本发明专利技术提供一种用于将超薄薄膜沉积到晶片上的方法。该方法包括以下步骤。提供溅射室，其中，该溅射室由晶片处理设备和磁控管共同限定。晶片被放置到晶片处理设备的晶片卡盘上。将该晶片卡盘移动至与磁控管相距第一距离处。将气体引入到溅射室中，使得气体分离成等离子体，其中，该等离子体包括气体离子。当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第一距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势。将该晶片卡盘移动至与磁控管相距第二距离处。当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第二距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势。在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势后，将晶片从晶片卡盘移除。将晶片从晶片卡盘移除。将晶片从晶片卡盘移除。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在基于物理气相沉积的超薄氮化铝薄膜中实现空前的结晶质量的系统和方法
[0001]相关申请的交叉参照
[0002]本申请要求共同拥有的于2020年10月15日提交的、标题为“在基于物理气相沉积的超薄氮化铝薄膜中实现空前的结晶质量的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR UNPRECEDENTED
[0003]CRYSTALLINE QUALITY IN PHYSICAL VAPOR
[0004]DEPOSITION
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BASED ULTRA
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THIN ALUMINUM NITRIDE FILMS)”的美国临时专利申请第63/092,207号的优先权并与该申请相关，该临时专利申请通过引用纳入本文。
[0005]本专利技术总地涉及半导体制造；特别地涉及用于改善基于物理气相沉积的氮化铝薄膜的结晶质量的系统和方法。
技术介绍
[0006]氮化镓(GaN)由于其宽带隙、已广泛用于LED和大功率微电子器件。硅(Si)晶片上的GaN薄膜集成为大规模CMOS器件提供了巨大的潜力。然而，由于较大的晶格失配和热膨胀系数的差异，使得外延GaN
[0007]薄膜直接生长在Si晶片上存在巨大的挑战。这个问题可以通过使用夹在Si和GaN之间的兼容缓冲层来克服，使得晶格失配最小化并允许外延GaN薄膜的生长。在诸如碳化硅(SiC)、氮化铝(AIN)、砷化镓(GaAs)和氮化硅(Si3N4)的各种缓冲层中，AIN被认为可以促进GaN薄膜的最高质量、无裂纹生长。由于AIN缓冲层的质量至关重要，因此已经采用了几种沉积技术，包括分子束外延(MBE)、原子层沉积和金属有机化学气相沉积(MOCVD)，这些技术要么性质上有毒，要么需要昂贵的设置。物理气相沉积(PVD)因其高生长速率而成为上述技术的一种更佳替代。也有必要确保基于PVD的AIN缓冲层的一致性和质量。
[0008]现有技术中均无法提供与本专利技术相伴随的益处。
[0009]因此，本专利技术的目的在于提供一种改进，该改进克服了现有技术装置的不足之处，并且对使用磁控管系统的发展有重大贡献。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供一种用于将超薄薄膜沉积到晶片上的方法，包括：提供溅射室，该溅射室由晶片处理设备和磁控管共同限定；将晶片放置到晶片处理设备的晶片卡盘上；将带有晶片的晶片卡盘一起移动到与磁控管相距第一距离处；将气体引入到溅射室中，使得气体分离成等离子体，其中，该等离子体包括气体离子；当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第一距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势；在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势期间，使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶片以第一旋转速度旋转；以及在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势后，将晶片从晶片卡盘移除。
[0011]本专利技术的又一目的在于提供一种用于将超薄薄膜沉积到晶片上的方法，包括：提
供溅射室，该溅射室由晶片处理设备和磁控管共同限定；将晶片放置到晶片处理设备的晶片卡盘上；将带有晶片的晶片卡盘一起移动到与磁控管相距第一距离处；将气体引入到溅射室中，使得气体分离成等离子体，其中，该等离子体包括气体离子；以及当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第一距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势；将带有晶片的晶片卡盘一起移动到与磁控管相距第二距离处；当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第二距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势；以及在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势后，将晶片从晶片卡盘移除。
[0012]本专利技术的进而又一目的在于提供一种用于将超薄薄膜沉积到晶片上的系统，包括：溅射室；磁组件，该磁组件定位在溅射靶材附近，并且被构造成用于操纵在溅射靶材的表面处的磁场；晶片处理设备，该晶片处理设备定位在溅射靶材的上方，并且具有竖直杆和晶片卡盘，该晶片卡盘具有热电组件，该热电组件被构造成向晶片施加热量；提升组件，该提升组件用于提升或降低晶片卡盘；旋转组件，该旋转组件与竖直杆连通，以用于使得晶片卡盘旋转；以及多个销组件，该多个销组件用于接纳晶片，并将晶片保持抵靠于该晶片卡盘的底面。
[0013]上述内容已经概述了本专利技术的一些相关目的。这些目的应理解为仅仅说明本专利技术的一些更突出的特征和应用。通过以不同的方式应用所公开的专利技术或在本公开范围内修改本专利技术，可以达到许多其它有益的结果。因此，除了由结合附图的权利要求书所限定的本专利技术范围外，通过参照本专利技术的
技术实现思路
和优选实施例的详细描述，可以获得本专利技术的其它目的和更全面理解。
技术实现思路
[0014]这里描述的本专利技术提供了用于在基于物理气相沉积的超薄氮化铝薄膜中实现空前的结晶质量的系统和方法。
