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_2

文档序号:9612099阅读:来源:国知局
根据本公开的实施方式,惰性气体可包括选自由Ar、He、化W及它们的组合组成 的群组中的成员,但不限于此。
[0025] 根据本公开的实施方式,反应物气体包括选自由成、&、〇2、成0、畑3W及它们的组 合组成的群组中的成员,但不限于此。
[0026] 根据本公开的实施方式,制备方法还可包括在约400°C或400°CW下的溫度下加 热衬底,但不限于此。在本公开的实施方式中,可在进行无机薄膜的制备过程的同时加热衬 底。通过将衬底的溫度调节至等于或低于娃前体、错前体或铁前体的热分解溫度的溫度,可 在衬底的表面上引发娃前体、错前体或铁前体与反应气体的化学反应。例如,可在约40(TC 或更低、约300°C或更低、约200°C或更低、或者约100°C或更低的溫度下加热衬底,但不限 于此。根据本公开的实施方式,当将无机薄膜用作包封膜时,衬底的加热可在约l〇〇°C或更 低的溫度下进行,然而,当将无机薄膜用作阻隔膜时,衬底的加热可在约100°c至约400°C 范围内的溫度下进行,但不限于此。
[0027] 根据本公开的实施方式,通过交替使用源气体和反应物气体在衬底上进行的等离 子体处理可重复一次或多次,但不限于此。例如,通过交替使用源气体和反应物气体对衬底 进行等离子体处理的过程可W被称为第一等离子体处理;通过交替使用源气体和反应物气 体对通过第一等离子体处理在衬底上形成的无机薄膜进行等离子体处理的过程被称为第 二等离子体处理。通过重复运些处理η次(η为1或更大的整数),可进行第η次等离子体 处理(η为1或更大的整数),但不限于此。
[0028] 根据本公开的实施方式,通过将等离子体处理重复一次或多次,在衬底上形成具 有无机/无机结构的无机薄膜。例如,通过对通过第一等离子体处理在衬底上形成的第一 无机薄膜进行第二等离子体处理,可在第一无机薄膜上形成第二无机薄膜。通过将运些等 离子体处理重复η次(η为1或更大的整数),可在衬底上形成第η个无机薄膜(η为1或更 大的整数)。
[0029] 根据本公开的实施方式,通过使用源气体和反应物气体进行的等离子体处理可W 在彼此独立的等离子体模块中同时或交替进行,但不限于此。例如,如果源气体和反应物气 体的等离子体处理在彼此独立的等离子体模块中同时进行,则无机薄膜在衬底上与另一个 薄膜混合。例如,如果通过使用源气体和反应物气体进行的等离子体处理在每个独立的等 离子体模块中交替进行,则在衬底上形成具有层状结构的无机薄膜。
[0030] 根据本公开的实施方式,具有通过第η次等离子体处理(η为1或更大的整数)在 衬底上形成的无机/无机结构的无机薄膜可具有层状结构和/或混合机构。例如,如果在 衬底上形成无机薄膜,其与另一个薄膜混合但不具有层之间的区别,则可实现优异的阻隔 特性W及优异的柔初性。
[0031] 根据本公开的实施方式,在进行第一等离子体处理、第二等离子体处理、……、第η 次等离子体处理(η为1或更大的整数)时,可使用相同的源气体和相同的反应物气体,或 可使用不同的源气体和不同的反应物气体。
[0032] 根据本公开的实施方式,无机薄膜的厚度可W为约30化I至约2,00〇1,但不 限于此。例如,无机薄膜的厚度可W在约3谢)益至约2,000Α,约3001至约L800A, 约著㈱A至约1,6〇〇Α,约3(狼1至约1,400A,约30〇1至约1,200Α,约300Α至约 1:,.000盏,钓300Α至约800Α,约300Α至约600Α,约300盈至约斗敞裘的范围内,但不限 于此。
[0033] 根据本公开的实施方式,形成无机薄膜可通过使用化学气相沉积(CVD)法或原子 层沉积(ALD)法进行,但不限于此。
[0034] 在本公开的第二方面,提供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:衬底装载单元,其用W装载衬底;连接到衬底装载单元并配置成交替移动衬底 的衬底输送单元;在衬底输送单元下方提供的并配置成加热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 离子体模块和多个反应物等离子体模块,并且其中使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在衬底上沉积无机薄膜。
