CN105274495B - 一种辅助增强原子层沉积方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助增强原子层沉积方法，应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

Description

一种辅助增强原子层沉积方法

技术领域

本发明涉及镀膜技术，尤其涉及一种辅助增强原子层沉积方法。

背景技术

原子层沉积(ALD，Atomic Layer Deposition)技术作为一种100％包覆、复型性良好的镀膜技术，受到了广泛的关注。所述ALD技术是将前驱体以气体脉冲的形式交替通入反应室，在所述反应室的沉积基体上化学吸附并发生反应，形成沉积膜的技术。

与传统的金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD，Metal-organic Chemical VaporDeposition)和物理气相沉淀(PVD，Physical Vapor Deposition)等淀积技术相比，ALD技术通过交替脉冲，精确控制沉积膜的厚度；而且ALD技术对温度及反应物的通量的变化不敏感；如此，通过所述ALD技术得到的沉积膜稳定性高、纯度高、密度高，且所述沉积膜的表面平整、保型性高；对于纵宽比较高的沉积基体而言，采用ALD技术也能实现良好的阶梯覆盖。同时，所述ALD技术为顺应工业向低热预算的发展趋势，多数能够在400摄氏度以下进行镀膜，而传统的淀积技术要在500摄氏度以上完成镀膜。

所述ALD技术分为热式ALD技术和等离子体辅助ALD技术；其中，所述等离子体辅助ALD技术是在热式ALD技术的基础上引入了等离子体，由于等离子体产生的活性基团与普通反应剂相比，更易与金属有机物前驱体反应，因此，采用等离子体辅助ALD技术能够选用的前驱体及生长材料的种类更广。但是，即使采用等离子体辅助ALD技术，也会存在如前驱体活性低及吸附能力差、前驱体间反应活性差、形核周期长等原因导致不易形成沉积膜的问题。另外，等离子体中的活性基团寿命较短，特别是在远程等离子体ALD技术中，大部分活性基团无法到达沉积基体就失效，影响了等离子体的活化效果。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种辅助增强原子层沉积方法，能避免因前驱体活性低及吸附能力差、前驱体间反应活性差、形核周期长等原因导致的不易形成沉积膜的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

上述方案中，所述活化的条件为：

在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s-300s进行活化。

上述方案中，所述等离子体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N₂、氧气O₂、氨气NH₃、氯气Cl₂、碘蒸气I₂、一氧化二氮N₂O、一氧化氮NO、二氧化氮NO₂、二氧化碳CO₂、一氧化碳CO、氢气H₂、甲烷CH₄、溴化钾CH₃Br、硫化氢H₂S中的一种或任意几种的混合的等离子体。

本发明实施例还提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤二执行N次后，执行步骤三；

步骤三：采用等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活化；

步骤四：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤四执行M次；

循环执行步骤一至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等于1的正整数。

上述方案中，所述活化条件为：

在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述第一薄膜0.1s-300s进行活化。

上述方案中，所述等离子体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N₂、氧气O₂、氨气NH₃、氯气Cl₂、碘蒸气I₂、一氧化二氮N₂O、一氧化氮NO、二氧化氮NO₂、二氧化碳CO₂、一氧化碳CO、氢气H₂、甲烷CH₄、溴化钾CH₃Br、硫化氢H₂S中的一种或任意几种的混合的等离子体。

本发明实施例还提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用等离子体将沉积基体活化；

步骤二：待所述沉积基体活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体活化；

步骤四：待活化后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第i前驱体活化，待活化后，将第i+1前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第X前驱体活化，待活化后，将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

循环执行步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。

上述方案中，所述活化条件为：

在所述与所述第一薄膜和各前驱体均不发生化学反应的气体的等离子充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述第一薄膜0.1s-300s进行活化。

上述方案中，所述等离子体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N₂、氧气O₂、氨气NH₃、氯气Cl₂、碘蒸气I₂、一氧化二氮N₂O、一氧化氮NO、二氧化氮NO₂、二氧化碳CO₂、一氧化碳CO、氢气H₂、甲烷CH₄、溴化钾CH₃Br、硫化氢H₂S中的一种或任意几种的混合的等离子体。

本发明实施例还提供了一种辅助增强原子层沉积方法，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：将等离子体与第一前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第一前驱体；

步骤二：将活化后的所述第一前驱体吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将等离子体与第二前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第二前驱体；

步骤四：将活化后的所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，将等离子体与第i前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第i前驱体，将活化后的所述第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将等离子体与第X前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第X前驱体，将活化后的所述第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

循环步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。

上述方案中，所述活化条件为：

在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-1μm的光谱的条件下，照射所述第一薄膜0.1s-300s进行活化。

上述方案中，所述等离子体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N₂、氧气O₂、氨气NH₃、氯气Cl₂、碘蒸气I₂、一氧化二氮N₂O、一氧化氮NO、二氧化氮NO₂、二氧化碳CO₂、一氧化碳CO、氢气H₂、甲烷CH₄、溴化钾CH₃Br、硫化氢H₂S中的一种或任意几种的混合的等离子体。

