包含多种前体的无机薄膜的制备方法及用于该方法的装置的制造方法

文档序号:9612099阅读:445来源:国知局
包含多种前体的无机薄膜的制备方法及用于该方法的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本文所述的发明公开总体设及用于包含多种前体的无机薄膜的制备方法W及制 备装置。
【背景技术】
[0002] 化合物薄膜W各种方式用作半导体器件、半导体集成电路、化合物半导体、太阳能 电池、液晶显示器化CD)、有机发光二极管(0LED)等的栅极电介质膜或金属间阻隔膜,用作 保护膜,W及用作防止与周围材料化学反应的掩膜等。因此,随着半导体集成电路器件日益 缩小然而具有更复杂的形状,涂覆具有高度阶梯结构的均匀薄膜已经作为重要技术引起关 注。因此,目前,用于改善薄膜特性的原子层沉积(ALD)已经广泛用于各种领域中[美国专 利No. 4, 058, 430]。
[0003] ALD是使用化学气相沉积反应的加工技术,其中气相反应通过按时间顺序注入前 体和反应物来抑制,并且薄膜的厚度通过使用在衬底的表面上发生的自限反应来精确地控 制。ALD允许薄膜具有高阶梯覆盖率和高厚度均匀性,运是在原子水平上控制厚度的情况下 自限反应的特征。因此,通过使用ALD方法,不仅在具有基本上阶梯式结构的电容器中,而 且在具有大表面积和复杂结构的纤维的内部空间中,或者在细颗粒结构的表面上等均匀地 形成薄膜是可能的。另外,因为气相反应最小化,所W针孔密度将非常小,然而薄膜密度将 是高的,并且另外,可降低沉积溫度。
[0004] 然而,ALD的缺点在于其难W选择适当的前体和反应物,因为每次循环沉积的薄膜 厚度只是原子层水平或更小,所W沉积速率非常低,并且由于过量碳和氨,所W将使薄膜的 特性大大退化。
[0005] 同时,与ALD的沉积速率相比,使用热化学气相沉积(TCVD)或等离子体增强的化 学气相沉积(PECVD)的娃化合物薄膜的沉积速率非常快。然而,因为运些方法具有诸如在 薄膜中形成许多针孔并产生副产物或颗粒之类的缺陷,所W在运些方法中薄膜的形成通常 在高溫下进行。因此,运些方法难W适用于诸如塑料膜之类的衬底。

