程在其上形成密封材料的额外材料(例如，硫属化物材料)的未配位位点反应，且还与ald过程中采用的第二前体及第三前体反应。举例来说，如果第一前体是具有图1中展示的一般结构的联氨基化合物，那么其n-n键、si-n键及/或si-r键可容易在相对较低温度(例如，小于或等于550℃，例如在从约200℃到约550℃的范围内的温度)下断裂以形成自由基(例如，n中心自由基、si中心自由基)，其个别地容易与材料、第二前体或第三前体的未配位位点反应。与在额外材料(例如，硫属化物材料)上形成所要密封材料(例如，sin
x
、sioyn
x
、sio
ycznx
)的常规过程中采用的常规前体相比，第一前体可具有优越粘着系数及增强反应性(至少在相对较低温度下)。举例来说，与用于形成所要密封材料的许多常规前体的si-nr2键合特性相比，图1中展示的联氨基化合物的n-nr2键合特性可促进较快反应性及增强粘着系数。另外，图1中展示的联氨基化合物中缺少si-si键可减轻采用等离子体(例如，含n等离子体)来形成所要密封材料的需要。此外，第一前体内缺少卤素可避免非所要反应，其可以其它方式干扰ald过程的效率及/或密封材料及/或其下方的额外材料(例如，硫属化物材料)的所要材料组合物。
34.第一前体可在室温及大气压力下处于固态、液态或气态。在一些实施例中，第一前体在室温及大气压力下处于液态(例如，液体形式)。如果第一前体在室温及大气压力下处于液态或固态，那么第一前体可在引入到将在其上形成密封材料的额外材料之前汽化。下文进一步详细描述第一前体的此汽化。
35.第二前体可用作密封材料的至少硅源。在一些实施例中，第二前体包括硅中心自由基(还被称为“甲硅烷基”)。可举例来说通过处理(例如，等离子体处理)含硅化合物(例如硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)、高级硅烷化合物、水合氢化合物族分子(例如，四甲硅烷基联氨(h
12
h2si4))、有机氨基硅烷(例如，双(二乙氨基)硅烷(c8h
22
n2si))、四卤化硅(例如，四碘化硅(sii4))、六卤化二硅(例如，六氯乙硅烷(sicl3)2))、三甲硅烷胺(h9nsi3)及氢卤硅烷(例如，二碘硅烷(h2i2si))中的一或多者)而形成第二前体。如下文进一步详细描述，在一些实施例中，使用含硅化合物的远端等离子体激发及直接等离子体激发中的一或多者来形成第二前体。含硅化合物可在室温及大气压力下处于固态、液态或气态。如果含硅化合物在室温及大气压力下处于液态或固态，那么含硅化合物在经处理以由其形成硅中心自由基之前汽化。
36.第三前体可用作密封材料的至少氮源。在一些实施例中，第三前体包括氮中心自由基。可举例来说通过处理(例如，等离子体处理)含氮分子(例如分子氮(n2)及氨(nh3)中的一或多者)而形成第三前体。如下文进一步详细描述，在一些实施例中，使用含氮分子的远
端等离子体激发及直接等离子体激发中的一或多者来形成第三前体。
37.在ald过程的沉积循环中的一或多者中采用的其它材料(如果有)可用于在沉积循环中的一或多者中的一或多个点冲洗在第一前体、第二前体、第三前体、其未结合反应产物及其它材料中的一或多者的ald过程中采用的ald设备的至少一个腔室。在额外实施例中，采用其它材料来处理(例如，等离子体处理)第一前体、第二前体、第三前体及通过ald过程的个别沉积循环的其它步骤形成的密封材料中的一或多者。通过非限制性实例，其它材料可包括以下中的一或多者：至少一种惰性气体(例如，至少一种稀有气体)，例如氦(he)气、氖(ne)气及氩(ar)气中的一或多者；氮(n2)气；及等离子体(例如，含n等离子体)。在进一步实施例中，可从ald过程的沉积循环省略其它材料。通过非限制性实例，负压(例如，真空)可用于在ald过程的个别沉积循环中的一或多个点冲洗在第一前体、第二前体、第三前体、其未结合反应产物及其它材料中的一或多者的ald过程中使用的ald设备的至少一个腔室。
38.图2展示用以形成本公开的密封材料的ald过程的沉积循环的材料暴露序列的非限制性实例。如图2中展示，ald过程的个别沉积循环可包含：第一动作(例如，第一步骤、第一阶段)，其包含运用第一前体p1进行处理(例如，暴露于第一前体p1)；第二动作(例如，第二步骤、第二阶段)，其在完成第一动作之后开始且包含运用第二前体p2进行处理(例如，暴露于第二前体p2)；第三动作(例如，第三步骤、第三阶段)，其在完成第二动作之后开始且包含运用第三前体p3进行处理(例如，暴露于第三前体p3)；及第四动作(例如，第四步骤、第四阶段)，其在完成第三动作之后开始且包含运用其它材料x进行处理(例如，暴露于其它材料x)。图2中展示的第一前体p1、第二前体p2、第三前体p3及其它材料x分别对应于本文中先前描述的第一前体、第二前体、第三前体及其它材料(例如，与其相同)(例如，图2中展示的第一前体p1可为本文中先前参考图1描述的第一前体)。图2中展示的沉积循环可被重复所要次数以至少部分形成具有所要厚度的密封材料。可使用空间及/或分时方法(例如，使用空间ald过程及相关联空间ald设备，使用分时ald过程及相关联分时ald设备)来实施ald过程的沉积循环的不同动作(例如，第一动作、第二动作、第三动作、第四动作)，如下文进一步详细描述。
39.在一些实施例中，图2中展示的沉积循环执行一或多次以开始(例如，起动)密封材料的形成，且接着采用具有与图2中展示的沉积循环不同的特性(例如，采用不同材料暴露序列及/或不同前体)的一或多个额外沉积循环来继续并完成密封材料的形成。可举例来说采用图2中展示的沉积循环以在额外材料(例如，硫属化物材料)上形成密封材料的晶种层，且接着可使用晶种层以使用额外沉积循环在额外材料上方形成额外量的密封材料(例如，增加密封材料的厚度)。归因于第一前体p1的有利性质(例如，粘着系数、反应性)，相对于使用ald过程形成密封材料的常规方法，图2中展示的沉积循环的至少第一动作(包含运用第一前体p1进行处理)可加速将密封材料形成到所要厚度。在一些实施例中，沉积循环的第一动作促进每一沉积循环形成大于0.5埃(例如，大于或等于大于或等于)的密封材料。相比之下，不包含第一动作(例如，不包含运用第一前体p1的处理)的常规ald过程的常规沉积循环可仅促进每一沉积循环形成小于或等于的对应密封材料。
40.在额外实施例中，采用具有与图2中展示不同的材料暴露序列但仍包含含有运用第一前体p1的处理的第一动作的至少一个沉积循环的ald过程用于至少部分形成本公开的密封材料。作为非限制性实例，根据本公开的额外实施例的沉积循环可包含：第一动作，其
包含运用第一前体p1进行处理；第二动作，其在完成第一动作之后开始且包含运用第三前体p3进行处理；第三动作，其在完成第二动作之后开始且包含运用第二前体p2进行处理；及第四动作，其在完成第三动作之后开始且包含运用其它材料x进行处理。作为额外非限制性实例，根据本公开的额外实施例的沉积循环可包含在开始包含运用第三前体p3进行处理的第三动作之前包含运用第一前体p1进行处理的第一动作及包含运用第二前体p2进行处理的第二动作的多个(例如，多于一个)子循环。初始第一动作可包含运用第一前体p1的第一处理，可在初始第一动作之后实施包含运用第二前体p2的第一处理的初始第二动作，可在初始第二动作之后实施包含运用第一前体p1的第二处理的另一第一动作，可在完成另一第一动作之后实施包含运用第二前体p2的第二处理的另一第二动作，且可在完成另一第二动作之后实施包含运用第三前体p3的处理的至少第三动作。作为进一步非限制性实例，根据本公开的进一步实施例的沉积循环可包含含有运用第一前体p1进行处理的第一动作，接着进行包含运用第二前体p2及第三前体p3同时(例如，并行)处理的第二动作。
41.在使用包含运用第一前体(例如，先前参考图1描述的第一前体)进行处理的至少一个沉积循环(例如，图2中展示的沉积循环)形成密封材料的至少晶种层之后，ald过程可任选地采用不包含含有运用第一前体进行处理的动作(例如，第一动作)的一或多个额外沉积循环。举例来说，在使用先前参考图2描述的沉积循环形成密封材料的至少晶种层之后，ald过程可包含其中省略包含运用第一前体p1进行处理的第一动作的至少一个额外沉积循环。代替地，此额外沉积循环的第一动作可包含运用第二前体p2(或第三前体p3)进行处理，且此额外沉积循环的第二动作可包含运用第三前体p3(或在第一动作中使用第三前体p3的情况下为第二前体p2)进行处理。
42.如先前论述，根据本公开的实施例，密封材料的基于ald的形成可使用空间ald过程及相关联空间ald设备来实施，或可使用分时ald过程及相关联分时ald设备来实施。下文参考图3a及3b进一步详细描述包含促进通过空间ald过程形成密封材料的空间ald设备的本公开的空间ald系统。下文参考图4进一步详细描述包含促进通过分时ald过程形成密封材料的分时ald设备的本公开的分时ald系统。
43.图3a是根据本公开的实施例的空间ald系统100的简化示意图。空间ald系统100可用于通过空间ald过程形成包含本公开的密封材料的微电子装置，如下文进一步详细描述。如图3a中展示，空间ald系统100可包含第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及至少一个空间ald设备108。空间ald设备108可与第一前体源102、第二前体源104及第三前体源106中的每一者选择性地(例如，受操作者或系统的控制)流体连通。空间ald系统100可进一步包含与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及空间ald设备108中的一或多者可操作地相关联的额外设备，如下文进一步详细描述。
44.第一前体源102包括经配置且经操作以含有(例如，存储)及/或产生其中先前描述的第一前体(例如，先前参考图1描述的联氨基化合物)的至少一个设备(例如，围阻容器)。第一前体可以气态、液态及可流动固态中的一或多者装纳于第一前体源102内。在一些实施例中，第一前体源102经配置且经操作以含有液态的第一前体。
