气相沉积方法技术

本发明专利技术涉及层沉积方法，其包括：将第一试剂以气相通过第一注入路径(40)注入沉积室(30)，并且将第二气相试剂通过第二注入路径(50)注入沉积室(30)，所述第二注入路径(50)与所述第一注入路径(40)分开。沉积室(30)内的压力在所述方法的整个持续时间大于预定值。所述方法的特征在于，根据第一脉冲序列将第一试剂供给至沉积室(30)，并且根据第二脉冲序列将第二试剂供给至所述室。所述第一脉冲序列和第二脉冲序列彼此是异相的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在置于沉积室中的基板表面上气相沉积层的方法。
技术介绍
现有技术已知并且如图1所示，通过在置于沉积室3中的基板2的表面上的两种试剂之间的反应而气相沉积层1的方法包括以下步骤：-将第一试剂以气相通过第一注入路径4注入沉积室3；-将第二试剂以气相通过第二注入路径5注入沉积室3，所述第二注入路径5不同于第一注入路径4；-沉积室3内的压力在所述方法的整个持续时间保持恒定。然而，通常称为“化学气相沉积”并以首字母缩写CVD命名的方法并不令人满意。实际上，当第一试剂和第二试剂具有强反应性时，它们在到达置于沉积室3中的基板2的表面之前彼此反应。被描述为寄生反应的这些反应使通过CVD形成的层产生强缺陷，尤其是改变它们的性质，特别是电气、光学和结晶特性。而且，CVD技术以一致方式覆盖基板2表面上存在的结构体的能力随着所述结构体的长径比升高而逐渐降低。所述结构体是指存在于基板2的表面上的图案或装置。通过结构体的宽度和其高度(或者为凹结构体时的深度)之间的比确定长径比。一致性是指以下事实：通过CVD沉积的层的厚度在暴露于反应性气体的结构体表面的任意点处恒定。因此，一般认为，当基板2的表面上存在的结构体的长径比小于1:10时，通过CVD技术形成的层的一致性令人满意。另一方面，对于更大的长径比，结构体的覆盖不均匀和/或不完整，如图2所示。在制造机电微系统(MEMS)时尤其如此，其中长径比可能非常高，例如深沟的填充(深度大于20μm)以及非常狭窄的孔(小于2μm)。因此，本专利技术的一个目的是提出一种包含高反应性物质(species)的层的形成方法，并且所述层具有非常少的缺陷。本专利技术的另一个目的是提出一种一致性好于常规CVD的层的形成方法。
技术实现思路
本专利技术旨在发现完全或部分纠正上述缺点的方法，并且涉及一种通过在置于沉积室中的基板表面上的两种试剂之间的反应而气相沉积层的方法，所述方法包括：-将第一试剂以气相通过第一注入路径注入所述沉积室；-将第二试剂以气相通过第二注入路径注入所述沉积室，所述第二注入路径不同于所述第一注入路径；所述方法的特征在于，所述沉积室内的压力在所述方法的整个持续时间大于500mTorr，并且根据第一脉冲序列将所述第一试剂引入所述沉积室，根据第二脉冲序列将所述第二试剂引入所述室，所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列是相移的。脉冲序列是指每个序列至少一个脉冲。此方法称为脉冲CVD。因此，可以保持下述优点：层在基板表面上的沉积速率，与化学气相沉积技术(CVD)相当。而且，与化学气相沉积技术相比，可极大地提高所述层沉积的一致性。此外，该方法促进了在基板表面上的第一试剂和第二试剂之间的反应，从而限制了寄生反应以及可能使形成在基板表面上的层的性质劣化的污染物形成。根据一个实施方式，沉积室内的压力大于1Torr。根据一个实施方式，所述第一试剂和所述第二试剂反应，反应时间小于所述第一试剂和所述第二试剂从试剂注入用系统至基板表面的行进时间，所述试剂注入用系统包含第一注入路径和第二注入路径。根据一个实施方式，所述第一脉冲序列是周期性的并具有第一周期。根据一个实施方式，所述第二脉冲序列是周期性的并具有第二周期。根据一个实施方式，所述第一周期和所述第二周期相等。根据一个实施方式，所述第一脉冲序列的脉冲和所述第二脉冲序列的脉冲之间的重叠为0。根据一个实施方式，所述第一脉冲序列的两个连续脉冲之间的时间间隔大于所述第一脉冲序列的脉冲的持续时间。根据一个实施方式，所述第二脉冲序列的两个连续脉冲之间的间隔大于所述第二脉冲序列的脉冲的持续时间。根据有利的实施方式，所述第一注入路径包括多个通道，所述第一试剂通过其注入沉积室；并且所述第二注入路径包括多个通道，所述第二试剂通过其注入沉积室，所述通道面向基板的表面向沉积室内开放。附图说明参照附图，在遵照作为非限制性实例给出的本专利技术的在基板表面上气相沉积层的方法的实施方式的描述中，其它特征和优点将变得显而易见，附图中：-图1显示现有技术使用的沉积室的框图；-图2显示通过现有技术沉积的层的一致性；-图3是用于本专利技术的沉积室的框图；-图4是本专利技术实施方式的脉冲序列的框图；-图5是本专利技术实施方式的脉冲序列的框图。具体实施方式出于简化描述的目的，对于不同的实施方式，相同的附图标记将用于同一元件或确保相同的功能。图3示出了能够实施本专利技术的装置。