【发明内容】

[0006] 鉴于前述问题,本公开提供用于包含多种前体的无机薄膜的制备方法W及制备装 置。
[0007] 然而,寻求由本公开解决的问题不限于上述说明,并且其它问题可由本领域技术 人员从W下说明清楚地理解。
[0008] 在本公开的第一方面,提供了一种用于包含多种前体的无机薄膜的制备方法,所 述方法包括:通过交替使用源气体和反应物气体对衬底进行等离子体处理;并且使所述源 气体和反应物气体在衬底的表面上反应W在所述衬底上形成无机薄膜,其中所述源气体和 反应物气体的等离子体处理分别在彼此独立的等离子体模块中进行,并且所述源气体包括 惰性气体和前体,所述前体包含选自由娃、错、铁W及它们的组合组成的群组中的金属。
[0009] 在本公开的第二方面,提供了一种用于包含多种前体的无机薄膜的制备装置,所 述制备装置包括:用W装载衬底的衬底装载单元;连接到所述衬底装载单元并被配置成交 替移动所述衬底的衬底输送单元;在所述衬底输送单元下方提供的并被配置成加热所述衬 底的衬底加热单元;W及用W在衬底上形成无机薄膜的无机薄膜沉积单元,其中所述无机 薄膜沉积单元包括多个源等离子体模块W及多个反应物等离子体模块,并且其中使所述衬 底输送单元在源等离子体模块和反应性等离子体模块之间交替移动W在所述衬底上沉积 所述无机薄膜。
[0010] 根据本公开的实施方式,通过将源气体等离子体和反应物等离子体单独地注入衬 底中,同时使用扫描型CVD,在约400°C或更低的低溫下制备具有诸如较小氨含量、低针孔 密度和高薄膜密度之类的高度有利的特征的无机薄膜是可能的。该无机薄膜可用作包封 膜、阻隔膜等。另外,根据本公开的实施方式,无机薄膜的沉积速率高达约5A/S至约loA/s, 产品收率高。此外,因为在加工期间产生的颗粒量小,所W可制备均匀的薄膜。
[0011] 另外,可连续地和/或交替地沉积多组分金属氧化物和金属氮化物薄膜。
[0012] 同时,根据本公开的实施方式,用于制备无机薄膜的高速沉积装置具有简 化的设备结构并可容易地改进。因此,其具有宽范围的应用并且还可适用于卷对卷 (roU-to-roll)且大型的沉积设备。
【附图说明】 在W下详细说明中,实施方式仅作为例证描述,因为对本领域技术人员而言,各种改变 和修改将根据W下详细说明而变得显而易见。不同附图中使用相同附图标记表示相似或相 同的项。
[0013] 图1是根据本公开的实施方式图解用于无机薄膜的制备装置的示意图; 图2是根据本公开的实施方式图解包括多个等离子体模块的用于无机薄膜的制备装 置的示意图; 图3是根据本公开的实施方式图解用于无机薄膜的制备装置的示意图; 图4是根据本公开的实施方式图解用于无机薄膜的制备装置的示意图;并且 图5是根据本公开的实施方式图解用于无机薄膜的制备装置的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下文中,将对本公开的实施方式进行详细描述,使得本领域技术人员能容易地实 现运些实施方式。然而,应当注意本公开不限于运些实施方式和实施例,而是可W多种其它 方式实现。在附图中,省略了与说明不直接相关的部件W增强附图清晰性,并且在整个文档 中相同的附图标记表示相同的部件。
[0015] 在本公开的整个文档中,术语"连接到"或"禪合到"用于指示一个元件与另一个 元件的连接或禪合,并且包括其中元件"直接连接或禪合到"另一个元件的情况和其中元件 经由又一个元件"电连接或禪合"到另一个元件的情况两者。
[0016] 在本公开的整个文档中,用于指示一个元件相对于另一个元件的位置的术语 "在……上"包括一个元件邻近另一个元件的情况和任何其它元件存在于运两个元件之间 的情况两者。
[0017] 在本公开的整个文档中,用于文档中的术语"包含或包括"和/或"含有或包括有" 是指除非上下文另外指示,否则除了所述的组件、步骤、操作和/或元件之外,不排除一个 或多个其它的组件、步骤、操作和/或现有或添加的元件。在本公开的整个文档中,术语"约 或大约"或"基本上"旨在具有接近数值或由可允许的误差规定的范围的含义并且旨在防止 为理解本公开而公开的精确的或绝对的数值被任何不合理的第=方非法地或不公平地使 用。在本公开的整个文档中,术语"……的步骤"不是指"用于……的步骤"。
[001引在本公开的整个文档中,马库什(Markush)型说明中所包括的术语"……的组合" 是指选自由W马库什型描述的组件、步骤、操作和/或元件组成的群组中的一个或多个组 件、步骤、操作和/或元件的混合物或组合,从而意指本公开包括选自马库什组中的一个或 多个组件、步骤、操作和/或元件。
[0019] 在本公开的整个文档中,"A和/或B"运样的表达是指"A或B,或A和B"。
[0020] 下文中,本公开的实施方式和实施例将参考附图详细地描述,附图形成说明书的 一部分。然而,应当注意本文所述的实施方式、实施例和附图不意指W任何方式进行限制。
[0021] 在本公开的第一方面,提供了包含多种前体的无机薄膜的制备方法,所述方法:包 括通过交替使用源气体和反应物气体对衬底进行等离子体处理;并且使源气体和反应物气 体在衬底的表面上反应W在所述衬底上形成无机薄膜,其中所述源气体和反应物气体的等 离子体处理分别在彼此独立的等离子体模块中进行,并且源气体包括惰性气体和前体,所 述前体包含选自由娃、错、铁W及它们的组合组成的群组中的金属。
[0022] 根据本公开的实施方式,因为通过使用源气体和反应物气体进行的等离子体处理 在彼此独立的等离子体模块中进行,所W源气体和反应物气体之间的反应在衬底的表面上 发生而不是在气相中发生。因此,反应溫度可保持较低,并且另外,因为源气体不直接与反 应物气体反应,所W可减小可能由来自反应的副产物和UV所造成的损坏。另外,通过在彼 此独立的等离子体模块中同时进行源气体和反应物气体的等离子体处理,根据本公开的实 施方式,可改善无机薄膜的沉积速率。
[0023] 另外,通过降低等离子体处理中所用的功率电平,还可减小杂质的产生和/或可 能在高功率下造成的电极损坏,但不限于此。
[0024]
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1