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申请/专利权人:南京原磊纳米材料有限公司
摘要:本申请提供一种金属钴薄膜及其制备方法,涉及半导体技术领域。本发明方法是将衬底放入内腔体后,以CVD与ALD同时进行的方式使钴源和反应气体发生反应,在衬底上沉积金属钴薄膜。本申请还提供了一种喷淋组件,能够将钴源与还原性气体在沉积前进行充分扩散和混匀,减少反应区域的不均匀性和气相扩散效应对沉积均匀性的影响,改善沉积薄膜的膜厚均匀性。本申请将CVD方式和ALD方式结合,相比单独的ALD沉积方式金属钴薄膜生长速率高,相比单独的CVD方式制得的钴薄膜生长方式均匀性稳定且具有较低的膜层电阻率。
主权项:1.一种金属钴薄膜的制备方法,其特征在于,包括:所述方法应用于沉积设备的内腔体中,所述内腔体中放置有衬底,所述方法是采用CVD与ALD同时进行的方式使钴源和反应气体发生反应,在衬底上沉积金属钴薄膜;所述沉积设备设置有2个或2个以上的平衡载气管路通入内腔体、1个或1个以上的CVD反应气体及其载气管路以及1个或1个以上的ALD反应气体及其载气管路经过等离子体发生器通入内腔体,所述平衡载气管路接入钴源时即作为CVD钴源及其载气管路或ALD钴源及其载气管路,此时,平衡载气作为CVD钴源或ALD钴源的载气;所述方法中,一直保持CVD反应气体及其载气管路、ALD反应气体及其载气管路、等离子体发生器、CVD钴源及其载气管路、ALD钴源及其载气管路和除CVD钴源及其载气管路和ALD钴源及其载气管路之外的其余平衡载气管路处于打开状态,与此同时,ALD钴源及其载气管路和ALD反应气体及其载气管路根据ALD循环的需要进行开启或关闭ALD钴源和ALD反应气体,所述ALD循环包括:ALD钴源脉冲、ALD钴源的载气吹扫、ALD反应气体脉冲、ALD反应气体的载气吹扫;所述沉积设备还设置有惰性气体管路经等离子体发生器通入内腔体,所述惰性气体管路、CVD反应气体及其载气管路、ALD反应气体及其载气管路、CVD钴源及其载气管路、ALD钴源及其载气管路和其余平衡载气管路的输出端口径均相同;在此条件下,CVD钴源与ALD钴源的载气和其余平衡载气的气体流量相等,CVD钴源与ALD钴源的流量相等,CVD反应气体和ALD反应气体的载气流量相等,CVD反应气体与ALD反应气体的流量相等;所述沉积设备的内腔体内设置有可拆卸的喷淋组件,所述喷淋组件包括柱状侧壁(500)以及与柱状侧壁(500)两端连接的第一面板(100)和第二面板(200),所述柱状侧壁(500)具有厚度,所述柱状侧壁(500)内分散设置有2个或2个以上的通气管路(600),所述通气管路(600)的一端开口位于所述柱状侧壁(500)靠近第二面板(200)一端,所述柱状侧壁(500)靠近第一面板(100)一端设置有辐射状的钴源递送通道(300),所述钴源递送通道(300)用于通入CVD钴源及其载气、ALD钴源及其载气以及其余平衡载气,所述第一面板(100)被钴源递送通道(300)分割为多个扇形区域(110),扇形区域(110)包括多个阵列分布的通孔(111);所述钴源递送通道(300)的辐射中心设置为开口朝向第二面板的气体混合区(400),所述钴源递送通道(300)一端与气体混合区(400)相通;所述钴源递送通道(300)的另一端与所述通气管路(600)的另一端开口连通;所述第二面板(200)包括沿圆周方向和径向方向设置的多个喷淋孔(210),所述第二面板200远离所述第一面板100一端安装有衬底支撑架;当所述喷淋组件安装在内腔体内时,CVD钴源及其载气管路、ALD钴源及其载气管路、以及其余平衡载气管路的输出端与通气管路600的一端开口对应连接;所述的金属钴薄膜的制备方法中,所述CVD反应气体及其载气和ALD反应气体及其载气经通孔111流向第一面板100和第二面板200之间的区域,CVD钻源及其载气和ALD钴源及其载气在气体混合区400汇集后,扩散并与在第一面板100和第二面板200之间区域的CVD反应气体及其载气和ALD反应气体及其载气混合后,经喷淋孔210流向衬底。
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