[0035] 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。
[0036] 参见图1,根据本公开的实施方式,用于无机薄膜的制备装置包括衬底装载单元 100、衬底输送单元200、衬底加热单元300和无机薄膜沉积单元400。
[0037] 首先,将衬底10加载在衬底装载单元100上。衬底10是通常用于半导体器件的 衬底并可包括选自由石英、玻璃、娃、聚合物W及它们的组合组成的群组中的成员,但不限 于此。
[0038] 根据本公开的实施方式,衬底输送单元200连接到衬底装载单元100上并起到移 动衬底10的作用。在此,衬底10的移动方向可W为通过线性或非线性路径交替移动,但不 限于此。
[0039] 根据本公开的实施方式,制备装置包括无机薄膜沉积单元400W在衬底10上形成 无机薄膜。无机薄膜沉积单元400可包括源等离子体模块410和反应物等离子体模块420。 源等离子体模块410和反应物等离子体模块420各自可另外包括用于产生等离子体的电 极,但不限于此。
[0040] 根据本公开的实施方式,源等离子体模块410和反应物等离子体模块420可分别 包括源气体和反应物气体。可将源气体和反应物气体W等离子体状态注入到衬底10上并 持续短时间段,并且然后进行评价,但不限于此。
[0041] 根据本公开的实施方式,源等离子体模块中的每一个均可通过使用惰性气体和前 体来进行等离子体处理,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,但不限于此。
[004引根据本公开的实施方式,惰性气体可包括选自由Ar、He、化W及它们的组合组成 的群组中的成员,但不限于此。
[0043] 根据本公开的实施方式,反应物等离子体模块中的每一个均可通过使用反应物气 体来进行等离子体处理,所述反应物气体选自由成、&、〇2、成0、NHsW及它们的组合组成的 群组,但不限于此。
[0044] 根据本公开的实施方式,如果源气体和反应物气体分别通过源等离子体模块410 和反应物等离子体模块420供应到衬底10上,则源气体和反应物气体可在衬底10的表面 上物理或化学地反应,使得无机薄膜可在衬底10上形成,但不限于此。例如,在衬底10的 表面上的源气体和反应物气体之间的化学反应可通过借助于衬底加热单元300调节衬底 10的溫度而引发。
[0045] 根据本公开的实施方式,在无机薄膜沉积单元400中进行等离子体处理的情况 下,等离子体处理可由源等离子体模块410和反应物等离子体模块420同时或交替地进行, 但不限于此。例如,如果源等离子体处理和反应物等离子体处理在彼此独立的反应器中同 时进行,则无机薄膜在衬底上混合。又如,如果源等离子体处理和反应物等离子体处理在彼 此独立的反应器中交替进行,则无机薄膜在衬底上分层。
[0046] 根据本公开的实施方式,当通过调节衬底10的溫度在衬底10的表面上沉积无机 薄膜时,衬底加热单元300将衬底10的溫度维持在源气体的热分解溫度或更低。可低于源 气体的热分解溫度的衬底溫度越低,则会吸收到衬底的源气体量越大。例如,源气体具有在 约100°C至约700°C的范围内的热分解溫度。然而,当沉积用于半导体器件的薄膜时,合乎 期望的是设定约40(TC或更低的溫度,W减少衬底内的杂质扩散。例如,通过衬底加热单元 300调节的衬底10的溫度可W为约400°C或更低,约300°C或更低,约200°C或更低,或约 l〇〇°C或更低,但不限于此。
[0047] 根据本公开的实施方式,当通过使用图1的装置制备无机薄膜时,可在衬底上形 成具有在约500A至约2,000A范围内的厚度的无机薄膜,具体取决于源气体和反应物气 体。例如,如图1所示,无机薄膜沉积单元400相应地包括源等离子体模块410和反应物等 离子体模块420,如果在将作为源气体的娃前体注入源等离子体模块410并将作为反应物 气体的氧气注入反应物等离子体模块420中之
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