[发明专利]一种辅助增强原子层沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及镀膜技术，尤其涉及一种辅助增强原子层沉积方法。

背景技术

原子层沉积(ALD，Atomic Layer Deposition)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-organic Chemical Vapor Deposition)和物理气相沉淀(PVD，Physical Vapor Deposition)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。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明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。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明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。

本发明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；