45.空间ald系统100可包含单一(即，仅一个)第一前体源102，或可包含多个(即，多于一个)第一前体源102。如果空间ald系统100包含多个第一前体源102，那么第一前体源102可大体上彼此类似(例如，可展现大体上类似组件、组件大小、组件形状、组件材料组合物、
组件材料分布、组件位置、组件定向)且可在大体上类似条件(例如，大体上类似温度、压力、流速)下操作，或第一前体源102中的至少一者可不同于第一前体源102中的至少另一者(例如，展现不同组件、不同组件大小、不同组件形状、不同组件材料组合物、不同组件材料分布、不同组件位置、不同组件定向中的一或多者)及/或可在不同于第一前体源102中的至少另一者的条件(例如，不同温度、不同压力、不同流速等)下操作。举例来说，空间ald系统100可包含至少两(2)个第一前体源102，其中第一前体源102中的一者经配置以含有一个第一前体，且第一前体源102的另一者经配置以含有另一不同第一前体。在一些实施例中，两个或更多个第一前体源102彼此并联设置于空间ald系统100内。在额外实施例中，两个或更多个第一前体源102彼此串联设置于空间ald系统100内。
46.第二前体源104包括经配置且经操作以含有(例如，存储)及/或产生用于形成本文中先前描述的第二前体(例如，硅中心自由基)的材料的至少一个设备(例如，围阻容器)。通过非限制性实例，第二前体源104可经配置且经操作以含有含硅化合物，例如sih4、si2h6、四卤化硅(例如，sii4)、六卤化二硅(例如，(sicl3)2)、h9nsi3及氢卤硅烷(例如，h2i2si)中的一或多者。用于形成第二前体的材料可以气态、液态及可流动固态中的一或多者装纳于第二前体源104内。在一些实施例中，第二前体源104经配置且经操作以含有用于形成液态的第二前体的材料。
47.空间ald系统100可包含单一(即，仅一个)第二前体源104，或可包含多个(即，多于一个)第二前体源104。如果空间ald系统100包含多个第二前体源104，那么第二前体源104可大体上彼此类似且可在大体上类似条件下操作，或第二前体源104中的至少一者可不同于第二前体源104中的至少一个其它者及/或可在不同于第二前体源104中的至少一个其它者的条件下操作。举例来说，空间ald系统100可包含至少两(2)个第二前体源104，其中第二前体源104中的一者经配置以含有用于形成一个第二前体的一个材料，且第二前体源104的另一者经配置以含有用于形成另一不同第二前体的另一不同材料。在一些实施例中，两个或更多个第二前体源104彼此并联设置于空间ald系统100内。在额外实施例中，两个或更多个第二前体源104彼此串联设置于空间ald系统100内。
48.第三前体源106包括经配置且经操作以含有(例如，存储)及/或产生用于形成本文中先前描述的第三前体(例如，氮中心自由基)的材料的至少一个设备(例如，围阻容器)。通过非限制性实例，第三前体源106可经配置且经操作以含有含氮分子，例如n2及nh3中的一或多者。用于形成第三前体的材料可以气态、液态及可流动固态中的一或多者装纳于第三前体源106内。在一些实施例中，第三前体源106经配置且经操作以含有用于形成气态的第三前体的材料。
49.空间ald系统100可包含单一(即，仅一个)第三前体源106，或可包含多个(即，多于一个)第三前体源106。如果空间ald系统100包含多个第三前体源106，那么第三前体源106可大体上彼此类似且可在大体上类似条件下操作，或第三前体源106中的至少一者可不同于第三前体源106中的至少一个其它者及/或可在不同于第三前体源106中的至少一个其它者的条件下操作。举例来说，空间ald系统100可包含至少两(2)个第三前体源106，其中第三前体源106中的一者经配置以含有用于形成一个第三前体的一个材料，且第三前体源106的另一者经配置以含有用于形成另一不同第三前体的另一不同材料。在一些实施例中，两个或更多个第三前体源106彼此并联设置于空间ald系统100内。在额外实施例中，两个或更多
个第三前体源106彼此串联设置于空间ald系统100内。
50.仍参考图3a，空间ald系统100还可包含与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及空间ald设备108中的一或多者(例如，每一者)选择性地(例如，受操作者或系统的控制)流体连通的至少一个其它材料源110。其它材料源110包括经配置且经操作以含有(例如，存储)及/或产生本文中先前描述的其它材料(例如，惰性气体、氮气、含氮等离子体)的至少一个设备(例如，围阻容器)。通过非限制性实例，其它材料源110可经配置且经操作以含有惰性气体，例如he气、ne气及ar气中的一或多者。惰性气体可举例来说在空间ald系统100内用作载气(例如，用于第一前体源102内的第一前体，用于第二前体源104内的材料)，及/或在空间ald系统100内产生所要自由基(例如，从第二前体源104内的材料产生一或多个si中心自由基，充当第二前体；从第三前体源106内的材料产生一或多个n中心自由基，充当第三前体)。其它材料源110可举例来说用于产生等离子体(例如，远离空间ald设备108，直接在空间ald设备108内)，等离子体可至少用于从分别装纳于第二前体源104及第三前体源106内的材料形成本文中先前描述的第二前体及第三前体。
51.空间ald系统100可任选地进一步包含与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及额外材料源110中的一或多者可操作地相关联的一或多个加热设备(例如，以下中的一或多者：至少一个热交换器，例如套管式热交换器及/或管壳式热交换器；至少一个燃烧加热器；至少一个核加热器；至少一个超声加热器；至少一个电阻加热器；至少一个电感加热器；至少一个电磁加热器，例如红外加热器及/或微波加热器)。通过非限制性实例，如图3a中展示，空间ald系统100可包含与第一前体源102可操作地相关联的第一加热设备112及与第二前体源104可操作地相关联的第二加热设备114。可采用第一加热设备112以将第一前体加热或维持于第一前体源102内的所要温度，例如促进第一前体的可流动性的温度。可采用第二加热设备114以将用于形成第二前体的材料加热或维持于第二前体源104内的所要温度，例如促进用于形成第二前体的材料的可流动性的温度。
52.仍参考图3a，空间ald系统100可任选地进一步包含与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及其它材料源110中的一或多者可操作地相关联的一或多个汽化设备(例如，一或多个玻管)。通过非限制性实例，如果第一前体源102及第二前体源104经配置且经操作以含有固持于其中的液态的材料(例如，第一前体、待用于形成第二前体的材料)，那么空间ald系统100可包含第一前体源102下游的第一汽化设备116及第二前体源104下游的第二汽化设备118。第一汽化设备116可经配置且经操作以从第一前体源102接收包含液体形式的第一前体的第一流体流，且使液体形式的第一前体汽化以形成气态形式的第一前体，其可接着被引导朝向空间ald设备108。第二汽化设备118可经配置且经操作以从第二前体源104接收包含待用于形成第二前体的液体形式的材料的第二流体流，且使液体形式的材料汽化以形成气态形式的材料，其可接着被引导朝向空间ald设备108。
53.任选地，空间ald系统100可进一步包含与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及其它材料源110中的一或多者可操作地相关联的一或多个自由基产生设备(例如，远端等离子体源、激光能源、微波能源)。通过非限制性实例，空间ald系统100可包含第二前体源104(及第二汽化设备118(如果有))下游的第一自由基产生设备120及第三前体源106下游的第二自由基产生设备122。在一些实施例中，第一自由基产生设备120及第二自由基产生设备122中的一或多者还在其它材料源110下游。第一自由基产生设备120可经配置
且经操作以接收装纳于第二前体源104中的气态形式的材料(例如，含si化合物)(例如，来自第二汽化设备118)且由其产生本文中先前描述的第二前体(例如，si中心自由基)。接着，可将第二前体引导朝向空间ald设备108。第二自由基产生设备122可经配置且经操作以接收含于第三前体源106中的气态形式的材料(例如，含n分子)且由其产生本文中先前描述的第三前体(例如，n中心自由基)。接着，可将第三前体引导朝向空间ald设备108。在额外实施例(例如第二前体及第三前体中的一或多者(例如，每一者)形成于空间ald设备108内(例如，相对于远离空间ald设备108)的实施例)中，从空间ald系统100省略(例如，缺少)第一自由基产生设备120及第二自由基产生设备122中的一或多者。
54.如图3a中展示，空间ald系统100可进一步包含与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及其它材料源110中的一或多者可操作地相关联的各种阀124。一些阀124可举例来说经配置及定位以选择性地(例如，受操作者或系统的控制)建立(且根据需要，终止)其它材料源110与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106、第一自由基产生设备120(如果有)、第二自由基产生设备122(如果有)及空间ald设备108中的一或多者之间的流体连通。为了清楚起见且为了便于理解图式及相关联描述，图3a中未描绘可用于选择性地建立(且根据需要，终止)其它材料源110与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106、第一自由基产生设备120(如果有)、第二自由基产生设备122(如果有)及空间ald设备108中的一或多者之间的流体连通的全部潜在阀(及因此，管道)配置及位置。