基板20随后被置于沉积室30内的基板保持体60上，并且包含自由表面S，其上可通过表面S上的第一试剂和第二试剂之间的反应形成层10。自由表面S面向试剂注入用系统。所述试剂注入用系统包含第一注入路径40和不同于第一注入路径40的第二注入路径50。可用于本专利技术的试剂注入用系统描述在了专利申请FR 2 930 561中。第一注入路径40包含从试剂注入用系统向外开放的第一多个通道70(图3)。第二注入路径50包含从试剂注入用系统向外开放的第二多个通道80。向外开放的第一多个通道70和向外开放的第二多个通道80的通道末端面向基板20的自由表面S。第一多个通道70和第二多个通道80的通道可在试剂注入用系统内规则分布。第一多个通道70和第二多个通道80的通道的规则分布给出了提高在基板20的自由表面S上形成的层10的均匀性的可能性。这种规则分布通过以下方式获得：保持第一多个通道70的通道之间以及第二多个通道80的通道之间的预定距离，以产生等距分布的图案。该分布对于两类通道都皆可为三角型，以便在面向自由表面S的平面内优化空间的使用。所述试剂注入用系统包含加热系统(未示出)，其使试剂以气态并于温度T1沿第一注入路径40和第二注入路径50注入。基板保持体60也包含旨在对基板20加热的加热系统(未示出)。排气系统置于沉积室30内以便将未在基板20的自由表面S上反应的试剂排出。气相沉积方法随后包括将通过第一注入路径40注入气相的第一试剂，并且通过第二注入路径50注入气相的第二试剂。本专利技术对于直接液体注入(DLI)型气相沉积方法具有特别益处。此方法包括使前体(其在室温下为液态)为液态直到气化区域。此气化区域的温度被很好地控制以便在不降解前体的情况下进行有效的气化。气化区域的输出与载气接触以便能够使气化的前体到达沉积区域。与使液体前体气化的常规技术(起泡和蒸发)相比，该方法的优点一方面在于能够独立控制温度、前体流速和载气流速这三个关键气化参数，而另一方面在于避免了室内的工作压力对于前体气化能力的影响，而这种影响直接作用于蒸发或起泡。后一点对于注入在不同脉冲序列之间具有相移的多种试剂或前体具有特别益处，可以实现能够用于不同类型的前体或试剂的相同室压以及更好的注入控制。我们将第一试剂和第二试剂在试剂注入用系统和基板20的自由表面S之间的行进时间定义为第一试剂和第二试剂覆盖试剂注入用系统和基板20的自由表面S之间包含的距离的时间。本专利技术意欲将基板20置于使得第一试剂和第二试剂的注入不会发生寄生反应的条件下，所述寄生反应可能污染由此形成的层10并使其其电气、结晶和光学特性劣化。为此，本专利技术随后提出了第一试剂和第二试剂的注入模式，其被采纳以使两种试剂之间的反应基本上发生在基板20的自由表面S上。根据实施方式，根据第一脉冲序列并在温度T1下将第一试剂经第一注入路径40注入沉积室30。根据第二脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过在置于沉积室(30)中的基板(20)表面上的两种试剂之间的反应而气相沉积层(10)的方法，所述方法包括：‑将第一试剂以气相通过第一注入路径(40)注入所述沉积室(30)；‑将第二试剂以气相通过第二注入路径(50)注入所述沉积室(30)，所述第二注入路径(50)不同于所述第一注入路径(40)；所述方法的特征在于，所述沉积室(30)内的压力在所述方法的整个持续时间大于500mTorr，并且特征在于，根据第一脉冲序列将所述第一试剂引入所述沉积室(30)，根据第二脉冲序列将所述第二试剂引入所述室，所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列是相移的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.21 FR 14523851.通过在置于沉积室(30)中的基板(20)表面上的两种试剂之间的反应而气相沉积层(10)的方法，所述方法包括：-将第一试剂以气相通过第一注入路径(40)注入所述沉积室(30)；-将第二试剂以气相通过第二注入路径(50)注入所述沉积室(30)，所述第二注入路径(50)不同于所述第一注入路径(40)；所述方法的特征在于，所述沉积室(30)内的压力在所述方法的整个持续时间大于500mTorr，并且特征在于，根据第一脉冲序列将所述第一试剂引入所述沉积室(30)，根据第二脉冲序列将所述第二试剂引入所述室，所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列是相移的。2.如权利要求1所述的方法，其中所述沉积室(30)内的压力大于1Torr。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述第一试剂和所述第二试剂一起反应，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·维蒂耶洛，
申请(专利权)人：阿尔塔科技半导体公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR