[发明专利]一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法

权利要求书

1.一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，包括以下步骤：

(1)在减压环境中提供衬底；

(2)在减压环境中从加压气体混合物中产生气体团簇离子束(GCIB)；

(3)建立第一、第二数据集，基于第一和第二数据集选择用于生长过程的束加速电势和束剂量；第一数据集与生长过程生长的含硅薄膜的厚度有关，所述厚度是束加速电势和束剂量的函数，该厚度随着所述束加速电势或束剂量的增加而增加；第二数据集与所述生长过程生长的含硅薄膜的上表面的表面粗糙度有关，所述表面粗糙度随着所述束加速电势的减小而减小，

(4)根据选择的束加速电势来加速GCIB；

(5)基于第一和第二数据集调节生长过程中加速后GCIB的束能量分布；

(6)将加速后的GCIB照射到衬底的至少一部分上；

(7)通过生长工艺在衬底的至少一部分上生长含硅薄膜，以实现具有目标厚度和目标表面粗糙度的含硅薄膜。

2.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加压气体混合物包括含氧气体，含氮气体，含碳气体，含氢气体，含硅气体，含锗气体中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加压气体混合物还包括可选的惰性气体，可选的惰性气体包括稀有气体。

4.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，所述步骤(5)中调节束能量分布包括加宽所述束能量分布以减小所述含硅薄膜的表面粗糙度，或减窄所述束能量分布以增加所述含硅薄膜的表面粗糙度。

5.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，所述步骤(5)中调节所述束能量分布包括调节所述GCIB的电荷状态。

6.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，通过沿着GCIB路径引导所述GCIB穿过增加的压力区域，使得所述GCIB路径的至少一部分横越所述增加的压力区域，来实现所述调整后的束能量分布。

7.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，所述步骤(7)中衬底上生长的含硅薄膜为SiO_x、SiN_x、SiC_x、SiO_xN_x、SiC_xN_x、SiGe中的一种。

8.根据权利要求1所述一种用气体团簇离子束生长薄膜的方法，其特征在于，所述步骤(7)中薄膜的目标厚度最大为300埃，目标表面粗糙度小于20埃。