實(shí)施方案中，反應(yīng)器PO至P5以及Sl至S5串聯(lián)地布置并且配置成當(dāng)基底120在反應(yīng)器下 方移動(dòng)（如通過(guò)箭頭612示出的）時(shí)將前體材料注射到基底120上。反應(yīng)器PO至P5產(chǎn)生 反應(yīng)物前體（例如，自由基）并且將反應(yīng)物前體注射到基底120上。反應(yīng)器Sl至S5將一 種或更多種類型的源前體（例如，含烴源前體、含金屬前體）注射到基底120上。
[0049] 在一種實(shí)施方案中，基底120在反應(yīng)器下方產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如箭頭612所示。當(dāng)基 底120從左到右移動(dòng)時(shí)，基底120依次經(jīng)過(guò)反應(yīng)器P0、S1、P1、S2、P2、S3、P3、S4、P4、S5* P5下方。如果基底120從右向左移動(dòng)時(shí)，基底120依次經(jīng)過(guò)反應(yīng)器P5、S5、P4、S4、P3、S3、 ?2、52、卩1、51和卩0。
[0050] 反應(yīng)器PO至P5和SI至S5可以被配置成通過(guò)切換注射到這些反應(yīng)器中的氣體來(lái) 接收不同氣體或產(chǎn)生不同自由基。
[0051] 在第一實(shí)施例中，反應(yīng)器Sl至S4將TMA注射到基底120上并且反應(yīng)器S5將 APTMOS注射到基底120上。一氧化二氮?dú)怏wN2O被注射到反應(yīng)器PO至P5中以將基底120 暴露于從N 2O產(chǎn)生的0*自由基。當(dāng)基底120從左到右經(jīng)過(guò)該組反應(yīng)器下方時(shí)，在基底120 上依次沉積四個(gè)Al2O 3原子層以及低氫含量的一個(gè)SiO 2或SiOCH單層。當(dāng)基底120從左到 右移動(dòng)時(shí)，以相對(duì)低速率沉積低烴含量的3102或SiOCH層。
[0052] 接著第一實(shí)施例，當(dāng)基底120完成其從左到右的運(yùn)動(dòng)，然后基底120在反應(yīng)器下方 從右到左移動(dòng)。因此，通過(guò)反應(yīng)器P5將先前沉積的低氫含量的510 2或SiOCH層暴露于0* 自由基，然后使用APTMOS注射。由于通過(guò)先前沉積的低氫含量的5102或SiOCH層的0*自 由基的活化，暴露于APTMOS導(dǎo)致更多的APTMOS被吸附到低氫含量的5丨0 2或SiOCH上，由 此導(dǎo)致在基底120上以相對(duì)高速率沉積高烴含量的SiOCH。隨著基底120繼續(xù)從右到左移 動(dòng)，在基底120上沉積四個(gè)附加 Al2O3層。
[0053] 總結(jié)第一實(shí)施例，基底120運(yùn)動(dòng)的往復(fù)循環(huán)導(dǎo)致八個(gè)Al2O3層的原子層和兩個(gè) SiOCH單層（即，具有低烴含量的一個(gè)SiOCH單層和具有高烴含量的一個(gè)SiOCH單層）的沉 積。具體地，在兩組Al 2O3層之間沉積兩個(gè)SiOCH單層，每組Al 203層包括四個(gè)Al 203層。
[0054] 在第二實(shí)施例中，反應(yīng)器Sl和S5將APTMOS注射到基底120上，而反應(yīng)器S2至S4 將TMA注射到基底120上。一氧化二氮N 2O氣體被注射到反應(yīng)器PO至P5中，這將基底120 暴露于從N2O氣體產(chǎn)生的0*自由基。當(dāng)基底120從左到右經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)器下方時(shí)，在基 底120上沉積具有低烴含量的SiO^ SiOCH底部層，然后，在基底120上沉積三個(gè)Al 203原 子層和具有低烴含量的一個(gè)頂部3102或SiOCH單層。與具有高烴含量的SiO 2或SiOCH層 相比以較低沉積速率沉積具有低烴含量的3102或SiOCH層。
[0055] 接著第二實(shí)施例，當(dāng)?shù)竭_(dá)基底120的從左到右的運(yùn)動(dòng)的末端時(shí)，基底120再次在反 應(yīng)器下方從右到左移動(dòng)。因此，基底120通過(guò)反應(yīng)器P5暴露于0*自由基，然后通過(guò)反應(yīng) 器S5使用APTMOS注射。由于具有低烴含量的510 2或SiO 2頂部層通過(guò)經(jīng)由反應(yīng)器P5注射 的0*自由基的活化，暴露于APTMOS導(dǎo)致更多的APTMOS被吸附到具有低烴含量的510 2或 SiOCH層上，由此導(dǎo)致了在基底120上以較高沉積速率沉積高烴含量的SiOCH層的層。當(dāng)基 底120繼續(xù)從右到左移動(dòng)時(shí)，基底120沉積有三個(gè)附加 Al2O3原子層和隨后的單層SiOCH。
[0056] 總結(jié)第二實(shí)施例，基底120運(yùn)動(dòng)的往復(fù)循環(huán)導(dǎo)致的六個(gè)Al2O3原子層和四個(gè)SiOCH 單層（即，兩層低烴含量SiOCH層和兩層高烴含量SiOCH)的沉積。
[0057] 在第三實(shí)施例中，反應(yīng)器S2和S3將APTMOS注射到基底120上，而反應(yīng)器Sl、S4 和S5將TMA注射到基底120上。在該實(shí)施例中，在S2和S3之間安裝附加反應(yīng)器P2'，S2 和S3與反應(yīng)器P2'串聯(lián)相鄰。N 2O氣體被注射到反應(yīng)器P2'和PO至P5中，這將基底120 暴露于在P2'和PO至P5中產(chǎn)生的0*自由基。當(dāng)基底120從左到右經(jīng)過(guò)該組反應(yīng)器下方 時(shí)，在基底120上形成底部Al 2O3無(wú)機(jī)層、第一 SiOCH含烴層和第二SiOCH含烴層以及兩個(gè) 頂部Al2O3無(wú)機(jī)層。與第一 SiOCH層相比以較高沉積速率沉積第二SiOCH含烴層。
[0058] 當(dāng)基底120完成其從左到右的運(yùn)動(dòng)時(shí)，基底120再次在反應(yīng)器下方從右到左移動(dòng)。 因此，在基底120上依次沉積一個(gè)Al 2O3無(wú)機(jī)原子層、兩個(gè)SiOCH含徑單層、和兩個(gè)Al 203無(wú) 機(jī)原子層。
[0059] 總結(jié)第三實(shí)施例，基底120運(yùn)動(dòng)的往復(fù)循環(huán)導(dǎo)致六個(gè)Al2O3層的原子層和四個(gè) SiOCH單層被沉積在基底120上。
[0060] 在上述實(shí)施例中將SiOCH層沉積在SiOCH或SiO2層的另外層上方是有利地，除了 其他原因之外，還因?yàn)榕c第一 SiOCH或SiOJl相比可以以較高沉積速率沉積第二SiOCH層。
[0061] 雖然，上述實(shí)施例使用0*自由基作為反應(yīng)物前體用于在基底120上沉積SiOCH 層，但是也可以使用從還原劑中產(chǎn)生的自由基（例如，H*自由基）、從其他氧化劑中產(chǎn)生的 自由基、或其他自由基。當(dāng)使用H*自由基時(shí)，執(zhí)行與MLD類似的過(guò)程。即，在步驟314和 518中使用H*自由基作為反應(yīng)物前體以沉積材料例如氫化鋁作為中間材料。所沉積的材料 具有聚合特性，因此起到防止或減少在多層中的裂紋的產(chǎn)生和蔓延的作用。
[0062] 將氣相沉積反應(yīng)器與圖6中所示出的反應(yīng)器一起使用是有利的，除了其他原因之 外，還因?yàn)榭梢允褂孟嗤钠骷练e無(wú)機(jī)層和含烴材料。通過(guò)使用相同的氣相沉積反應(yīng)器 用于在基底120上沉積不同層，可以更有效的方式執(zhí)行整個(gè)沉積過(guò)程。這是因?yàn)椋海╥)用于 基底120在不同沉積設(shè)備或器件之間移動(dòng)的過(guò)程時(shí)間可以被消除；（ii)可以減小沉積設(shè)備 的整個(gè)尺寸；以及（iii)可以減少基底120在不同沉積器件之間的傳遞期間所泄露的粒子 的數(shù)量。
[0063] 在基底中相對(duì)厚度對(duì)應(yīng)力的影晌
[0064] 圖7A是根據(jù)一種實(shí)施方案的形成在基底120上的第一組合的非同構(gòu)多層700的 橫截面圖。在一種試驗(yàn)中，在硅基底120上形成具有厚度為305.2 A的一組多層7〇〇。多 層700包括以交替方式堆疊的Al2O3層706和SiOCH層718,使得對(duì)于每十個(gè)Al 203原子層 706形成兩個(gè)SiOCH單層718。Al2O 3層的原子層706與SiOCH層的單層718的相對(duì)厚度是 87:13。在該試驗(yàn)中，在其上形成有多層702的硅基底120處觀察到221MPa的拉應(yīng)力，其與 ALD氧化鋁Al2O3層所得到相比為更小的拉應(yīng)力，相同厚度的ALD氧化鋁Al 203層產(chǎn)生280MPa 的拉應(yīng)力。另外，該薄膜應(yīng)力低于Al2O3無(wú)機(jī)層706的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力。
[0065] 圖7B是根據(jù)一種實(shí)施方案的形成在基底120上的第二組合的非同構(gòu)多層702的 橫截面圖。為了沉積非同構(gòu)多層702,在基底120上形成具有厚度為29*7.4人的一組多層 702。多層702包括以交替方式堆疊的Al2O3層710和SiOCH層714,使得對(duì)于每四個(gè)Al 203 層710形成兩個(gè)SiOCH層714。Al2O3層710與SiOCH層714的相對(duì)厚度是73:27。在該試 驗(yàn)中，觀察到的薄膜應(yīng)力幾乎為0,但是在其上形成有多層702的基底120處觀察到58MPa 的拉應(yīng)力。
[0066] 圖7C是根據(jù)一種實(shí)施方案的形成在基底120上的第三組合的非同構(gòu)多層704的 橫截面圖。為了沉積非同構(gòu)多層704,形成具有厚度為303.1 A的一組多層704。多層704 包括Al2O3層718和SiOCH層720。多層704是通過(guò)以交替方式沉積Al 203單層718和SiOCH 單層720形成的。Al2O3層718與SiOCH層720的相對(duì)厚度是67:33。在該試驗(yàn)中，觀察