55.继续参考图3a，空间ald设备108定位于第一前体源102(及第一汽化设备116(如果有))、第二前体源104(及第二汽化设备118(如果有)；及第一自由基产生设备120(如果有))、第三前体源106(及第二自由基产生设备122(如果有))及其它材料源110下游。空间ald设备108包含外壳结构126，及外壳结构126内的至少一个分配组合件128(例如，分配歧管)及至少一个衬底支撑架130中的每一者。分配组合件128及衬底支撑架130可在外壳结构126内彼此隔开(例如，分开、隔离)。空间ald设备108可进一步包含额外特征(例如，额外结构、额外装置)，如下文进一步详细描述。
56.空间ald设备108的外壳结构126展现：多个进口，其与第一前体源102、第二前体源104、第三前体源106及其它材料源110流体连通且经配置及定位以接收多个气态进给(例如，流入)流；及至少出口，其经定位以引导包括来自空间ald设备108的反应副产物及未反应材料的至少一个排出(例如，流出)流体流。气态进给流可举例来说至少包含：第一气态进给流，其包含本文中先前描述的第一前体(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物)；第二气态进给流，其包含本文中先前描述的第二前体(例如，si中心自由基)，及/或用于形成第二前体的材料(例如，含si化合物)；及第三气态进给流，其包含本文中先前描述的第三前体(例如，n中心自由基)，及/或用于形成第三前体的材料(例如，含n分子)。外壳结构126可至少部分界定空间ald设备108的至少一个内部腔室132。内部腔室132可围绕且固持空间ald设备108的分配组合件128及衬底支撑架130。外壳结构126可进一步包含促进进入内部腔室132以允许将结构(例如，衬底)插入及移除到内部腔室132中的一或多个可密封结构(例如，盖子、门、窗)。通过非限制性实例，如图3a中展示，外壳结构126可展现可密封门134。外壳结构126可由可与空间ald设备108的操作条件(例如，温度、压力、材料暴露、产生的电场、产生的磁场)兼容的任何材料(例如，金属、合金、玻璃、聚合物、陶瓷、复合物、其组合)形成且包含所述任何材料。在一些实施例中，外壳结构126由不锈钢形成且包含不锈钢。
57.衬底支撑架130经配置及定位以在其上支撑并临时固持至少一个衬底136。如图3a中展示，衬底支撑架130可安装于与电动机组合件140可操作地相关联的至少一个杆结构138上。杆结构138及电动机组合件140可举例来说经配置且操作以在衬底支撑架130的使用及操作期间旋转衬底支撑架130(及因此，其上的衬底136)。在一些实施例中，杆结构138及电动机组合件140还可调整衬底支撑架130(及因此，其上的衬底136)在相对较低位置(例如，用于装载及卸载衬底136)与相对较高位置(例如，用于处理衬底136)之间的位置。任选地，衬底支撑架130可电连接到空间ald系统100的至少一个信号产生器142。信号产生器142可包含至少一个电源(例如，dc电源、rf电源、交流(ac)电源)。信号产生器142还可包含额外组件，例如具有经配置用于调制输出信号的波形、频率及振幅的电路系统的至少一个波形调制器。在额外实施例中，从空间ald系统100省略(例如，缺少)信号产生器142。
58.分配组合件128经配置及定位以将通过空间ald设备108接收的气态进给流的材料引导到空间ald设备108的内部腔室132中。如图3a中展示，分配组合件128可包含经配置及定位以将气态进给流的材料引入到内部腔室132中的多个端口144(例如，气口)。举例来说，分配组合件128可包含：至少一个第一端口144a，其与第一前体源102(及第一汽化设备116(如果有))流体连通；至少一个第二端口144b，其与第二前体源104(及第二汽化设备118(如果有)；及第一自由基产生设备120(如果有))流体连通；至少一个第三端口144c，其与第三前体源106(及第二自由基产生设备122(如果有))流体连通；及至少一个第四端口144d，其与其它材料源110(如果有)流体连通。分配组合件128的端口144可个别地具有促进运用气态进给流的材料处理固持于空间ald设备108内(例如，衬底支撑架130上)的衬底136的所要部分(例如，楔形部分)的横截面形状，如下文参考图3b进一步详细描述。
59.仍参考图3a，空间ald设备108进一步包含其内部腔室132内的多个分隔器结构146。分隔器结构146可将内部腔室132分隔(例如，划分)成至少部分通过分隔器结构146彼此分开的多个不同处理区148。每一处理区148可由一些分隔器结构146水平定界，且可与分配组合件128的端口144中的至少一者可操作地相关联。分隔器结构146可至少部分界定借此定界的处理区148的水平横截面形状。一些分隔器结构146可插置于分配组合件128的水平相邻端口144之间。可采用分隔器结构146有效地限制离开分配组合件128的端口144的气态进给流的材料，在本公开的ald过程的沉积循环期间运用所述材料处理固持于空间ald设备108内的衬底136的不同部分(例如，不同楔形部分)，如参考图3b进一步详细描述。
60.如图3a中展示，在一些实施例中，分隔器结构146将空间ald设备108的内部腔室132分隔(例如，划分)成至少一个第一处理区148a、至少一个第二处理区148b、至少一个第三处理区148c及至少一个第四处理区148d。至少一个第一处理区148a可与分配组合件128在其水平区域内的至少一个第一端口144a可操作地相关联且可包含至少一个第一端口144a。至少一个第二处理区148b可与分配组合件128在其水平区域内的至少一个第二端口144b可操作地相关联且可包含至少一个第二端口144b。至少一个第三处理区148c可与分配组合件128在其水平区域内的至少一个第三端口144c可操作地相关联且可包含至少一个第三端口144c。至少一个第四处理区148d可与分配组合件128在其水平区域内的至少一个第四端口144d可操作地相关联且可包含至少一个第四端口144d。
61.空间ald设备108的内部腔室132内的分隔器结构146可垂直定位于空间ald设备108的衬底支撑架130上方。另外，分隔器结构146可经配置及定位以在空间ald设备108的使
用及操作期间垂直上覆于固持于衬底支撑架130上的衬底136且偏离衬底136。在一些实施例中，分隔器结构146是空间ald设备108的分配组合件128的集成特征。在额外实施例中，分隔器结构146与空间ald设备108的分配组合件128是分立的(例如，并非与其集成且连续)。
62.在一些实施例中，代替或结合分隔器结构146采用一或多个气幕以将空间ald设备108的内部腔室132分隔(例如，划分)成多个处理区(例如，第一处理区148a、第二处理区148b、第三处理区148c、第四处理区148d)。如果采用，那么气幕可包括以内部腔室132内的所要型样在内部腔室132内流动的气态材料(例如，惰性气体、n2气体)以将内部腔室132划分成不同处理区，或补充(例如，增加)通过分隔器结构146提供的内部腔室132的划分。
63.仍参考图3a，在一些实施例中，分配组合件128及/或分隔器结构146的一或多个部分经配置以在将电压施加到其时产生辉光放电。可采用辉光放电以从引导到空间ald设备108中的气态进给流中的一或多者的材料产生等离子体。分配组合件128及/或分隔器结构146的一或多个部分可举例来说充当空间ald设备108的电极。如图3a中展示，分配组合件128及/或分隔器结构146的一或多个部分可电连接到空间ald系统100的至少一个额外信号产生器150。额外信号产生器150可包含至少一个电源(例如，可变dc电源、可变rf电源)。额外信号产生器150还可包含额外组件，例如具有经配置用于调制输出信号的波形、频率及振幅的电路系统的至少一个波形调制器。在额外实施例中，从空间ald系统100省略(例如，缺少)额外信号产生器150。
64.图3b展示根据本公开的实施例的在空间ald系统100的使用及操作期间图3a中展示的空间ald系统100的空间ald设备108的内部腔室132的简化示意图。如图3b中展示，在内部腔室132内，分隔器结构146可经配置及定位以为内部腔室132的个别处理区148提供楔形水平横截面形状。举例来说，分隔器结构146可将内部腔室132分隔成八(8)个不同处理区148(例如，两(2)个第一处理区148a、两(2)个第二处理区148b、两(2)个第三处理区148c，及两(2)个第四处理区148d)，其各自展现楔形水平横截面形状。另外，分配组合件128(图3a)的端口144(例如，第一端口144a、第二端口144b、第三端口144c及第四端口144d)可个别地展现与处理区148的水平横截面形状互补的水平横截面形状。举例来说，第一端口144a、第二端口144b、第三端口144c及第四端口144d可各自展现楔形水平横截面形状。在额外实施例中，内部腔室132的处理区148中的一或多者及/或分配组合件128(图3a)的端口144中的一或多者可展现不同于图3b中描绘的水平横截面形状(例如，非楔形水平横截面形状)。