[0015]本专利技术的特征在于提供一种用于将超薄薄膜沉积到晶片上的方法。该方法包括以下步骤。提供溅射室，其中，该溅射室由晶片处理设备和磁控管共同限定。将晶片放置到晶片处理设备的晶片卡盘上。该晶片可以使用多个销组件固定抵靠于晶片处理设备的晶片卡盘的底面。将该晶片卡盘移动至与磁控管相距第一距离处。将气体引入到溅射室中，使得气体分离成等离子体，其中，该等离子体包括气体离子。当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第一距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势。在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势期间，使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶片以第一旋转速度旋转。在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势后，将晶片从晶片卡盘移除。在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势期间，可以使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶片持续以第一旋转速度旋转。在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势期间，可以使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶片以不同的旋转速度可变地旋转。可以在向磁控管的溅射靶材施加第一负电势之前、向晶片施加原位蚀刻处理。该方法还可以包括：将带有晶片的晶片卡盘一起移动到与磁控管相距第二距离处；当带有晶片的晶片卡盘处于与磁控管相距第二距离处时，向磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势；以及在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势后，将晶片从晶片卡盘移除。该方法还可以包括：在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势期间，使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶
片以第二旋转速度旋转。该方法还可以包括：在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势期间，使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶片持续以第二旋转速度旋转。该方法还可以包括：在对磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势期间，使用晶片处理设备的晶片卡盘，使得晶片以不同旋转速度可变地旋转。可以通过晶片处理设备的晶片卡盘对晶片进行加热。该晶片可以加热到400
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650摄氏度范围内的温度。该晶片卡盘可以由竖直杆降低到溅射室中，其中，该竖直杆与晶片处理设备的提升组件操作地相关联。该晶片卡盘可以通过竖直杆旋转，其中，该竖直杆与晶片处理设备的旋转组件操作地相关联。该晶片卡盘可以在每分钟10
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50转之间旋转。所述多个销组件中的至少一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将超薄薄膜沉积到晶片上的方法，包括：提供溅射室，所述溅射室由晶片处理设备和磁控管共同限定；将所述晶片放置到所述晶片处理设备的晶片卡盘上；将带有所述晶片的所述晶片卡盘移动到与所述磁控管相距第一距离处；将气体引入到所述溅射室中，使得所述气体分离成等离子体，其中，所述等离子体包括气体离子；当带有所述晶片的所述晶片卡盘处于与所述磁控管相距所述第一距离处时，向所述磁控管的至少一个溅射靶材施加第一负电势；在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第一负电势期间，使用所述晶片处理设备的晶片卡盘，使得所述晶片以第一旋转速度旋转；以及在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第一负电势后，将所述晶片从所述晶片卡盘移除。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第一负电势期间，使用所述晶片处理设备的晶片卡盘，使得所述晶片持续以所述第一旋转速度旋转。3.根据权利要求1所述的方法，还包括在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第一负电势期间，使用所述晶片处理设备的晶片卡盘，使得所述晶片以不同旋转速度可变地旋转。4.根据权利要求1所述的方法，还包括在向所述磁控管的溅射靶材施加所述第一负电势之前，向所述晶片施加原位蚀刻处理。5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用多个销组件将所述晶片固定抵靠于所述晶片处理设备的晶片卡盘的底面。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：将带有所述晶片的所述晶片卡盘移动到与所述磁控管相距第二距离处；当带有所述晶片的所述晶片卡盘处于与所述磁控管相距所述第二距离处时，向所述磁控管的至少一个溅射靶材施加第二负电势；以及在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第二负电势后，将所述晶片从所述晶片卡盘移除。7.根据权利要求6所述的方法，还包括在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第二负电势期间，使用所述晶片处理设备的晶片卡盘，使得所述晶片以第二旋转速度旋转。8.根据权利要求7所述的方法，还包括在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第二负电势期间，使用所述晶片处理设备的晶片卡盘，使得所述晶片持续以所述第二旋转速度旋转。9.根据权利要求7所述的方法，还包括在对所述磁控管的至少一个溅射靶材施加所述第二负电势期间，使用所述晶片处理设备的晶片卡盘，使得所述晶片以不同旋转速度可变地旋转。10.一种将超薄薄膜沉积到晶片上的方法，包括：提供溅射室，所述溅射室由晶片处理设备和磁控管共同限定；将所述晶片放置到所述晶片处理设备的晶片卡盘上；
将带有所述晶片的所述晶片卡盘移动到与所述磁控管相距第一距离处；将气体引入到所述溅射室中，使得所述气体分离成等离子体，其中，所述等离子体...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克安德鲁，
申请(专利权)人：OEM集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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