[发明专利]原子层沉积技术

权利要求书

1、一种用于原子层沉积的装置，所述装置包括：

处理腔室，其具有用以固持至少一个基板的基板平台；

前驱物质的供应源，其中所述前驱物质包括至少一种第一种类的原子以及至少一种第二种类的原子，且其中所述供应源提供所述前驱物质以使所述至少一个基板的表面饱和；以及

至少一种第三种类的介稳态原子的等离子源，其中所述介稳态原子能够自所述至少一个基板的所述饱和表面脱附所述至少一种第二种类的所述原子以形成所述至少一种第一种类的一个或多个原子层。

2、根据权利要求1所述的装置，其还包括用于防止所述等离子源中产生的带电粒子的至少一部分到达所述基板表面的一个或多个设备。

3、根据权利要求1所述的装置，其中所述基板平台经如此定向以防止所述等离子源中产生的带电粒子的至少一部分到达所述基板表面。

4、根据权利要求1所述的装置，其还包括掺杂物前驱体的供应源，其中所述掺杂物前驱体的所述供应源经组态以在一或多个沉积周期中替代所述前驱物质的所述供应源，藉此掺杂所述至少一种第一种类的所述一个或多个原子层。

5、根据权利要求1所述的装置，其还包括掺杂物前驱体的供应源，其中在一个或多个沉积周期中，当所述前驱物质的所述供应源供应所述前驱物质时，所述掺杂物前驱体的所述供应源经组态以在实质上同一时间供应所述掺杂物前驱体，藉此掺杂所述至少一种第一种类的所述一个或多个原子层。

6、根据权利要求1所述的装置，其中介稳态原子的所述等离子源还包括耦接至所述处理腔室的等离子腔室，所述等离子腔室用以产生所述至少一种第三种类的所述介稳态原子。

7、根据权利要求6所述的装置，其中所述等离子腔室自感应耦合等离子产生所述至少一种第三种类的所述介稳态原子。

8、根据权利要求1所述的装置，其中所述前驱物质包括选自由：

硅；

碳；

锗；

镓；

砷；

铟；

铝；以及

磷

所组成的族群的一种或多种种类。

9、根据权利要求1所述的装置，其中所述基板表面包括选自由：

硅；

绝缘物上硅(SOI)；

二氧化硅；

金刚石；

硅锗；

碳化硅；

III-V族化合物；

平板材料；

聚合物；以及

可挠性基板材料

所组成的族群的一种或多种材料。

10、根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一种第三种类包括选自由：

氦(He)；

氖(Ne)；

氩(Ar)；

氪(Kr)；

氡(Rn)；以及

氙(Xe)

所组成的族群的一种或多种种类。

11、根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个基板保持在低于500℃的温度。

12、一种用于原子层沉积的方法，所述方法包括以下步骤：

用具有至少一种第一种类的原子以及至少一种第二种类的原子的前驱物质来使基板表面饱和，藉此在所述基板表面上形成所述前驱物质的单层；以及

将所述基板表面暴露于第三种类的等离子产生的介稳态原子，其中所述介稳态原子自所述基板表面脱附所述至少一种第二种类的所述原子以形成所述至少一种第一种类的原子层。

13、一种原子层沉积方法，其包括多个沉积周期以形成所述第一种类的多个原子层，其中每一沉积周期重复根据权利要求12中所述的步骤以形成所述第一种类的一个原子层。

14、根据权利要求13所述的方法，其还包括：

在所述沉积周期中的一或多个中，与所述前驱物质的供应同时向所述基板表面供应掺杂物前驱体以掺杂所述至少一种第一种类的所述多个原子层。

15、根据权利要求13所述的方法，其还包括：

在所述多个沉积周期中的一或多个中以掺杂物前驱体替代所述前驱物质以掺杂所述至少一种第一种类的所述多个原子层。