65.在空间ald设备108的使用及操作期间，衬底支撑架130(图3a)可沿方向d1(例如，逆时针方向)旋转，使得固持于衬底支撑架130(图3a)上的衬底136的个别部分行进通过空间ald设备108的内部腔室132的不同处理区(例如，第一处理区148a、第二处理区148b、第三处理区148c及第四处理区148d)以促进本文中先前参考图2描述的材料沉积序列。举例来说，对于本公开的空间ald过程上的个别沉积循环，可在第一处理区148a中的一者内运用第一前体p1处理衬底136的给定部分。此后，衬底支撑架130可沿方向d1旋转以将衬底136的部分定位于与第一处理区148a中的一者相邻的第二处理区148b中的一者内，其中可运用第二前体p2处理所述部分。接着，衬底支撑架130可再次沿方向d1旋转以将衬底136的部分定位于与第二处理区148b中的一者相邻的第三处理区148c中的一者内，其中可运用第三前体p3处理所述部分。接着，衬底支撑架130可再次沿方向d1旋转以将衬底136的部分定位于与第三处理区148c中的一者相邻的第四处理区148d中的一者内，其中可运用其它材料x(如果
有)处理所述部分以完成本公开的空间ald过程的一个沉积循环。在空间ald过程期间，第一前体p1、第二前体p2、第三前体p3及其它材料x(如果有)可大体上连续流动，使得大体上彼此同时但运用不同前体或额外材料(如果有)处理衬底的不同部分。举例来说，当衬底136的一个部分是在运用第二前体p2处理(例如，在第一处理区148a中的一者内运用第一前体p1处理部分之后)的第二处理区148b中的一者内时，衬底136的另一部分是在运用第一前体p1处理的第一处理区148a中的一者内。因此，衬底136的不同部分可在空间ald设备108的使用及操作期间处于先前参考图2(作为非限制性实例)描述的沉积循环的彼此不同阶段。先前参考图2描述的沉积循环可针对衬底136的每一部分重复所要次数以形成本公开的密封材料。下文提供通过空间ald系统100促进的本公开的空间ald过程的额外非限制性细节。
66.在空间ald设备108的内部腔室132的每一第一处理区148a内，可运用第一前体p1(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物，例如本文中先前参考图1描述的化合物)处理固持于衬底支撑架130(图3a)上的衬底136的一部分，且第一前体p1可与衬底136的表面处的未配位位点反应以将第一前体p1吸附到衬底136的表面。衬底136的表面可包括独立于用于形成本公开的密封材料的空间ald过程形成的材料(例如，硫属化物材料)的表面，或可包括通过空间ald过程的较早沉积循环形成的密封材料的临时表面。
67.在空间ald设备108的内部腔室132的每一第二处理区148b内，可运用第二前体p2(例如，si中心自由基)处理其上吸附第一前体的衬底136的一部分，且第二前体p2可与吸附第一前体反应以由第二前体p2形成包含si的次级中间材料。随后可运用至少第三前体p3处理次级中间材料，如下文进一步详细描述。
68.在一些实施例中，第二前体p2形成为远离空间ald设备108的内部腔室132的第二处理区148b(例如，在第一自由基产生设备120(图3a)内)(例如，形成于其外部)，且通过空间ald设备108的分配组合件128(图3a)的第二端口144b中的至少一者引入(例如，引导、递送)到第二处理区148b中。在额外实施例中，至少一些第二前体p2由通过分配组合件128(图3a)的第二端口144b中的至少一者引入到第二处理区148b的至少一种含si化合物直接形成于空间ald设备108的内部腔室132的第二处理区148b内(例如，形成于其内部)。举例来说，信号产生器中的一或多者(例如，信号产生器142及额外信号产生器150中的一或多者)可将电压施加到空间ald设备108的一或多个组件以在至少第二处理区148b内由第二处理区148b内的材料(例如，惰性气体)产生等离子体，且等离子体可与含si化合物相互作用且激发含si化合物以形成第二前体p2。
69.仍参考图3b，在空间ald设备108的内部腔室132的每一第三处理区148c内，可运用第三前体p3(例如，n中心自由基)处理其上具有次级中间材料的衬底136的一部分，且第三前体p3可与次级中间材料反应以至少部分由第三前体p3形成包含n的密封材料。任选地，随后可运用其它材料x处理密封材料，如下文进一步详细描述。
70.在一些实施例中，第三前体p3形成为远离空间ald设备108的内部腔室132的第三处理区148c(例如，在第一自由基产生设备120(图3a)内)(例如，形成于其外部)，且通过空间ald设备108的分配组合件128(图3a)的第三端口144c中的至少一者引入到第三处理区148c中。在额外实施例中，至少一些第三前体p3由通过分配组合件128(图3a)的第三端口144c中的至少一者引入到第三处理区148c的至少一种含n分子直接形成于第三处理区148c内(例如，形成于其内部)。举例来说，信号产生器中的一或多者(例如，信号产生器142及额
外信号产生器150中的一或多者)可将电压施加到空间ald设备108的一或多个组件以在至少第三处理区148c内由第三处理区148c内的材料(例如，惰性气体、含ni分子)产生等离子体，且等离子体可与含n分子相互作用且激发含n分子以形成第三前体p3。
71.如果使用所产生等离子体在空间ald设备108的内部腔室132的第三处理区148c内形成第三前体p3，那么可采用相对较高频率来驱动等离子体，例如大于或等于约20兆赫(mhz)(例如，在从约20mhz到约2.45千兆赫(ghz)(例如从约27mhz到约2.45ghz，或从约60mhz到约2.45ghz)的范围内)的频率。此类相对较高频率可限制离子能量函数(iedf)且促进自由基反应。
72.另外，如果使用所产生等离子体在空间ald设备108的内部腔室132的第三处理区148c内形成第三前体p3，那么在给定时段内施加到空间ald设备108的给定组件的偏压的连续性(或不连续性)还可用于控制形成于衬底136上或上方的密封材料的特性。可采用脉冲信号(例如，脉冲rf(prf)信号、脉冲dc(pdc)信号)以加偏压于空间ald设备108的不同组件，及/或采用非脉冲信号(例如，连续信号，例如连续rf信号、连续dc信号)以加偏压于空间ald设备108的不同组件。在一些实施例中，采用包含电流丛发(例如，rf电流、dc)的脉冲信号以加偏压于空间ald设备108的一或多个组件。脉送所施加电流可举例来说促进无信号(silent)周期期间的散热。如果采用脉冲信号，那么可控制所施加偏压波形的作用时间循环(t1/t1，其中t1是脉冲宽度且t1是脉送或调制信号的频率)以促进形成于衬底136上或上方的密封材料中的所要特性。举例来说，增加施加到衬底支撑架130的偏压波形的作用时间循环可减少(或甚至消除)密封材料内的非所要杂质及/或空隙空间(例如，在退火之后由至少一些杂质所致)。
73.此外，如果使用所产生等离子体在空间ald设备108的内部腔室132的第三处理区148c内形成第三前体p3，那么一或多个离子过滤器结构可包含于第三处理区148c中以至少部分将所形成离子(例如，所形成氮离子、其它所形成离子)与第三前体p3(例如，n中心自由基)分开。第三前体p3可继续朝向次级中间材料且与其相互作用(例如，反应)，而可防止至少一些离子继续朝向次级中间材料且与其相互作用。因此，相对于形成于第三处理区148c内的第三前体p3，离子过滤器结构可减少次级中间材料暴露于形成于第三处理区148c内的离子。
74.仍参考图3b，任选地，在空间ald设备108的内部腔室132的每一第四处理区148d内，可用其它材料x处理其上具有密封材料的衬底136的一部分。在一些实施例中，采用其它材料x作为冲洗材料以从空间ald设备108的内部腔室132移除非所要材料(例如，反应副产物、剩余前体)。作为非限制性实例，其它材料x可包括n2气体及/或惰性气体。在额外实施例中，采用其它材料x以进一步处理密封材料以修改其一或多个性质(例如，物理性质)。作为非限制性实例，其它材料x可包括等离子体(例如，含n等离子体)。在此类实施例中，如果其它材料x包括等离子体，那么等离子体可形成为远离第四处理区148d(例如，形成于其外部)，或可直接形成于第四处理区148d内(例如，形成于其内部)。
75.在一些实施例中，由于本公开的空间ald过程中采用的至少第一前体(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物，例如本文中先前参考图1描述的化合物)，在本公开的密封材料的形成期间的空间ald设备108的操作温度可小于或等于约550℃，例如在从约200℃到约550℃的范围内。空间ald设备108的操作温度可明显低于在衬底上或上方形成密封材料所
采用的许多常规ald设备及常规ald过程所需的操作温度。
76.虽然本文中已参考图3b描述使用及操作空间ald系统100(图3a)(包含使用及操作其空间ald设备108)以实施图2中说明的沉积循环的材料沉积序列，但本公开不限于此。而是，可操作空间ald系统100(包含其空间ald设备108)以实施不同沉积循环的不同材料沉积序列(例如，第一前体p1、第二前体p2、第三前体p3、其它材料x(如果有)的不同序列)，根据需要，包含(但不限于)本文中先前描述的其它潜在沉积循环的其它材料沉积序列。
77.图4是根据本公开的实施例的分时ald系统200的简化示意图。分时ald系统200可用于通过分时ald过程产生包含本公开的密封材料的微电子装置结构，如下文进一步详细描述。如图4中展示，分时ald系统200可包含第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及至少一个分时ald设备208。分时ald设备208可与第一前体源202、第二前体源204及第三前体源206中的每一者选择性地(受操作者或系统的控制)流体连通。分时ald系统200可进一步包含与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及分时ald设备208中的一或多者可操作地相关联的额外设备，如下文进一步详细描述。
78.第一前体源202、第二前体源204及第三前体源206可分别大体上类似于先前参考图3a描述的第一前体源102、第二前体源104及第三前体源106且可含有大体上与其相同的材料。另外，任选地，分时ald系统200还可包含与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及分时ald设备208中的一或多者(例如，每一者)选择性地(例如，受操作者或系统的控制)流体连通的至少一个其它材料源210。如果存在，那么其它材料源210可大体上类似于先前参考图3a描述的其它材料源110且可含有大体上与其相同的材料。
79.分时ald系统200可任选地进一步包含与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及其它材料源210中的一或多者可操作地相关联的一或多个加热设备。通过非限制性实例，如图4中展示，分时ald系统200可包含与第一前体源202可操作地相关联的第一加热设备212及与第二前体源204可操作地相关联的第二加热设备214。可采用第一加热设备212以将第一前体(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物)加热或维持于第一前体源202内的所要温度，例如促进第一前体的可流动性的温度。可采用第二加热设备214以将用于形成第二前体(例如，si中心自由基)的材料(例如，含si化合物)加热或维持于第二前体源204内的所要温度，例如促进用于形成第二前体的材料的可流动性的温度。
80.仍参考图4，分时ald系统200可任选地进一步包含与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及其它材料源210中的一或多者可操作地相关联的一或多个汽化设备(例如，一或多个玻管)。通过非限制性实例，如果第一前体源202及第二前体源204经配置且经操作以含有固持于其中的液态的材料(例如，第一前体、待用于形成第二前体的材料)，那么分时ald系统200可包含第一前体源202下游的第一汽化设备216及第二前体源204下游的第二汽化设备218。第一汽化设备216可经配置且经操作以从第一前体源202接收包含液体形式的第一前体的第一流体流，且使液体形式的第一前体汽化以形成气态形式的第一前体，其可接着被引导朝向分时ald设备208。第二汽化设备218可经配置且经操作以从第二前体源204接收包含待用于形成第二前体的液体形式的材料的第二流体流，且使液体形式的材料汽化以形成气态形式的材料，其可接着被引导朝向分时ald设备208。在额外实施例中，分时ald系统200可包含与第一前体源202及第二前体源204中的每一者选择性地(例如，受操作者或系统的控制)流体连通的单一(例如，仅一个)汽化设备。单一汽化设备可举例来说
经配置且经操作以在本公开的分时ald过程期间的不同时间使从第一前体源202及第二前体源204中的每一者接收的材料(例如，液体形式的第一前体、用于形成第二前体的液体形式的材料)汽化。
81.任选地，分时ald系统200可进一步包含与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及其它材料源210中的一或多者可操作地相关联的一或多个自由基产生设备(例如，远端等离子体源、激光能源、微波能源)。通过非限制性实例，分时ald系统200可包含第二前体源204(及第二汽化设备218(如果有))下游的第一自由基产生设备220及第三前体源206下游的第二自由基产生设备222。在一些实施例中，第一自由基产生设备220及第二自由基产生设备222中的一或多者还在其它材料源210下游。第一自由基产生设备220可经配置且经操作以接收装纳于第二前体源204中的气态形式的材料(例如，含si化合物)(例如，来自第二汽化设备218)且由其产生本文中先前描述的第二前体(例如，si中心自由基)。接着，可将第二前体引导朝向分时ald设备208。第二自由基产生设备222可经配置且经操作以接收装纳于第三前体源206中的气态形式的材料(例如，含n分子)且由其产生本文中先前描述的第三前体(例如，n中心自由基)。接着，可将第三前体引导朝向分时ald设备208。在额外实施例(例如第二前体及第三前体中的一或多者(例如，每一者)形成于分时ald设备208内(例如，相对于远离分时ald设备208)的实施例)中，从分时ald系统200省略(例如，缺少)第一自由基产生设备220及第二自由基产生设备222中的一或多者。
82.如图4中展示，分时ald系统200可进一步包含与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及其它材料源210中的一或多者可操作地相关联的各种阀224。一些阀224可举例来说经配置且经定位以选择性地(例如，受操作者或系统的控制)建立(且根据需要，终止)其它材料源210与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206、第一自由基产生设备220(如果有)、第二自由基产生设备222(如果有)及分时ald设备208中的一或多者之间的流体连通。为了清楚起见且为了便于理解图式及相关联描述，图4中未描绘可用于选择性地建立(且根据需要，终止)其它材料源210与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206、第一自由基产生设备220(如果有)、第二自由基产生设备222(如果有)及分时ald设备208中的一或多者之间的流体连通的全部潜在阀(及因此，管道)配置及位置。
83.继续参考图4，分时ald设备208定位于第一前体源202(及第一汽化设备216(如果有))、第二前体源204(及第二汽化设备218(如果有)；及第一自由基产生设备220(如果有))、第三前体源206(及第二自由基产生设备222(如果有))及其它材料源210下游。分时ald设备208包含外壳结构226，及外壳结构226内的至少一个分配组合件228(例如，分配歧管)及至少一个衬底支撑架230中的每一者。分配组合件228及衬底支撑架230可在外壳结构226内彼此隔开(例如，分开、分离)。分时ald设备208可进一步包含额外特征(例如，额外结构、额外装置)，如下文进一步详细描述。
84.分时ald设备208的外壳结构226展现：多个进口，其与第一前体源202、第二前体源204、第三前体源206及其它材料源210流体连通且经配置及定位以接收多个气态进给(例如，流入)流；及至少出口，其经定位以引导包括来自分时ald设备208的反应副产物及未反应材料的至少一个排出(例如，流出)流体流。气态进给流可举例来说至少包含：第一气态进给流，其包含本文中先前描述的第一前体(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物)；第二气态进给流，其包含本文中先前描述的第二前体(例如，si中心自由基)，及/或用于形成第二
前体的材料(例如，含si化合物)；及第三气态进给流，其包含本文中先前描述的第三前体(例如，n中心自由基)，及/或用于形成第三前体的材料(例如，含n分子)。外壳结构226可至少部分界定分时ald设备208的至少一个内部腔室232。内部腔室232可围绕且固持分时ald设备208的分配组合件228及衬底支撑架230。外壳结构226可进一步包含促进进入内部腔室232以允许将结构(例如，衬底)插入及移除到内部腔室232中的一或多个可密封结构(例如，盖子、门、窗)。外壳结构226可由与分时ald设备208的操作条件(例如，温度、压力、材料暴露、产生的电场、产生的磁场)兼容的任何材料(例如，金属、合金、玻璃、聚合物、陶瓷、复合物、其组合)形成且包含所述任何材料。在一些实施例中，外壳结构226由不锈钢形成且包含不锈钢。
85.衬底支撑架230经配置及定位以在其上支撑并临时固持至少一个衬底236。如图4中展示，衬底支撑架230可安装于与电动机组合件240可操作地相关联的至少一个杆结构238上。杆结构238及电动机组合件240可举例来说经配置且经操作以调整衬底支撑架230(及因此，其上的衬底236)在相对较低位置(例如，用于装载及卸载衬底236)与相对较高位置(例如，用于处理衬底236)之间的位置。任选地，衬底支撑架230可电连接到分时ald系统200的至少一个信号产生器242。信号产生器242可包含至少一个电源(例如，dc电源、rf电源、交流(ac)电源)。信号产生器242还可包含额外组件，例如具有经配置用于调制输出信号的波形、频率及振幅的电路系统的至少一个波形调制器。在额外实施例中，从分时ald系统200省略(例如，缺少)信号产生器242。
86.分配组合件228经配置及定位以将通过分时ald设备208接收的气态进给流的材料引导到分时ald设备208的内部腔室232中。如图4中展示，分配组合件228可包含经配置及定位以将气态进给流的材料引入到内部腔室232中的多个端口244(例如，气口)。端口244可与第一前体源202(及第一汽化设备216(如果有))、第二前体源204(及第二汽化设备218(如果有)；及第一自由基产生设备220(如果有))、第三前体源206(及第二自由基产生设备222(如果有))及其它材料源210(如果有)流体连通。端口244可通过控制分时ald系统200的至少一些阀224在彼此不同时间将不同气态进给流的不同材料引入到内部腔室232中。举例来说，如下文进一步详细描述，对于采用分时ald系统200的分时ald过程的给定沉积循环的各动作(例如，本文中先前参考图2描述的第一动作、第二动作、第三动作及第四动作)，分时ald设备208上游的阀224中的一或多者可选择性地敞开(受操作者或系统的控制)，而分时ald设备208上游的一或多个其它阀224可选择性地闭合。分时ald系统200的阀224至少部分控制经引导朝向分时ald设备208的不同气态进给流的流量及持续时间，且因此至少部分控制采用分时ald系统200的分时ald过程的每一沉积循环的材料沉积序列。
