用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其包括將襯底基片進(jìn)行表面處理；將襯底放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中；將載氣通入不同反應(yīng)物瓶?jī)?nèi)，通過(guò)載氣帶出的反應(yīng)物在溶劑瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，而生成前驅(qū)體；將前驅(qū)體輸送到原子層沉積反應(yīng)腔中進(jìn)行薄膜的沉積。本發(fā)明提供的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法采用不同反應(yīng)物通過(guò)載氣輸運(yùn)到溶劑瓶中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)生成前驅(qū)體的方法，可以在滿(mǎn)足ALD沉積條件的同時(shí)，增加ALD沉積技術(shù)的前驅(qū)體范圍。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子層沉積的薄膜制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原子層沉積(ALD)技術(shù)由于其獨(dú)特的單原子層低溫逐層沉積的特點(diǎn)，使得制備的薄膜具有高度的致密性、保形性和厚度在原子尺度的精確可控性。ALD沉積技術(shù)中，前驅(qū)體的種類(lèi)和數(shù)量對(duì)沉積所得薄膜的結(jié)構(gòu)、組成和性能起決定性的作用。ALD中常用的前驅(qū)體往往是易揮發(fā)和分解發(fā)生反應(yīng)的氣源，而對(duì)于一些需要在高溫才能分解的氣源如:甲烷、二氧化碳等則無(wú)法使用，另外對(duì)于一些易燃易爆的危險(xiǎn)物品的使用也會(huì)收到限制。
[0003]因此，為了使ALD技術(shù)最大限度的發(fā)揮其生長(zhǎng)特性，需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做一些改進(jìn)來(lái)擴(kuò)充該技術(shù)的前驅(qū)體種類(lèi)和數(shù)量，為薄膜技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使用該方法可以現(xiàn)場(chǎng)制備前驅(qū)體，使得一些易燃易爆的危險(xiǎn)化合物可以用做ALD的前驅(qū)體，增加了原子層沉積的前驅(qū)體數(shù)量和種類(lèi)的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，包括:
[0006]將襯底基片進(jìn)行表面處理；
`[0007]將襯底放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中；
[0008]將載氣通入不同反應(yīng)物瓶?jī)?nèi)，通過(guò)載氣帶出的反應(yīng)物在溶劑瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，而生成前驅(qū)體；
[0009]將前驅(qū)體輸送到原子層沉積反應(yīng)腔中進(jìn)行薄膜的沉積。
[0010]本發(fā)明提供的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法采用不同反應(yīng)物通過(guò)載氣輸運(yùn)到溶劑瓶中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)生成前驅(qū)體的方法，可以在滿(mǎn)足ALD沉積條件的同時(shí)，增加ALD沉積技術(shù)的前驅(qū)體范圍。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用的現(xiàn)場(chǎng)生成ALD前驅(qū)體的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明提供一種用于增加原子層沉積前驅(qū)體的方法，包括:
[0013]將襯底基片進(jìn)行表面處理；
[0014]將襯底放入原子層沉積(ALD)設(shè)備的反應(yīng)腔室中；
[0015]將載氣通入不同反應(yīng)物瓶?jī)?nèi)，通過(guò)載氣帶出的反應(yīng)物在溶劑瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，而生成前驅(qū)體；
[0016]將前驅(qū)體輸運(yùn)和/或載氣吹掃的方式運(yùn)輸?shù)皆訉映练e反應(yīng)腔中進(jìn)行薄膜的沉積。
[0017]其中，載氣是并行與兩種或者兩種以上反應(yīng)物接觸，將其輸運(yùn)到恰當(dāng)溶劑中，在溶劑中反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成前驅(qū)體。生成的前驅(qū)體通過(guò)載氣輸運(yùn)到反應(yīng)腔室；常用的易揮發(fā)和分解的前驅(qū)體通過(guò)載氣吹掃到反應(yīng)腔室，進(jìn)行逐層的沉積。載氣可選用氮?dú)?、氬氣或氦氣。載氣的流量為lsccm-250sccm,使得反應(yīng)物能夠充分的混合均勻。進(jìn)氣方法使用的管壁的溫度低于原子層沉積反應(yīng)腔室溫度1°C -90°C。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種用于增加原子層沉積前驅(qū)體的方法，可以通過(guò)載氣的方式使裝在反應(yīng)物瓶I中的N-甲基-N-亞硝基對(duì)甲苯磺酰胺(P-CH3-C6H4-SO2N(NO)CH3)和裝在反應(yīng)物瓶2中氫氧化鉀(KOH)在裝在反應(yīng)物瓶3中甲醇中發(fā)生反應(yīng)，然后在襯底表面形成甲基結(jié)構(gòu)。
[0020]具體步驟如下:
[0021]將襯底碳化硅或者碳化鎢采用氫氣處理20分鐘或者標(biāo)準(zhǔn)液清洗，使其表面形成C-H 鍵。
[0022]兩個(gè)反應(yīng)物瓶中一個(gè)裝入10mL_250mL的N-甲基_N_亞硝基對(duì)甲苯磺酰胺溶液，另一個(gè)裝入氫氧化鉀溶液，反應(yīng)物瓶3中裝入IO-1OOmL甲醇，此時(shí)管壁溫度優(yōu)選為1-40° Co
[0023]載氣流量為lsccm_250sccm,進(jìn)入N-甲基_N_亞硝基對(duì)甲苯磺酰胺溶液，以運(yùn)輸方式將N-甲基-N-亞硝基對(duì)甲苯磺酰胺攜帶出來(lái)；同時(shí)載氣和吹掃方式運(yùn)輸?shù)臍溲趸泬A溶液混合，進(jìn)入到甲醇溶劑中，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式為:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，包括: 將襯底基片進(jìn)行表面處理； 將襯底放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中； 將載氣通入不同反應(yīng)物瓶?jī)?nèi)，通過(guò)載氣帶出的反應(yīng)物在溶劑瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，而生成前驅(qū)體； 將前驅(qū)體輸送到原子層沉積反應(yīng)腔中進(jìn)行薄膜的沉積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述載氣是氮?dú)釴2、氦氣He或者氬氣Ar。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述載氣用來(lái)運(yùn)輸前驅(qū)體的源為一路，所述載氣吹掃的源為多路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述載氣是并行，同時(shí)與各反應(yīng)物接觸的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述反應(yīng)物瓶是兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述反應(yīng)物瓶包括裝有第一反應(yīng)物的第一反應(yīng)物瓶、裝有第二反應(yīng)物的第二反應(yīng)物瓶和裝有溶劑的第三反應(yīng)物瓶；所述第一反應(yīng)物、所述第二反應(yīng)物在所述溶劑中反應(yīng)，用于生成前驅(qū)體的物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述載氣流量為Isccm - 250sccm。`
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述載氣帶出反應(yīng)物以及輸運(yùn)難揮發(fā)前驅(qū)體時(shí)的管壁溫度低于原子層沉積的反應(yīng)腔室溫度，所述載氣帶出反應(yīng)物以及輸運(yùn)難揮發(fā)前驅(qū)體時(shí)的管壁溫度為1° C-90° C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加原子層沉積前驅(qū)體數(shù)量的方法，其特征在于，所述前驅(qū)體是兩種或者兩種以上，是現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)反應(yīng)生成的，或易揮發(fā)和分解的前驅(qū)體。
【文檔編號(hào)】C23C16/44GK103866278SQ201210532057
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】盧維爾, 夏洋, 李超波, 石莎莉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所