用于通过原子层沉积将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的方法和相关沉积设备技术

本申请公开了用于通过原子层沉积将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的方法和相关沉积设备。所述方法包括：在反应空间内的基材支架上提供至少一个基材；至少在至少一个腔室壁上暴露于气相反应物中的那些部分处控制至少一个腔室壁的温度；控制喷头的温度；将至少两种气相反应物交替并依序地进料到反应空间中，其中将喷头的温度控制在介于大致80℃与大致160℃之间的温度下。所述设备包括：安置于反应空间内的基材支架；控制至少一个腔室壁的温度的温度控制系统；以及控制喷头温度的温度控制系统。所述方法和系统不仅允许沉积高品质过渡金属氮化物膜，而且允许大量制造此类过渡金属氮化物膜。

Method and related deposition equipment for depositing transition metal nitride films on substrates by atomic layer deposition

The present application discloses methods and related deposition equipment for depositing transition metal nitride films on substrates by atomic layer deposition. The method includes: providing at least one substrate on the substrate support in the reaction space; controlling at least one temperature of the chamber wall at those parts exposed to the gas phase reactant on at least one chamber wall; controlling the temperature of the spray head; alternating and sequentially feeding at least two gas phase reactants into the reaction space, in which the temperature of the spray head is controlled between about 80 and 80. At temperatures between about 160 degrees Celsius and about 160 degrees Celsius. The device comprises a substrate bracket placed in a reaction space, a temperature control system for controlling the temperature of at least one chamber wall, and a temperature control system for controlling the temperature of a sprinkler head. The method and system permit not only the deposition of high quality transition metal nitride films, but also the mass production of such transition metal nitride films.

【技术实现步骤摘要】
用于通过原子层沉积将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的方法和相关沉积设备
本公开大体上涉及用于通过原子层沉积将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的方法，并且还涉及用于通过原子层沉积将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的相关沉积设备。
技术介绍
在原子层沉积(ALD)的领域中，基材的温度可能不被视为关键性工艺参数，这是因为膜的生长速率并非高度依赖于基材温度，而是依赖于所述基材在不同反应物脉冲中的依序暴露。实际上，工艺的相对温度非依赖性是ALD的优势之一。在ALD中，基材温度优选地高到足以防止反应物在基材上冷凝并且允许反应以充分高的速率进行。另一方面，基材温度优选地保持低于个别反应物发生热分解的极限。对于例如金属卤化物与氨等反应物许多组合，所述反应能够在相对低的温度下并且在至多高达反应物热分解温度极限的温度下进行。因此，可获得用于原子层沉积的宽温度窗。对ALD型反应器进行分类的一种方法是通过反应器腔室壁相对于反应腔室内的基材温度而维持的温度来分类。在其中腔室壁的温度通常处于低于基材温度的温度下的冷壁反应器中，腔室壁的冷区可能对ALD工艺尤其有害。首先，可以出现吸附增加或甚至反应物在冷腔室壁上的冷凝。物理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过在由至少一个腔室壁和喷头界定的反应空间中进行原子层沉积而将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的方法，所述方法包括：在所述反应空间内的基材支架上提供至少一个基材；至少在所述至少一个腔室壁上暴露于气相反应物中的那些部分处控制所述至少一个腔室壁的温度；控制喷头的温度；以及将至少两种气相反应物交替并依序地进料到所述反应空间中，并且其中将所述喷头的温度控制在介于大致80℃与大致160℃之间的温度下。

【技术特征摘要】
2017.06.28 US 15/636,3071.一种用于通过在由至少一个腔室壁和喷头界定的反应空间中进行原子层沉积而将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的方法，所述方法包括：在所述反应空间内的基材支架上提供至少一个基材；至少在所述至少一个腔室壁上暴露于气相反应物中的那些部分处控制所述至少一个腔室壁的温度；控制喷头的温度；以及将至少两种气相反应物交替并依序地进料到所述反应空间中，并且其中将所述喷头的温度控制在介于大致80℃与大致160℃之间的温度下。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个腔室壁的温度控制在介于大致80℃与大致160℃之间的温度下。3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述喷头的温度控制在介于大致90℃与大致140℃之间的温度下。4.根据权利要求2所述的方法，其中将所述至少一个腔室壁的温度控制在介于大致90℃与大致140℃之间的温度下。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括独立地控制所述基材支架上所述至少一个基材的温度。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使所述喷头与所述至少一个腔室壁热隔离。7.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述至少一个腔室壁的温度和控制所述喷头的温度进一步包括独立地控制所述至少一个腔室壁的温度和所述喷头的温度。8.根据权利要求1所述的方法，其中控制喷头的温度进一步包括利用加热器或循环流体中的至少一种来控制所述喷头的温度。9.根据权利要求8所述的方法，其中控制喷头的温度进一步包括利用所述加热器和所述循环流体来控制所述喷头的温度。10.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述至少一个腔室壁的温度进一步包括利用加热器或循环流体中的至少一种来控制所述至少一个腔室壁的温度。11.根据权利要求10所述的方法，其中控制所述至少一个腔室壁的温度进一步包括利用所述加热器和所述循环流体来控制所述至少一个腔室壁的温度。12.根据权利要求1所述的方法，其中将所述过渡金属氮化物膜沉积在所述基材上进一步包括将氮化钛膜沉积在所述基材上。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述氮化钛厚度均一性的标准偏差小于1％1σ。14.一种用于通过在由至少一个腔室壁和喷头界定的反应空间中进行原子层沉积而将过渡金属氮化物膜沉积在基材上的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·B·米利根，E·J·夏洛，F·阿洛克扎，W·G·佩特洛，D·李，H·王，M·范巴斯，L·李，E·王，
申请(专利权)人：ASMIP控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL