[发明专利]氧化锌的金属有机化学气相沉积

说明书

对相关申请的交叉引用

该专利申请要求题目为“氧化锌的金属有机化学气相沉积(METALORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF ZINCOXIDE)”的、在2008年4月25日提交的美国临时专利申请No.61/048,024的优先权，其公开在这里通过引用而以其整体并入。

技术领域

本发明主要涉及金属有机化学气相沉积，更加具体地，本发明涉及p型氧化锌的金属有机化学气相沉积。

背景技术

化学气相沉积(CVD)是一种被用于在基板例如晶片上形成薄膜的沉积工艺。在CVD工艺中，基板在反应室中被暴露于一种或者多种前体下。基板通常被加热到高于前体的分解温度的温度，从而当前体接触基板时，它与基板反应或者分解到基板的表面上以产生所希望的薄膜。在这个过程期间，还产生了副产物，其中的一些副产物被非有意地结合到薄膜中。在一些情形中，这些被结合的副产物是有害地影响薄膜或者它的功能的杂质。

当前，存在主要地根据所使用的工艺条件例如低压、等离子体增强、等离子体辅助等而不同的、几种不同类型的CVD工艺。金属有机化学气相沉积(MOCVD)是使用金属有机前体的任何一种CVD工艺。然而，一些金属例如重金属难以输送和/或并不具有易获得的气体源。因此，很少通过MOCVD沉积这些种类的金属。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，提供了金属有机化学气相沉积的方法，该方法包括转换冷凝物质源以提供第一气体，所述源包括选自金、银和钾的至少一种元素。该方法进一步包括提供包括锌的第二气体和包括氧的第三气体，将第一气体、第二气体和第三气体输送到基板，并且在基板上形成p型氧化锌基半导体层。

根据本发明的相关实施方案，冷凝物质源可以是非卤化的和非甲硅烷基化的源。非卤化的和非甲硅烷基化的冷凝物质源可以处于固相，并且转换可以包括升华所述源。所述源可以在大约30℃到大约300℃之间具有范围从大约10^-5到大约10³托的蒸气压。输送第一气体可以包括将第一气体的输送线路加热到大约所述源的升华温度或者更高的温度。所述源可以包括聚合抑制剂并且聚合抑制剂可以包括惰性颗粒。所述源是可以用惰性颗粒散布的粉末并且惰性颗粒可以具有的尺寸分布与粉末的量级相同。

此外，所述源可以是液体或者凝胶并且惰性颗粒可以在液体或者凝胶中悬浮。聚合抑制剂可以选自醌和氧。该方法可以进一步包括提供第四气体，该第四气体包括与第一气体反应的表面活性剂。可以连同第一气体、第二气体和第三气体一起地将第四气体输送到基板。表面活性剂可以包括硼。冷凝物质源可以包括卤素或者硅。冷凝物质源可以处于固相，并且转换可以包括升华所述源。所述源在大约30℃和大约300℃之间可以具有范围从大约10^-5到大约10³托的蒸气压。可以在大约700℃到大约850℃之间的高温环境中加热基板。

该方法可以进一步包括在高温环境中退火p型氧化锌基半导体层一段时期从而卤素或者硅的至少一部分从该层扩散出去。高温环境可以在大约500℃到大约1400℃之间，或者在大约900℃到大约1100℃之间，并且所述时期可以大于大约1个小时。退火可以在范围从大约0.1毫巴到大约2.4千巴的压力下执行。退火可以在包括选自惰性气体、空气和氧气的至少一种的气氛中执行。基板可以包括第一表面和第二表面，并且形成p型氧化锌基半导体层可以在第一表面上发生。该方法可以进一步包括磨损基板的第二表面，并且在高温环境中退火基板一段时期从而卤素或者硅的至少一部分从第一表面离开朝向第二表面扩散。

根据本发明的另一个实施方案，提供了利用金属有机化学气相沉积技术将p型氧化锌基半导体层沉积到基板上的方法，该方法包括将非卤化的和非甲硅烷基化的冷凝物质源转换成提供p型掺杂剂的第一气体，其中冷凝物质源包括选自金、银和钾的至少一种元素并且在大约30℃和大约300℃之间具有范围从大约10^-5到大约10³托的蒸气压。该方法进一步包括供应包括第一气体、包括锌的第二气体和包括氧的第三气体的反应气体，并且将反应气体输送到基板的表面以生长p型氧化锌基半导体层。