87.仍参考图4，任选地，分时ald设备208可进一步包含定位于分时ald设备208的内部腔室232内的分配组合件228与衬底支撑架230之间的至少一个线圈结构252。线圈结构252可经配置且经操作以辅助在分配组合件228与衬底236之间产生及/或维持等离子体。如下文进一步详细描述，线圈结构252可经配置且经操作以将能量感应耦合到内部腔室232内产生的等离子体中以在等离子体中诱发电磁电流。电磁电流可通过欧姆加热而加热等离子体以将等离子体维持于稳定状态。如图4中展示，如果存在，那么线圈结构252可电连接到分时ald系统200的至少一个进一步信号产生器254。进一步信号产生器254可包含至少一个额外电源(例如，rf电源、dc电源)。进一步信号产生器254还可包含额外组件，例如阻抗匹配网
络。线圈结构252可充当变压器的第一绕组。在额外实施例中，从分时ald设备208省略(例如，缺少)线圈结构252。
88.继续参考图4，分时ald设备208可任选地进一步包含与其内部腔室232可操作地相关联的至少一个加热装置256。加热装置256(如果存在)可包括经配置且经操作以在分时ald设备208的使用及操作期间加热内部腔室232的至少一部分的至少一个装置(例如，辐射加热器；燃烧加热器；核加热器；超声加热器；电阻加热器；电感加热器；电磁加热器，例如红外加热器及/或微波加热器)。可采用加热装置256将内部腔室232的一或多个部分加热或维持于所要温度，例如促进通过本公开的分时ald过程形成密封材料的温度。在一些实施例中，加热装置256经配置及定位以促成内部腔室232内大于或等于约200℃(例如从约200℃到约550℃的范围内)的温度。在额外实施例(例如其中引导到内部腔室232中的材料无需补充加热以通过分时ald形成所要密封材料的一些实施例)中，从分时ald设备208省略(例如，缺少)加热装置256。
89.仍参考图4，任选地，分时ald系统200可进一步包含与分时ald设备208的外壳结构226的至少一个出口可操作地相关联的至少一个真空设备258(例如，负压设备)。如果存在，那么真空设备258可经配置且经操作以辅助控制分时ald设备208的内部腔室232内的压力，以及从分时ald设备208的内部腔室232移除反应副产物及/或未反应材料(例如，未反应前体材料、其未反应衍生物、未反应额外材料)。真空设备258可经配置且经操作以将负压施加到分时ald设备208的内部腔室232。在额外实施例中，从分时ald系统200省略(例如，缺少)真空设备258。
90.在分时ald系统200的使用及操作期间，可将衬底236递送到分时ald设备208中。可通过任何所要手段将衬底236提供到分时ald设备208的内部腔室232中。在一些实施例中，采用一或多个常规机器人设备(例如，机械臂、机器人)将衬底236递送到分时ald设备208中。
91.在将衬底236递送到分时ald设备208中之后，不同气态进给流可通过端口244依序引入到内部腔室232中以形成本公开的密封材料。引入不同气态进给流的序列对应于本公开的分时ald过程的个别沉积循环的所要材料沉积序列。在一些实施例中，至少一个个别沉积循环遵循本文中先前参考图2描述的材料沉积序列。举例来说，在沉积循环的第一动作中，可通过端口244将第一前体p1引入到内部腔室232中。此后，在第二动作中，可停止第一前体p1流动到内部腔室232中，且第二前体p2及用于形成第二前体p2的材料中的一或多者可通过端口244引入到内部腔室232中。接着，在第三动作中，可停止第二前体p2流动到内部腔室232中，且第三前体p3及用于形成第三前体p3的材料中的一或多者可通过端口244引入到内部腔室232中。接着，在第四动作中，可停止第三前体p3流动到内部腔室232中，且可通过端口244将其它材料x(如果有)引入到内部腔室232中以完成本公开的分时ald过程的一个沉积循环。先前参考图2描述的沉积循环可重复所要次数以形成本公开的密封材料。下文提供通过分时ald系统200促进的本公开的分时ald过程的额外非限制细节。
92.在一些实施例中，在本公开的分时ald过程的沉积循环的第一动作中，气态形式的第一前体p1(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物，例如本文中先前参考图1描述的化合物)通过分配组合件228的端口244流动到分时ald设备208的内部腔室232中。接着，第一前体p1可与衬底236的表面处的未配位位点反应以将第一前体p1吸附(例如，化学吸附)到衬
底236的表面。衬底236的表面可包括与用于形成本公开的密封材料的分时ald过程单独形成的材料(例如，硫属化物材料)的表面，或可包括通过分时ald过程的较早沉积循环形成的密封材料的临时表面。
93.接着，在沉积循环的第二动作中，可(例如，通过阀224中的一或多者)停止气态形式的第一前体p1的流动，且气态形式的第二前体p2(例如，si中心自由基)及用于形成第二前体p2的材料(例如，含si化合物)中的一或多者通过分配组合件228的端口244流动到分时ald设备208的内部腔室232中。此后，第二前体p2可与吸附的第一前体反应以由第二前体p2形成包含si的次级中间材料。
94.在一些实施例中，第二前体p2经形成为远离分时ald设备208的内部腔室232(例如，形成于其外部)，且通过分时ald设备208的分配组合件228的端口244引入(例如，引导、递送)到内部腔室232中。在额外实施例中，至少一些第二前体p2由通过分配组合件228的端口244中的至少一者引入到内部腔室232的至少一种含si化合物直接形成于分时ald设备208的内部腔室232内(例如，形成于其内部)。举例来说，信号产生器中的一或多者(例如，信号产生器242、额外信号产生器250及进一步信号产生器254中的一或多者)可将电压施加到分时ald设备208的一或多个组件以在内部腔室232内产生等离子体，且等离子体可与含si化合物相互作用且激发含si化合物以形成第二前体p2。
95.接着，在沉积循环的第三动作中，可(例如，通过阀224中的一或多者)停止气态形式的第二前体p2及用于形成第二前体p2的材料中的一或多者的流动，且气态形式的第三前体p3(例如，n中心自由基)及用于形成第三前体p3的材料(例如，含n分子)中的一或多者通过分配组合件228的端口244流动到分时ald设备208的内部腔室232中。此后，第三前体p3可与次级中间材料反应以至少部分由第三前体p3形成包含n的密封材料。
96.在一些实施例中，第三前体p3经形成为远离分时ald设备208的内部腔室232(例如，形成于其外部)(例如，形成于第一自由基产生设备220内)，且通过分时ald设备208的分配组合件228的端口244引入到内部腔室232中。在额外实施例中，至少一些第三前体p3由通过分配组合件228的端口244引入到内部腔室232的至少一种含n分子直接形成于内部腔室232内(例如，形成于其内部)。举例来说，信号产生器中的一或多者(例如，信号产生器242、额外信号产生器250及进一步信号产生器254中的一或多者)可将电压施加到分时ald设备208的一或多个组件以在内部腔室232内产生等离子体，且等离子体可与含n分子相互作用且激发含n分子以形成第三前体p3。
97.如果使用所产生等离子体在分时ald设备208的内部腔室232内形成第三前体p3，那么可采用相对较高频率来驱动等离子体，例如大于或等于约20mhz(例如，在从约20mhz到约2.45ghz(例如从约27mhz到约2.45ghz，或从约60mhz到约2.45ghz)的范围内)的频率。此类相对较高频率可限制iedf且促进自由基反应。
98.另外，如果使用所产生等离子体在分时ald设备208的内部腔室232内形成第三前体p3，那么在给定时段内施加到分时ald设备208的给定组件的偏压的连续性(或不连续性)还可用于控制形成于衬底236上或上方的密封材料的特性。可采用脉冲信号(例如，prf信号、pdc信号)以加偏压于分时ald设备208的不同组件，及/或采用非脉冲信号(例如，连续信号，例如连续rf信号、连续dc信号)以加偏压于分时ald设备208的不同组件。在一些实施例中，采用包含电流丛发(例如，rf电流、dc)的脉冲信号以加偏压于分时ald设备208的一或多
个组件。脉送所施加电流可举例来说促进无信号周期期间的散热。如果采用脉冲信号，那么可控制所施加偏压波形的作用时间循环(t1/t1，其中t1是脉冲宽度且t1是脉送或调制信号的频率)以促进形成于衬底236上或上方的密封材料中的所要特性。举例来说，增加施加到衬底支撑架230的偏压波形的作用时间循环可减少(或甚至消除)密封材料内的非所要杂质及/或空隙空间(例如，在退火后由至少一些杂质产生)。
99.此外，如果使用所产生等离子体在分时ald设备208的内部腔室232内形成第三前体p3，那么一或多个离子过滤器结构可包含于内部腔室232中以至少部分将形成离子(例如，形成氮离子、其它形成离子)与第三前体p3(例如，n中心自由基)分离。第三前体p3可继续朝向次级中间材料且与其相互作用(例如，反应)，而可防止至少一些离子继续朝向次级中间材料且与其相互作用。因此，相对于形成于内部腔室232内的第三前体p3，离子过滤器结构可减少次级中间材料暴露于形成于内部腔室232内的离子。
