一种图形化的氧化铝超薄薄膜的制备方法_2

文档序号:8539574阅读:来源:国知局
磁铁或环形电磁铁的圆心与浅槽的中心重合;
在步骤(4)中,当采用环形电磁铁固定衬底和金属掩膜板时,电子开关闭合,由主机电源的3V~12V稳压输出端给环形永久磁铁供电;并且,该稳压输出具有一初始阶段,在所述初始阶段,电压输出由零电压逐渐增加到一稳定值,通过这种柔性加载技术,可避免常规掩模板夹持法给衬底和薄膜带来的损伤。
[0016]在步骤(5)中,当采用环形电磁铁固定衬底和金属掩膜板时,电子开关断开。
[0017]利用自限制表面吸附效应,重复上述步骤a、b、c、d若干次制得氧化铝超薄薄膜,所重复的次数由预期得到的薄膜厚度决定:cycles=thickness/GPC,这里cycles表示重复的次数,thickness表示预期得到的薄膜厚度,GPC为薄膜生长速度,即每次生长的厚度;
氧化铝超薄薄膜的厚度与原子层化学气相沉积循环次数成线性关系。当循环次数在250时,得到的薄膜厚度为35.33纳米;当循环次数在500时,得到的薄膜厚度约70纳米。
[0018]上述反应是在密封的真空反应腔中进行的。本制备方法基于原子层化学气相沉积系统实现。该方法适应于各种原子层化学气相沉积系统。
[0019]该方法所采用的抽真空设备为无油型真空机械泵。
[0020]与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明制备得到的为一种图形化的氧化铝超薄薄膜,相对于其他原子层化学气相沉积工艺得到的氧化铝薄膜,该材料除了同样具备绝缘性能优异、薄膜表面致密光滑、生长厚度精密可控、台阶覆盖性极佳、与硅基半导体工艺兼容等优点外,还具备如下特点:氧化铝超薄薄膜免受杂质离子污染,图形边缘清晰,无侧向侵入现象,薄膜不易遭受损伤,工艺简单、容易控制。
【附图说明】
[0021]图1:样品托盘示意图,图中未标出环形永久磁铁或环形电磁铁;
图2:采用本发明方法制作的一种点阵图形的超薄氧化铝薄膜。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
图形化的氧化铝超薄薄膜的制备方法依次包括以下步骤:
(1)衬底准备:将硅片衬底用无水乙醇清洗后,用氮气吹干;
(2)固定样品:将步骤(I)中得到的洁净的衬底放置于样品托盘的浅槽内,在衬底上表面覆盖上预先准备好的具有所需图形的金属掩膜版,然后将环形永久磁铁置于金属掩膜版上,环形永久磁铁的圆心与浅槽的中心重合;
(3)进样:送入原子层化学气相沉积系统的真空反应腔,抽真空使真空反应腔的真空度达到I?5hpa ;
(4)图形化的氧化铝超薄薄膜的原子层化学气相沉积:反应腔的反应温度保持在室温下,对装有三甲基铝的源瓶进行制冷使其温度保持在15?20°C,氧气和氮气按照95: 5-90: 10的体积比混合均匀后,通过臭氧发生器产生臭氧气体;沉积系统内通入氮气,使反应腔内及中间空间气压分别保持在I?5hpa和6?15hpa ;每个生长循环由以下四个气体脉冲组成:
a、三甲基铝脉冲0.1秒,使用氮气作为载气输送到反应腔,载气流量为200SCCm ;
b、氮气冲洗腔体2?30秒,流量为200sccm;
C、臭氧脉冲3秒,臭氧流量为200?300sccm,使用氮气作为载气输送到反应腔,载气流量为 200sccm ;
d、氮气冲洗腔体6秒,流量为200sccm ;
利用自限制表面吸附效应,制得氧化铝超薄薄膜;
(5)取样:关闭原子层化学气相沉积系统,取出图形化的氧化铝超薄薄膜样品。
[0023]实施例2
图形化的氧化铝超薄薄膜的制备方法依次包括以下步骤:
(1)衬底准备:将石英片衬底用丙酮清洗后,用氩气吹干;
(2)固定样品:将步骤(I)中得到的洁净的衬底放置于样品托盘的浅槽内,在衬底上表面覆盖上预先准备好的具有所需图形的金属掩膜版,然后将环形电磁铁置于金属掩膜版上,环形电磁铁的圆心与浅槽的中心重合;
