一种原子层沉积超薄氧化铝薄膜的装置及方法

摘要

本发明涉及一种原子层沉积超薄氧化铝薄膜的装置及方法。本发明用双频即微波ECR加射频负偏压设备产生等离子体沉积氧化铝薄膜。用微波ECR加射频负偏压系统使工作气体产生等离子体，以三甲基铝(TMA)为单体，用TMA-Ar-O2-Ar的交替脉冲的方式用等离子体方法实现原子层沉积氧化铝薄膜，沉积温度为室温。由于采用等离子体作为活性基的产生方式，沉积可以在较低的环境温度下进行，且生长速率较热原子层沉积高，约为0.12nm/周期，制备的薄膜质量也较热原子层沉积高。所得的Al2O3薄膜可广泛地应用于微电子器件、电致发光器件、光波导器件以及抗腐蚀涂层等众多领域。

主权项

应用一种原子层沉积制备超薄氧化铝薄膜的装置的方法，该装置包括微波源(1)、石英窗口(2)、励磁线圈(3)、真空室(34)设有第一输气管(10)以及第二输气管(9)；基片放置于真空室(34)内的基片台(7)上，热电偶(8)连接基片台(7)真空泵(5)连接将真空室(34)，真空室(34)设有观察窗(4)；基片台(7)连接有产生等离子体的射频电源(6)；其特征在于：采用微波电子回旋共振及施加射频负偏压作为等离子体源；微波频率为2.45GHz，磁场强度为875高斯，射频频率为13.56MHz；采用脉冲通入气体周期循环的方式，其中一个周期包括：三甲基铝饱和蒸气的通入——氩气对基片的冲洗——氧气的通入——氩气对基片的冲洗；工作气压在0.1帕至133帕；微波功率在10‑500W，射频功率0‑300W；该制备过程沉积温度为25‑350摄氏度。