[发明专利]使用还原方法的分子层沉积

权利要求书

1.一种用于使材料沉积到基底上的方法，所述方法包括：

(a)将所述基底暴露于含金属前体以使所述含金属前体的金属原子吸附至所述基底；

(b)将注射有所述含金属前体的所述基底暴露于有机前体以通过所述有机前体与吸附至所述基底的所述金属原子的反应使材料层沉积；以及

(c)将所述基底暴露于还原剂的自由基以增加沉积在所述基底上的所述材料的反应性。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述含金属前体注射到所述基底上之后并且在注射所述有机前体之前，将所述基底暴露于所述还原剂的自由基以增加所述金属原子对于所述有机前体的反应性。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括重复步骤(a)至(c)以在所述基底上沉积所述材料的附加层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中沉积的材料是金属醇盐。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述还原剂的气体在电极之间通过，向所述电极施加电压差。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属前体包括含铝前体、含钛前体、含锌前体、含锆前体、含镍前体或其组合中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机前体包括氨基醇、烷基二胺、烷基酚、氨基烷基三烷氧基硅烷和异氰酸基烷基三烷氧基硅烷中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原剂包括肼、氨和氢气中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述基底暴露于所述还原剂的自由基包括注射氮气以稳定所述还原剂。

10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述基底暴露于所述有机前体包括：

将注射有所述含金属前体的所述基底暴露于第一有机前体，以通过所述第一有机前体与吸附至所述基底的所述金属原子的反应使所述材料层沉积；

在将所述基底暴露于所述第一有机前体之后，将所述基底暴露于所述还原剂的自由基，以增加沉积在所述基底上的所述材料对于第二有机前体的反应性；以及

将注射有所述第一有机前体的所述基底暴露于所述第二有机前体以保留或延长沉积的材料层的烃桥。

11.一种包含沉积到基底上的材料的产品，所述产品通过包括以下步骤的方法产生：

(a)将所述基底暴露于含金属前体以使所述含金属前体的金属原子吸附至所述基底；

(b)将注射有所述含金属前体的所述基底暴露于有机前体，以通过所述有机前体与吸附至所述基底的所述金属原子的反应使材料层沉积；以及

(c)将所述基底暴露于还原剂的自由基以增加沉积在所述基底上的所述材料的反应性。

12.一种用于使材料层沉积到基底上的设备，所述设备包括：

第一注射装置，所述第一注射装置具有朝向基底的表面开口的第一反应室，以将含金属前体注射到所述基底上并使所述含金属前体的金属原子吸附至所述基底的所述表面；

移动机构，所述移动机构被构造成引起所述基底与所述第一注射装置之间的相对移动；

所述相对移动的路径上的第二注射装置，所述第二注射装置具有朝向所述基底的所述表面开口的第二反应室，以将有机前体注射到注射有所述含金属前体的所述基底的所述表面上，并通过所述有机前体与吸附至所述基底的所述金属原子的反应使材料层沉积到所述基底上；以及

所述相对移动的所述路径上的自由基反应器，所述自由基反应器构造为生成还原剂的自由基并将其注射到注射有所述有机前体的所述基底上。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述第一注射装置形成为具有排气部分以及连接所述排气部分与所述第一反应室的收缩区域，所述第一反应室平行于所述相对移动的所述路径的宽度超过所述收缩区域的上表面与所述基底的所述表面之间的高度。

14.根据权利要求12所述的设备，还包括在所述相对移动的所述路径上的第三注射装置，所述第三注射装置构造为将惰性气体注射到所述基底上以移除物理吸附在所述基底上的所述含金属前体。