(3)进样:送入原子层化学气相沉积系统的真空反应腔,抽真空使真空反应腔的真空度达到I?5hpa ;
(4)图形化的氧化铝超薄薄膜的原子层化学气相沉积:电子开关闭合,由主机电源的3V~12V稳压交流输出端给环形电磁铁供电;反应腔的反应温度保持在100°C下,对装有三甲基铝的源瓶进行制冷使其温度保持在15?20°C,氧气和氩气按照95: 5-90: 10的体积比混合均匀后,通过臭氧发生器产生臭氧气体;沉积系统内通入氩气,使反应腔内及中间空间气压分别保持在I?5hpa和6?15hpa ;每个生长循环由以下四个气体脉冲组成:
a、三甲基铝脉冲0.1秒,使用氩气作为载气输送到反应腔,载气流量为200SCCm ;
b、氩气冲洗腔体2?30秒,流量为200sccm;
C、臭氧脉冲3秒,臭氧流量为100?300sccm,使用氩气作为载气输送到反应腔,载气流量为 200sccm ;
d、氩气冲洗腔体6秒,流量为200SCCm ;
利用自限制表面吸附效应,制得氧化铝超薄薄膜;
(5)取样:关闭原子层化学气相沉积系统,电子开关断开,取出图形化的氧化铝超薄薄膜样品。
[0024]实施例3
图形化的氧化铝超薄薄膜的制备方法依次包括以下步骤:
(1)衬底准备:将硅片衬底用丙酮清洗后,用氮气吹干;
(2)固定样品:将步骤(I)中得到的洁净的衬底放置于样品托盘的浅槽内,在衬底上表面覆盖上预先准备好的具有所需图形的金属掩膜版,然后将环形电磁铁置于金属掩膜版上,环形永久磁铁的圆心与浅槽的中心重合;
(3)进样:送入原子层化学气相沉积系统的真空反应腔,抽真空使真空反应腔的真空度达到I?5hpa ;
(4)图形化的氧化铝超薄薄膜的原子层化学气相沉积:电子开关闭合,由主机电源的3V~12V稳压交流输出端给环形电磁铁供电;反应腔的反应温度保持在350°C下,对装有三甲基铝的源瓶进行制冷使其温度保持在15?20°C,氧气和氮气按照95: 5-90: 10的体积比混合均匀后,通过臭氧发生器产生臭氧气体;沉积系统内通入氮气,使反应腔内及中间空间气压分别保持在I?5hpa和6?15hpa ;每个生长循环由以下四个气体脉冲组成:
a、三甲基铝脉冲0.1秒,使用氮气作为载气输送到反应腔,载气流量为200SCCm ;
b、氮气冲洗腔体2?30秒,流量为200sccm;
C、臭氧脉冲3秒,臭氧流量为200?300sccm,使用氮气作为载气输送到反应腔,载气流量为 200sccm ;
d、氮气冲洗腔体6秒,流量为200sccm ;
利用自限制表面吸附效应,制得氧化铝超薄薄膜;
(5)取样:关闭原子层化学气相沉积系统,取出图形化的氧化铝超薄薄膜样品。
[0025]实施例4
图形化的氧化铝超薄薄膜的制备方法依次包括以下步骤:
(1)衬底准备:将硅片衬底用无水酒精清洗后,用氮气吹干;
(2)固定样品:将步骤(I)中得到的洁净的衬底放置于样品托盘的浅槽内,在衬底上表面覆盖上预先准备好的具有所需图形的金属掩膜版,然后将环形电磁铁置于金属掩膜版上,环形永久磁铁的圆心与浅槽的中心重合;
(3)进样:送入原子层化学气相沉积系统的真空反应腔,抽真空使真空反应腔的真空度达到I?5hpa ; (4)图形化的氧化铝超薄薄膜的原子层化学气相沉积:电子开关闭合,由主机电源的3V~12V稳压交流输出端给环形电磁铁供电;反应腔的反应温度保持在180°C下,对装有三甲基铝的源瓶进行制冷使其温度保持在18?20°C,氧气和氮气按照90: 10的体积比混合均匀后,通过臭氧发生器产生臭氧气体;沉积系统内通入氮气,使反应腔内及中间空间气压分别保持在I?5hpa和6?15hpa ;每个生长循环由以下四个气体脉冲组成:
a、三甲基铝脉冲0.1秒,使用氮气作为载气输送到反应腔,载气流量为200SCCm ;
b、氮气冲洗腔体2?30秒,流量为220s
当前第2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