进 一步的，还可以将吹扫气体管路同时作为稀释气体、吹扫气体的通入管路，而将图3所示的 稀释气体管路另作他用。
[0066] 作为其他可选的实施方式，在上述例举的六个阶段工艺中，其中阶段一、二或阶段 四、五中也可以不通入稀释气体，而是在减小反应腔室的出气阀门开度的情况下，只单一通 入对应的反应源，形成向反应腔室充气的过程，使反应腔室压力逐渐升高，以增加反应源的 有效扩散时间。即对应采用了上述例举的四个阶段工艺中的阶段一或阶段三的方式，从而 形成了以下两种五个阶段的工艺形式：
[0067]第一种五个阶段工艺为：
[0068] 阶段一:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第一种反应源，形成向反应腔室充气 的过程，使反应腔室压力逐渐升高，以增加第一种反应源的有效扩散时间。
[0069] 阶段二:将出气阀门完全打开，并通入吹扫气体进行吹扫，将反应腔室内残留的第 一种反应源抽出。
[0070] 阶段三:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第二种反应源。
[0071 ]阶段四：停止第二种反应源通入，并通入稀释气体，形成向反应腔室充气的过程， 使反应腔室压力逐渐升高，以增加第二种反应源的有效扩散时间。
[0072]阶段五:将出气阀门完全打开，并通入吹扫气体进行吹扫，将反应腔室内残留的第 二种反应源抽出。
[0073]第二种五个阶段工艺为：
[0074] 阶段一:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第一种反应源。
[0075] 阶段二:停止第一种反应源通入，并通入稀释气体，形成向反应腔室充气的过程， 使反应腔室压力逐渐升高，以增加第一种反应源的有效扩散时间。
[0076] 阶段三:将出气阀门完全打开，并通入吹扫气体进行吹扫，将反应腔室内残留的第 一种反应源抽出。
[0077] 阶段四：减小反应腔室的出气阀门开度，通入第二种反应源，形成向反应腔室充气 的过程，使反应腔室压力逐渐升高，以增加第二种反应源的有效扩散时间。
[0078] 阶段五:将出气阀门完全打开，并通入吹扫气体进行吹扫，将反应腔室内残留的第 二种反应源抽出。
[0079] 下面以制备氧化铝(Al2〇3)钝化薄膜为例，根据本发明的上述方法给出如下实施 例。
[0080] 实施例一
[0081] 使用四阶段ALD工艺进行200个循环，以制备20nm目标厚度的氧化铝膜，ALD工艺参 数为：工艺温度180°C，反应源自扩散时的压力通过阀门系统的调节保持在80Pa-200Pa之 间，ALD工艺周期共14s(通TMA2s，通氮气吹扫5s，通臭氧2s，通氮气吹扫5s)。如以下框图所 示：
[0082]
[0083] 实施例二
[0084]使用五阶段ALD工艺进行200个循环，以制备20nm目标厚度的氧化铝膜，ALD工艺参 数为：工艺温度200°C，反应源自扩散时的压力通过阀门系统的调节保持在l-2T〇rr之间， ALD工艺周期共14s(通TMAls，通氮气稀释Is，通氮气吹扫5s，通臭氧2s，通氮气吹扫5s)。如 以下框图所示：
[0085]
[0086] 实施例三
[0087]使用六阶段ALD工艺进行200个循环，以制备20nm目标厚度的氧化铝膜，ALD工艺参 数为：工艺温度180°C，反应源自扩散时的压力通过阀门系统的调节保持在l-2T〇rr之间， ALD工艺周期共14s (通TMAls，通氮气稀释Is，通氮气吹扫5s，通臭氧Is，通氮气稀释Is，通氮 气吹扫5s)。如以下框图所示：
[0088]
[0089] 综上所述，本发明提出了一种自扩散式ALD技术，利用反应腔室出气阀门的开闭， 来控制反应源在反应腔室内的扩散，通过在通入反应源进行工艺过程中减小出气阀门开度 或将其关闭，以增加反应腔室内压力，从而增加反应源的有效扩散时间，并通过在工艺循环 过程中通入稀释气体来促进反应源的扩散，一方面可提高反应源的利用率，降低工艺成本， 另一方面也可降低对反应腔室压力控制系统的要求，从而可降低设备成本；同时，由于反应 源有更长时间可以在反应腔室里扩散，还可提高所制备薄膜的均匀性。
[0090] 以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保 护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在 本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第一种反应源，形成向反应腔室充气的过 程，使反应腔室压力逐渐升高，以增加第一种反应源的有效扩散时间； 步骤S2:将出气阀门完全打开，并通入吹扫气体进行吹扫，将反应腔室内残留的第一种 反应源抽出； 步骤S3:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第二种反应源，形成向反应腔室充气的过 程，使反应腔室压力逐渐升高，以增加第二种反应源的有效扩散时间； 步骤S4:将出气阀门完全打开，并通入吹扫气体进行吹扫，将反应腔室内残留的第二种 反应源抽出。2. 根据权利要求1所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在于，步骤S1包 括： 步骤S11:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第一种反应源； 步骤S12:停止第一种反应源通入，并通入稀释气体，形成向反应腔室充气的过程，使反 应腔室压力逐渐升高，以增加第一种反应源的有效扩散时间。3. 根据权利要求1所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在于，步骤S3包 括： 步骤S31:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第二种反应源； 步骤S32:停止第二种反应源通入，并通入稀释气体，形成向反应腔室充气的过程，使反 应腔室压力逐渐升高，以增加第二种反应源的有效扩散时间。4. 根据权利要求1所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在于，步骤S1包 括： 步骤S11:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第一种反应源； 步骤S12:停止第一种反应源通入，并通入稀释气体，形成向反应腔室充气的过程，使反 应腔室压力逐渐升高，以增加第一种反应源的有效扩散时间； 步骤S3包括： 步骤S31:减小反应腔室的出气阀门开度，通入第二种反应源； 步骤S32:停止第二种反应源通入，并通入稀释气体，形成向反应腔室充气的过程，使反 应腔室压力逐渐升高，以增加第二种反应源的有效扩散时间。5. 根据权利要求1-4任意一项所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在 于，将反应腔室的出气阀门开度减小至零。6. 根据权利要求1-4任意一项所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在 于，在形成向反应腔室充气的过程中，使反应腔室的压力逐渐升高到0.5-10T 〇rr。7. 根据权利要求6所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在于，使反应腔 室的压力逐渐升高到l-5Torr。8. 根据权利要求2-4任意一项所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在 于，所述稀释气体采用反应源载气或吹扫气体。9. 根据权利要求8所述的原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，其特征在于，所述稀释 气体为氮气或惰性气体。
【专利摘要】本发明公开了一种原子层沉积技术制备薄膜的实现方法，提出了一种自扩散式ALD技术，利用反应腔室出气阀门的开闭，来控制反应源在反应腔室内的扩散，通过在通入反应源进行工艺过程中减小出气阀门开度或将其关闭，以增加反应腔室内压力，从而增加反应源的有效扩散时间，并通过在工艺循环过程中通入稀释气体来促进反应源的扩散，一方面可提高反应源的利用率，降低工艺成本，另一方面也可降低对反应腔室压力控制系统的要求，从而可降低设备成本；同时，由于反应源有更长时间可以在反应腔室里扩散，还可提高所制备薄膜的均匀性。
【IPC分类】C23C16/455
【公开号】CN105568256
【申请号】CN201610101289
【发明人】李春雷, 李东旗, 何金正
【申请人】北京七星华创电子股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年2月24日