[发明专利]通过使用负偏压的PEALD沉积膜的方法

权利要求书

1.一种在由面向彼此的电容耦合的第一和第二电极限定的反应空间中通过等离子体增强原子层沉积(PEALD)在衬底上形成膜的方法，其中所述衬底面向所述第二电极放置在所述第一电极上，所述PEALD包括沉积循环，每个循环包括：

(i)以脉冲形式将前体馈送到所述反应空间以使所述前体吸附在所述衬底的表面上；

(ii)在步骤(i)之后，将RF功率施加于所述第二电极以在所述反应空间中产生等离子体，前体吸附的所述表面暴露于所述等离子体，由此在所述表面上形成子层；以及

(iii)在步骤(ii)中施加RF功率时将偏置电压施加于所述第二电极，参考所述第一电极的表面上的电位，所述偏置电压为负，

其中重复所述循环以沉积多个子层，直到由所述子层构成的膜具有所要厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏置电压是DC电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏置电压是具有1MHz或更低频率的AC电压，其平均电压不为零。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电极接地。

5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(ii)另外包括将RF功率施加于所述第一电极。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中，所述等离子体是氢等离子体。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏置电压的平均值是10到1,000V。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜是氧化物膜、氮化物膜或碳膜。

9.根据权利要求1所述的方法，其中经历步骤(i)的所述衬底具有作为底层膜的聚合物膜或非晶硅膜，所述膜直接沉积于所述底层膜上。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(iii)中，所述偏置电压在所述循环重复时逐渐减小。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述沉积循环是第一沉积循环，且所述PEALD另外包括第二沉积循环，每个第二沉积循环包括步骤(i)和(ii)，且在所述第一沉积循环之后不再实施步骤(iii)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述PEALD另外包括中间沉积循环，所述中间沉积循环包括步骤(i)到(iii)，其中所述偏置电压在所述循环重复时逐渐减小，其中在所述第一沉积循环之后连续地实施所述中间沉积循环，且在所述中间沉积循环之后连续地实施所述第二沉积循环。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一沉积循环在所述膜的厚度达到10nm或更低时终止。

14.根据权利要求1所述的方法，其中反应气体和载运/稀释气体在整个步骤(i)到(iii)中连续馈送到所述反应空间。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述循环另外包括在每个步骤(i)和每个步骤(ii)之后的净化。