一种快速自由基增强化学气相沉积薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种快速自由基增强化学气相沉积薄膜的方法。在等离子体扩散区的顶端和两侧设有永磁铁组，形成类磁镜场位形磁场分布，以增强和稳定位形等离子体放电等离子体发生区设有与气源连接的上、下进气管以及与同轴微波源相连接的同轴圆波导。在永磁铁组件产生的线形磁镜场约束条件下，使用同轴圆波导在沉积腔中激发工作气体产生线形微波等离子体，所通入工作气体在线形微波等离子体作用下在基片台上的基片表面形成薄膜沉积。本发明通过远程通入反应气体实现薄膜的快速、连续沉积，反应气体在磁镜场作用下进一步提高了碰撞频率，增加了离解率，提高了自由基成分的浓度，可实现超薄薄膜，如半导体薄膜、掺杂半导体薄膜、导体薄膜的快速沉积。

主权项

一种快速自由基增强化学气相沉积薄膜的方法，其特征在于：以大长方体状密闭腔体作为扩散区，以连通在扩散区顶部的小长方体状密闭腔体作为等离子体发生区，在等离子体发生区顶部设置第一永磁铁，等离子体发生区左侧设置第二永磁铁，等离子体发生区右侧设置第三永磁铁，第一永磁铁的磁化方向与第二、第三永磁铁的磁化方向相反，形成类磁镜场位形；在等离子体发生区内设置与气源连接的上、下进气管，上、下进气管分别向等离子体发生区中通入工作气体，上、下进气管之间设有贯穿整个等离子体发生区的与同轴微波源相连接的同轴圆波导；在扩散区内底部设有安装在R2R结构基片旋转组件上的基片台，扩散区底部安装有与扩散区内连通的真空机组；第一、二、三永磁铁形成呈门字形排列的永磁铁组，在永磁铁组产生的线形类磁镜场约束条件下，使用与同轴微波源相连接的同轴圆波导在等离子体发生区中激发工作气体产生线形微波等离子体，所通入工作气体在线形微波等离子体作用下在基片台上的基片表面形成薄膜；第一、二、三永磁铁产生类磁镜场位形磁场，增强和稳定微波线形等离子体，提高等离子体电离率；第一、二、三永磁铁产生类磁镜场位形磁场，有效阻止离子、电子等带电粒子穿过磁镜区域，而允许原子、分子、自由基等非带电质粒顺利通过磁镜区域，形成高浓度、快速自由基增强化学气相沉积过程。