100.仍参考图4，在沉积循环的第四动作中，可(例如，通过阀224中的一或多者)停止气态形式的第三前体p3及用于形成第三前体p3的材料中的一或多者的流动，且其它材料x(如果有)可通过分配组合件228的端口244流动到分时ald设备208的内部腔室232中。此后，可运用其它材料x处理形成于衬底236上或上方的密封材料。在一些实施例中，采用其它材料x作为冲洗材料以从分时ald设备208的内部腔室232移除非所要材料(例如，反应副产物、剩余前体)。作为非限制性实例，其它材料x可包括n2气体及/或惰性气体。在额外实施例中，采用其它材料x进一步处理密封材料以修改其一或多个性质(例如，物理性质)。作为非限制性实例，其它材料x可包括等离子体(例如，含n等离子体)。在此类实施例中，如果其它材料x包括等离子体，那么等离子体可形成为远离内部腔室232(例如，形成于其外部)，或可直接形成于内部腔室232内(例如，形成于其内部)。
101.在一些实施例中，由于本公开的分时ald过程中采用的至少第一前体(例如，包含si-n-si键的联氨基化合物，例如本文中先前参考图1描述的化合物)，在本公开的密封材料的形成期间的分时ald设备208的操作温度可小于或等于约550℃，例如在从约200℃到约550℃的范围内。分时ald设备208的操作温度可能明显低于在衬底上或上方形成密封材料所采用的许多常规ald设备及常规ald过程所需的操作温度。
102.虽然本文中已参考图4描述使用及操作分时ald系统200(包含使用及操作其分时ald设备208)以实施图2中说明的沉积循环的材料沉积序列，但本公开不限于此。而是，可操作分时ald系统200(包含其分时ald设备208)以实施不同沉积循环的不同材料沉积序列(例如，第一前体p1、第二前体p2、第三前体p3、其它材料x(如果有)的不同序列)，根据需要，包含(但不限于)本文中先前描述的其它潜在沉积循环的其它材料沉积序列。
103.因此，根据本公开的实施例，一种形成微电子装置的方法包括运用第一前体处理基底结构以将所述第一前体吸附到所述基底结构的表面且形成第一材料。第一前体包括包含si-n-si键的联氨基化合物。运用第二前体处理第一材料以将所述第一材料转换成第二材料。第二前体包括si中心自由基。运用第三前体处理第二材料以将所述第二材料转换成包括si及n的第三材料。第三前体包括n中心自由基。
104.此外，根据本公开的实施例的ald系统包括第一源、第二源、第三源及在所述第一源、所述第二源及所述第三源中的每一者下游且与其流体连通的ald设备。第一源经配置以含有包含si-n-si键的联氨基化合物。第三源经配置以含有含n分子。ald设备包括外壳结
构、分配组合件及衬底支撑架。外壳结构界定内部腔室。分配组合件经配置以接收气态形式的联氨基化合物、含si化合物及含n分子中的每一者且将其引导到内部腔室中。衬底支撑架位于内部腔室内且经配置以在其上固持基底结构。
105.此外，根据本公开的实施例，一种通过ald形成密封材料的方法包括将包括包含si-n-si键的联氨基化合物的第一气流引导到ald设备的内部腔室中以将所述联氨基化合物化学吸附到固持于所述内部腔室内的基底结构。将包括含si化合物及si中心自由基中的一或多者的第二气流引导到内部腔室中以与化学吸附联氨基化合物反应且形成中间材料。将包括含n化合物及n中心自由基中的一或多者的第三气流引导到内部腔室中以与中间材料反应且形成密封材料的至少一部分。
106.与常规材料沉积系统(例如，常规ald系统)及常规方法(例如，常规ald过程)相比，本公开的ald系统(例如，空间ald系统100(图3a)、分时ald系统200(图4))、方法(例如，空间ald过程、分时ald过程)促进降低成本(例如，制造成本、材料成本)、增加组件的小型化、经改进性能及较大封装密度。与常规材料沉积系统及常规方法相比，本公开的ald系统及方法可改进可扩展性、质量、效率及简单性。
107.本公开的额外非限制例示性实施例包含：
108.实施例1：一种形成微电子装置的方法，其包括：运用第一前体处理基底结构以将所述第一前体吸附到所述基底结构的表面且形成第一材料，所述第一前体包括包含si-n-si键的联氨基化合物；运用第二前体处理所述第一材料以将所述第一材料转换成第二材料，所述第二前体包括si中心自由基；及运用第三前体处理所述第二材料以将所述第二材料转换成包括si及n的第三材料，所述第三前体包括n中心自由基。
109.实施例2：根据实施例1所述的方法，其中所述第一前体具有以下结构：
[0110][0111]
其中每一r个别地是氢、未取代烷基、取代烷基、未取代芳基、取代芳基、未取代杂芳基或取代杂芳基。
[0112]
实施例3：根据实施例2所述的方法，其中每一r是甲基。
[0113]
实施例4：根据实施例1到3中任一实施例所述的方法，其进一步包括通过原子层沉积(ald)过程在ald设备内实施运用所述第一前体处理所述基底结构、运用所述第二前体处理所述第一材料及运用所述第三前体处理所述第二材料中的每一者。
[0114]
实施例5：根据实施例4所述的方法，其中运用所述第二前体处理所述第一材料包括：在所述ald设备上游的自由基产生设备内由含si化合物形成所述第二前体；及将所述第二前体引导到所述ald设备中。
[0115]
实施例6：根据实施例4所述的方法，其中运用所述第二前体处理所述第一材料包括：将气态形式的含si化合物引导到所述ald设备中；及在所述ald设备内由所述含si化合物形成所述第二前体。
[0116]
实施例7：根据实施例4所述的方法，其中运用所述第三前体处理所述第二材料包括：在所述ald设备上游的自由基产生设备内由含n化合物形成所述第三前体；及将所述第三前体引导到所述ald设备中。
[0117]
实施例8：根据实施例4所述的方法，其中运用所述第三前体处理所述第二材料包括：将气态形式的含n分子引导到所述ald设备中；及在所述ald设备内由所述含n分子形成所述第三前体。
[0118]
实施例9：根据实施例8所述的方法，其中在所述ald设备内由所述含n分子形成所述第三前体包括使所述含n分子与在所述ald设备内产生的等离子体相互作用以激发所述含n分子且由其形成所述第三前体。
[0119]
实施例10：根据实施例9所述的方法，其进一步包括以大于或等于约20兆赫的频率驱动所述等离子体。
[0120]
实施例11：根据实施例9所述的方法，其进一步包括在运用所述第三前体处理所述第二材料之前将由所述等离子体产生的离子与所述第三前体分离。
[0121]
实施例12：根据实施例4到11中任一实施例所述的方法，其进一步包括选择所述ald设备以包括空间ald设备。
[0122]
实施例13：根据实施例4到11中任一实施例所述的方法，其进一步包括选择所述ald设备以包括分时ald设备。
[0123]
实施例14：根据实施例4到11中任一实施例所述的方法，其进一步包括在从约200℃到约550℃的范围内的温度下实施所述ald过程。
[0124]
实施例15：一种原子层沉积(ald)系统，其包括：第一源，其经配置以含有包含si-n-si键的联氨基化合物；第二源，其经配置以含有含si化合物；第三源，其经配置以含有含n分子；及ald设备，其在所述第一源、所述第二源及所述第三源中的每一者下游且与其流体连通，所述ald设备包括：外壳结构，其界定内部腔室；分配组合件，其经配置以接收气态形式的所述联氨基化合物、所述含si化合物及所述含n分子中的每一者且将其引导到所述内部腔室中；及衬底支撑架，其在所述内部腔室内且经配置以在其上固持基底结构。
[0125]
实施例16：根据实施例15所述的ald系统，其进一步包括与所述第一源、所述第二源及所述ald设备流体连通的至少一个汽化装置，所述至少一个汽化装置经配置以接收液体形式的所述联氨基化合物及液体形式的所述含si化合物中的一或多者且由所述液体形式的所述联氨基化合物形成气态形式的所述联氨基化合物及由所述液体形式的所述含si化合物形成气态形式的所述含si化合物中的一或多者。
[0126]
实施例17：根据实施例15及16中的一者所述的ald系统，其进一步包括与所述第二源、所述第三源及所述ald设备流体连通的至少一个自由基产生装置，所述至少一个自由基产生装置经配置以接收所述含si化合物及所述含n分子中的一或多者且由所述含si化合物形成si中心自由基及由所述含n分子形成n中心自由基中的一或多者。
[0127]
实施例18：根据实施例15到17中任一实施例所述的ald系统，其中所述ald设备包括空间ald设备，所述空间ald设备进一步包括在所述内部腔室内且将所述内部腔室分隔成包括以下各者的多个处理区的分隔器：第一处理区，其经配置以从所述分配组合件的第一端口接收气态形式的所述联氨基化合物；第二处理区，其与所述第一处理区相邻且经配置以从所述分配组合件的第二端口接收气态形式的所述含si化合物及si中心自由基中的一
或多者；及第三处理区，其与所述第二处理区相邻且经配置以从所述分配组合件的第三端口接收气态形式的所述含n分子及n中心自由基中的一或多者。
[0128]
实施例19：根据实施例18所述的ald系统，其中所述多个处理区进一步包括与所述第三处理区相邻且经配置以在其中接收或产生等离子体的第四处理区。
[0129]
实施例20：根据实施例18及19中的一者的ald系统，其中：所述分配组合件经配置以同时接收所述联氨基化合物、所述含si化合物及si中心自由基中的所述一或多者及所述含n分子及n中心自由基中的所述一或多者；所述分配组合件经配置以同时通过所述第一端口将所述联氨基化合物引导到所述第一处理区中，通过所述第二端口将所述含si化合物及si中心自由基中的所述一或多者引导到所述第二处理区中，且通过所述第三端口将所述含n分子及n中心自由基中的所述一或多者引导到所述第三处理区中；且所述衬底支撑架经配置以旋转通过所述第一处理区、所述第二处理区及所述第三处理区。
[0130]
实施例21：根据实施例18到20中任一实施例所述的ald系统，其进一步包括至少一个信号产生器，所述至少一个信号产生器电连接到所述空间ald设备且经配置以在至少所述第三处理区内产生等离子体以由所述含n分子形成所述n中心自由基。
[0131]
实施例22：根据实施例15所述的ald系统，其中所述ald设备包括经配置以在彼此不同的时间将所述气态形式的所述联氨基化合物、含si化合物及所述含n分子中的两者或更多者引导到所述内部腔室中的分时ald设备。
