一种辅助增强原子层沉积方法技术

本发明专利技术公开了一种辅助增强原子层沉积方法，应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及镀膜技术，尤其涉及一种辅助增强原子层沉积方法。
技术介绍
原子层沉积(ALD，AtomicLayerDeposition)技术作为一种100％包覆、复型性良好的镀膜技术，受到了广泛的关注。所述ALD技术是将前驱体以气体脉冲的形式交替通入反应室，在所述反应室的沉积基体上化学吸附并发生反应，形成沉积膜的技术。与传统的金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD，Metal-organicChemicalVaporDeposition)和物理气相沉淀(PVD，PhysicalVaporDeposition)等淀积技术相比，ALD技术通过交替脉冲，精确控制沉积膜的厚度；而且ALD技术对温度及反应物的通量的变化不敏感；如此，通过所述ALD技术得到的沉积膜稳定性高、纯度高、密度高，且所述沉积膜的表面平整、保型性高；对于纵宽比较高的沉积基体而言，采用ALD技术也能实现良好的阶梯覆盖。同时，所述ALD技术为顺应工业向低热预算的发展趋势，多数能够在400摄氏度以下进行镀膜，而传统的淀积技术要在500摄氏度以上完成镀膜。所述ALD技术分为热式ALD技术和等离子体辅助ALD技术；其中，所述等离子体辅助ALD技术是在热式ALD技术的基础上引入了等离子体，由于等离子体产生的活性基团与普通反应剂相比，更易与金属有机物前驱体反应，因此，采用等离子体辅助ALD技术能够选用的前驱体及生长材料的种类更广。但是，即使采用等离子体辅助ALD技术，也会存在如前驱体活性低及吸附能力差、前驱体间反应活性差、形核周期长等原因导致不易形成沉积膜的问题。另外，等离子体中的活性基团寿命较短，特别是在远程等离子体ALD技术中，大部分活性基团无法到达沉积基体就失效，影响了等离子体的活化效果。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种辅助增强原子层沉积方法，能避免因前驱体活性低及吸附能力差、前驱体间反应活性差、形核周期长等原因导致的不易形成沉积膜的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；其中，所述i和N为大于等于0的正整数。上述方案中，所述活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s-300s进行活化。上述方案中，所述等离子体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N2、氧气O2、氨气NH3、氯气Cl2、碘蒸气I2、一氧化二氮N2O、一氧化氮NO、二氧化氮NO2、二氧化碳CO2、一氧化碳CO、氢气H2、甲烷CH4、溴化钾CH3Br、硫化氢H2S中的一种或任意几种的混合的等离子体。本专利技术实施例还提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤二执行N次后，执行步骤三；步骤三：采用等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活化；步骤四：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤四执行M次；循环执行步骤一至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等于1的正整数。上述方案中，所述活化条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述第一薄膜0.1s-300s进行活化。上述方案中，所述等离子体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N2、氧气O2、氨气NH3、氯气Cl2、碘蒸气I2、一氧化二氮N2O、一氧化氮NO、二氧化氮NO2、二氧化碳CO2、一氧化碳CO、氢气H2、甲烷CH4、溴化钾CH3Br、硫化氢H2S中的一种或任意几种的混合的等离子体。本专利技术实施例还提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；步骤二：待所述沉积基体活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；步骤三：采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体活化；步骤四：待活化后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第i前驱体活化，待活化后，将第i+1前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第X前驱体活化，待活化后，将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；循环执行步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。上述方案中，所述活化条件为：在所述与所述第一薄膜和各前驱体均不发生化学反应的气体的等离子充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述第一薄膜<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉
积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：
步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；
步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；
步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反
应形成第一薄膜；
步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄
膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜
进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；
循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；
其中，所述i和N为大于等于0的正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化的条件为：
在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条
件下，照射所述沉积基体0.1s-300s进行活化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述等离子体包括：氦
He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N2、氧气O2、氨气NH3、氯气Cl2、
碘蒸气I2、一氧化二氮N2O、一氧化氮NO、二氧化氮NO2、二氧化碳CO2、一
氧化碳CO、氢气H2、甲烷CH4、溴化钾CH3Br、硫化氢H2S中的一种或任意
几种的混合的等离子体。
4.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉
积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：
步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；
步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第
二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；
按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜

\t进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进
行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤二执行N次后，
执行步骤三；
步骤三：采用等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活
化；
步骤四：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，
将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第
四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体
上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上
的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤四执
行M次；
循环执行步骤一至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；
其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等
于1的正整数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活化条件为：
在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条
件下，照射所述第一薄膜0.1s-300s进行活化。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述等离子体包括：氦
He、氖Ne、氩Ar、氪Kr及氙Xe、氮气N2、氧气O2、氨气NH3、氯气Cl2、
碘蒸气I2、一氧化二氮N2O、一氧化氮NO、二氧化氮NO2、二氧化碳CO2、一
氧化碳CO、氢气H2、甲烷CH4、溴化钾CH3Br、硫化氢H2S中的一种或任意
几种的混合的等离子体。
7.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉
积设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东君，邵锐，陈宇林，智顺华，郭敏，王灿，
申请(专利权)人：英作纳米科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11