[发明专利]用于层沉积的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用沉积装置例如原子层沉积装置或化学气相沉积装置在表面沉积层，例如原子层或化学气相沉积层的方法，本发明还涉及一种包括用于在基板表面进行层沉积例如原子层沉积或化学气相沉积的沉积装置，本发明进一步涉及一种用于生产发光二级管或中型电子装置的方法。

背景技术

原子层沉积为已知的一种用于沉积单层靶材料的方法。而化学气相沉积为已知的一种用于沉积厚层靶材料的方法。原子层沉积与化学气相沉积的区别在于原子层沉积至少进行两个工艺步骤，其中第一个工艺步骤包括在基板表面施用前体气体；第二个工艺步骤包括前体材料发生反应以形成单层靶材料。原子层沉积的优点在于能够进行较好的层厚度控制。因此已知的方法和设备用于相同原子层的毯式沉积，当需要沉积较厚层时，可以使用利用化学气相沉积的毯式沉积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在基板表面沉积层，例如原子层或化学气相沉积层的改进方法。

为实现上述目的，本发明提供一种利用沉积装置，例如原子层沉积装置或化学气相沉积装置在基板表面沉积层，例如原子层或化学气相沉积层的方法，所述沉积装置包括设置有前体供应部和前体排出部的沉积腔，所述沉积腔在使用时由所述沉积装置及基板表面定界，所述方法包括：将来自前体供应部的前体气体注入沉积腔以接触基板表面，将注入的前体气体的一部分从沉积腔中排出，并沿着基板表面的平面使沉积腔和基板彼此相对定位；所述方法进一步包括：提供第一电极和第二电极，使第一电极与基板彼此相对定位，并且优选反复地通过在第一电极与第二电极之间产生高压差在基板附近产生等离子体放电以接触基板；其中所述方法包括：在时间和/位置上选择性地(例如间歇性地)产生等离子体放电，以利用等离子体在基板表面形成图案，从而使前体气体接触的基板的一部分与等离子体接触的基板的一部分选择性地(例如间歇性地)重叠；所述方法进一步包括：利用设备的载气注射器通过在设备和基板表面之间注入载气形成气体承载层。通过这样的组合，一方面，利用等离子体放电在表面形成图案；另一方面，由于等离子体处理与层沉积工艺相互作用，能够获得形成图案的层(沉积)。当使用已知的方法时，需要在毯式沉积后获得的层上进行另外的工艺步骤(例如平版印刷术)来获得形成图案的层。

前体气体接触(例如处理)的基板的一部分与等离子体接触(例如处理)的基板的一部分选择性重叠可例如指前体气体接触的基板的一部分与比等离子体接触的基板的一部分更大的表面积相对应，可选地，或者另外，也可指等离子体接触的基板的一部分沿着穿过并位于与前体气体接触的基板的一部分内的虚线间歇性地(即非连续地)存在于基板上。根据利用等离子体所形成的图案也可选择其他方式的选择性重叠。

在时间上选择性产生等离子体放电可例如指等离子体在时间上非连续地或间歇性地产生，而第一电极沿着前体气体接触的基板的一部分定位(例如移动)。在位置上选择性产生等离子体放电可例如指在沿着前体气体接触的基板的一部分的某一数量的第一区域产生等离子体，但在沿着前体气体接触的基板的一部分的其他第二区域并不产生等离子体，第二区域嵌入第一区域中，或者第一区域嵌入第二区域中。

应理解，可选地，沿着前体气体接触的基板部分，交替存在等离子体接触的基板的一部分。这样，前体气体接触的基板的一部分与等离子体接触的基板的一部分可以选择性(例如交替地或间歇性地)重叠。因此，在基板表面形成图案可包括：在前体气体接触的基板的一部分上产生交替的原子层结构或化学气相沉积结构。从而可发现沿着穿过并位于与前体气体接触的基板的一部分内的虚线，具有原子层或化学气相沉积层的区域与没有原子层或化学气相沉积层的区域交替出现。

优选地，沉积腔的尺寸超过等离子体的尺寸，通过这种方式，能够形成图案。

优选地，所述方法包括：将注入的前体气体限制在与基板表面相邻的沉积腔，通过这种方式，可以基本上防止沉积腔外的污染。

所述方法包括：利用设备的载气注射器通过在设备和基板表面之间的载气通过注入形成气体承载层的步骤，但忽略所述步骤时，仍然能够获得有价值的方法。实验显示这样的气体承载层具有许多优点，所述气体承载层(也称为气体承载(gas bearing))使原子层沉积装置和基板表面能够相对紧密地靠近。在使用过程中，沉积装置和基板表面之间的最小距离可以小于100微米，例如在5～25微米范围内。由于非常靠近，沉积装置和沉积腔外的基板表面之间的间隙可有效地阻止前体气体沿着表面从沉积腔中泄漏。优选地，所述载气注射器与前体供应部分离。