[0132]
实施例23：根据实施例22所述的ald系统，其进一步包括至少一个信号产生器，所述至少一个信号产生器电连接到所述分时ald设备且经配置以在所述内部腔室内产生等离子体。
[0133]
实施例24：一种通过原子层沉积(ald)形成密封材料的方法，其包括：将包括包含si-n-si键的联氨基化合物的第一气流引导到ald设备的内部腔室中以将所述联氨基化合物化学吸附到固持于所述内部腔室内的基底结构；将包括含si化合物及si中心自由基中的一或多者的第二气流引导到所述内部腔室中以与所述化学吸附联氨基化合物反应且形成中间材料；及将包括含n化合物及n中心自由基中的一或多者的第三气流引导到所述内部腔室中以与所述中间材料反应且形成所述密封材料的至少一部分。
[0134]
实施例25：根据实施例24所述的方法，其中所述ald设备包括空间ald设备。
[0135]
实施例26：根据实施例24所述的方法，其中所述ald设备包括分时ald设备。
[0136]
实施例27：根据实施例24到26中任一实施例所述的方法，其进一步包括将包括n2气体及含n等离子体中的一或多者的第四气流引导到所述内部腔室中以与所述密封材料的所述至少一部分相互作用。
[0137]
虽然本公开易于以多种修改及替代形式呈现，但特定实施例已通过实例在图式中展示且已在本文中详细描述。然而，本公开不限于所公开的特定形式。而是，本公开将涵盖落在所附权利要求书及其合法等效物的范围内的全部修改、等效物、及替代。举例来说，关于一个实施例公开的元件及特征可与关于本公开的其它实施例公开的元件及特征组合。

技术特征：
1.一种形成微电子装置的方法，其包括：运用第一前体处理基底结构以将所述第一前体吸附到所述基底结构的表面且形成第一材料，所述第一前体包括包含si-n-si键的联氨基化合物；运用第二前体处理所述第一材料以将所述第一材料转换成第二材料，所述第二前体包括si中心自由基；及运用第三前体处理所述第二材料以将所述第二材料转换成包括si及n的第三材料，所述第三前体包括n中心自由基。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一前体具有以下结构：其中每一r个别地是氢、未取代烷基、取代烷基、未取代芳基、取代芳基、未取代杂芳基或取代杂芳基。3.根据权利要求2所述的方法，其中每一r是甲基。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过原子层沉积(ald)过程在ald设备内实施运用所述第一前体处理所述基底结构、运用所述第二前体处理所述第一材料及运用所述第三前体处理所述第二材料中的每一者。5.根据权利要求4所述的方法，其中运用所述第二前体处理所述第一材料包括：在所述ald设备上游的自由基产生设备内由含si化合物形成所述第二前体；及将所述第二前体引导到所述ald设备中。6.根据权利要求4所述的方法，其中运用所述第二前体处理所述第一材料包括：将气态形式的含si化合物引导到所述ald设备中；及在所述ald设备内由所述含si化合物形成所述第二前体。7.根据权利要求4所述的方法，其中运用所述第三前体处理所述第二材料包括：在所述ald设备上游的自由基产生设备内由含n化合物形成所述第三前体；及将所述第三前体引导到所述ald设备中。8.根据权利要求4所述的方法，其中运用所述第三前体处理所述第二材料包括：将气态形式的含n分子引导到所述ald设备中；及在所述ald设备内由所述含n分子形成所述第三前体。9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述ald设备内由所述含n分子形成所述第三前体包括使所述含n分子与在所述ald设备内产生的等离子体相互作用以激发所述含n分子且由其形成所述第三前体。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括以大于或等于约20兆赫的频率驱动所述等离子体。11.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括在运用所述第三前体处理所述第二材料
之前将由所述等离子体产生的离子与所述第三前体分离。12.根据权利要求4到11中任一权利要求所述的方法，其进一步包括选择所述ald设备以包括空间ald设备。13.根据权利要求4到11中任一权利要求所述的方法，其进一步包括选择所述ald设备以包括分时ald设备。14.根据权利要求4到11中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在从约200℃到约550℃的范围内的温度下实施所述ald过程。15.一种原子层沉积(ald)系统，其包括：第一源，其经配置以含有包含si-n-si键的联氨基化合物；第二源，其经配置以含有含si化合物；第三源，其经配置以含有含n分子；及ald设备，其在所述第一源、所述第二源及所述第三源中的每一者下游且与其流体连通，所述ald设备包括：外壳结构，其界定内部腔室；分配组合件，其经配置以接收气态形式的所述联氨基化合物、所述含si化合物及所述含n分子中的每一者且将其引导到所述内部腔室中；及衬底支撑架，其在所述内部腔室内且经配置以在其上固持基底结构。16.根据权利要求15所述的ald系统，其进一步包括与所述第一源、所述第二源及所述ald设备流体连通的至少一个汽化装置，所述至少一个汽化装置经配置以接收液体形式的所述联氨基化合物及液体形式的所述含si化合物中的一或多者且由所述液体形式的所述联氨基化合物形成气态形式的所述联氨基化合物及由所述液体形式的所述含si化合物形成气态形式的所述含si化合物中的一或多者。17.根据权利要求15所述的ald系统，其进一步包括与所述第二源、所述第三源及所述ald设备流体连通的至少一个自由基产生装置，所述至少一个自由基产生装置经配置以接收所述含si化合物及所述含n分子中的一或多者且由所述含si化合物形成si中心自由基及由所述含n分子形成n中心自由基中的一或多者。18.根据权利要求15到17中任一权利要求所述的ald系统，其中所述ald设备包括空间ald设备，所述空间ald设备进一步包括所述内部腔室内的分隔器且将所述内部腔室分隔成包括以下各者的多个处理区：第一处理区，其经配置以从所述分配组合件的第一端口接收气态形式的所述联氨基化合物；第二处理区，其与所述第一处理区相邻且经配置以从所述分配组合件的第二端口接收气态形式的所述含si化合物及si中心自由基中的一或多者；及第三处理区，其与所述第二处理区相邻且经配置以从所述分配组合件的第三端口接收气态形式的所述含n分子及n中心自由基中的一或多者。19.根据权利要求18所述的ald系统，其中所述多个处理区进一步包括与所述第三处理区相邻且经配置以在其中接收或产生等离子体的第四处理区。20.根据权利要求18所述的ald系统，其中：所述分配组合件经配置以同时接收所述联氨基化合物、所述含si化合物及si中心自由
基中的所述一或多者及所述含n分子及n中心自由基中的所述一或多者；所述分配组合件经配置以同时通过所述第一端口将所述联氨基化合物引导到所述第一处理区中，通过所述第二端口将所述含si化合物及si中心自由基中的所述一或多者引导到所述第二处理区中，且通过所述第三端口将所述含n分子及n中心自由基中的所述一或多者引导到所述第三处理区中；且所述衬底支撑架经配置以旋转通过所述第一处理区、所述第二处理区及所述第三处理区。21.根据权利要求18所述的ald系统，其进一步包括至少一个信号产生器，所述至少一个信号产生器电连接到所述空间ald设备且经配置以在至少所述第三处理区内产生等离子体以由所述含n分子形成所述n中心自由基。22.根据权利要求15到17中任一权利要求所述的ald系统，其中所述ald设备包括经配置以在彼此不同的时间将所述气态形式的所述联氨基化合物、含si化合物及所述含n分子中的两者或更多者引导到所述内部腔室中的分时ald设备。23.根据权利要求22所述的ald系统，其进一步包括至少一个信号产生器，所述至少一个信号产生器电连接到所述分时ald设备且经配置以在所述内部腔室内产生等离子体。24.一种通过原子层沉积(ald)形成密封材料的方法，其包括：将包括包含si-n-si键的联氨基化合物的第一气流引导到ald设备的内部腔室中以将所述联氨基化合物化学吸附到固持于所述内部腔室内的基底结构；将包括含si化合物及si中心自由基中的一或多者的第二气流引导到所述内部腔室中以与所述化学吸附联氨基化合物反应且形成中间材料；及将包括含n化合物及n中心自由基中的一或多者的第三气流引导到所述内部腔室中以与所述中间材料反应且形成所述密封材料的至少一部分。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述ald设备包括空间ald设备。26.根据权利要求24所述的方法，其中所述ald设备包括分时ald设备。27.根据权利要求24到26中任一权利要求所述的方法，其进一步包括将包括n2气体及含n等离子体中的一或多者的第四气流引导到所述内部腔室中以与所述密封材料的所述至少一部分相互作用。

技术总结
一种形成微电子装置的方法包括运用第一前体处理基底结构以将所述第一前体吸附到所述基底结构的表面且形成第一材料。所述第一前体包括包含Si-N-Si键的联氨基化合物。运用第二前体处理所述第一材料以将所述第一材料转换成第二材料。所述第二前体包括Si中心自由基。运用第三前体处理所述第二材料以将所述第二材料转换成包括Si及N的第三材料。所述第三前体包括N中心自由基。还描述一种ALD系统及一种通过ALD形成密封材料的方法。种通过ALD形成密封材料的方法。种通过ALD形成密封材料的方法。


技术研发人员：F
受保护的技术使用者：美光科技公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2023/9/23