本发明实施例所提供的辅助增强原子层沉积方法，无需添加任何外置光源，利用等离子体，例如：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N₂、氧气O₂、氨气NH₃、氯气Cl₂、碘蒸气I₂、一氧化二氮N₂O、一氧化氮NO、二氧化氮NO₂、二氧化碳CO₂、一氧化碳CO、氢气H₂、甲烷CH₄、溴化钾CH₃Br、硫化氢H₂S中的一种或任意几种的混合的等离子体产生的光谱活化沉积基体、各前驱体及中间产生的薄膜等，因此，能避免因前驱体活性低及吸附能力差、前驱体间反应活性差、形核周期长等原因导致前驱体不易吸附于沉积基体上、前驱体不易与沉积基体反应、或者前驱体间不易发生反应等，最终导致不易形成沉积膜的问题；

另外，本发明实施例将等离子体，例如包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氮气N₂、氧气O₂、氨气NH₃、氯气Cl₂、碘蒸气I₂、一氧化二氮N₂O、一氧化氮NO、二氧化氮NO₂、二氧化碳CO₂、一氧化碳CO、氢气H₂、甲烷CH₄、溴化钾CH₃Br、硫化氢H₂S中的一种或任意几种的混合的等离子体产生的光谱作为内置光源，且所述内置光源均匀，因此，采用均匀的内置光源对沉积基体、前驱体或中间产生的薄膜等进行活化，能增强原子层沉积。

附图说明

图1 为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图一；

图2 为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图二；

图3 为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图三；

图4 为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图四。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。

实施例一

图1为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图一；所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；如图1所示，所述方法包括：

步骤101：采用He和Ar的体积比为4:1的混合的等离子体将沉积基体活化；

其中，活化条件为：在He和Ar的体积比为4:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为254nm-365nm的紫外光谱的条件下，照射所述沉积基体10s进行活化。

步骤102：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤103：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

其中，若所述第一薄膜为预设沉积膜，则完成本次沉积过程，此过程为一次原子层沉积过程；若所述第一薄膜仅是一个中间产物，则继续执行步骤104；

步骤104：按照步骤103的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

其中，若完成一次原子层沉积过程后得到的薄膜为预设薄膜，则完成本次沉积过程，若一次完整的原子层沉积技术后得到的薄膜仅为中间产物，则循环执行步骤102至步骤104，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

值得注意的是，所述第一薄膜、第二薄膜中的“第一”和“第二”仅是用于区分与前驱体反应后生成的物质的不同，在实验中，所述第一薄膜、第二薄膜并非肉眼所能观测到的薄膜；通常，一次完整的原子沉积过程后得到的一层材料我们称为薄膜，如此，所述第一薄膜、第二薄膜可能仅为一次完整的原子层沉积过程后得到的薄膜的中间产物。

实施例二

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例一所记载的原子层沉积方法，将实施例一步骤101中的等离子体替换为Kr气的等离子体；同时，将活化条件替换为：

在Kr气的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-200nm的紫外光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化。

实施例三

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例一所记载的原子层沉积方法，将实施例一步骤101中的等离子体替换为Ne气和CO₂气体积比为8:1的混合气体的等离子体；同时，将活化条件替换为：

在Ne和CO₂的体积比为8:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为800nm-1μm的红外光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化。

实施例四

图2为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图二；所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；如图2所示，所述方法包括：

步骤201：采用Ne和Kr的体积比为3:1等离子体将沉积基体活化；

其中，活化条件为：在Ne和Kr的体积比为3:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-315nm光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化。

步骤202：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤202执行N次后，执行步骤203；

步骤203：采用Ne和Kr的体积比为3:1的等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活化；

其中，活化条件为：在Ne和Kr的体积比为3:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-315nm光谱的条件下，照射所述沉积基体90s进行活化。

步骤204：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤204执行M次；

循环执行步骤201至步骤204，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等于1的正整数。

这里，整个原子层沉积方法的过程中，每个活化过程中的活化条件可以相同，也可以不相同。

值得注意的是，所述第一薄膜、第二薄膜至第六薄膜中的“第一”、“第二”至“第六”仅是用于区分与前驱体反应后生成的物质的不同，在实验中，所述第一薄膜和第二薄膜并非肉眼所能观测到的薄膜；通常，一次完整的原子沉积过程后得到的一层材料我们称为薄膜，如本实施例中的第三薄膜和第六薄膜，如此，所述第一薄膜、第二薄膜、第四薄膜、第五薄膜等可能仅为一次完整的原子层沉积过程后得到的薄膜的中间产物。

值得注意的是，当第一次活化所述沉积基体时，由于前驱体反应活性低、前驱体吸附能力差、沉积基体表面形核周期长等问题，导致通入所述第一前驱体后，所述沉积基体表面的部分区域化学吸附有第一前驱体，待通入第二前驱体时，所述第二前驱体仅与所述第一前驱体发生了反应形成了中间产物，如此，待步骤202执行完成后，所述沉积基体表面部分区域并未包覆有中间产物；因此，未避免不能全部包覆的问题，本实施例进一步对所述沉积基体进行活化，如此，能有效避免由于前驱体反应活性低、前驱体吸附能力差、沉积基体表面形核周期长等问题导致的沉积基体包覆不完全的问题。

实施例五

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例四所记载的原子层沉积方法，将实施例四步骤201中的等离子体替换为Cl₂气的等离子体；将活化条件替换为：

在Cl₂气的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为400nm-500nm光谱的条件下，照射所述沉积基体15s进行活化；

同时，将步骤203中的等离子体替换为Cl₂气的等离子体；同时，将活化条件替换为：

在Cl₂气的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为400nm-500nm光谱的条件下，照射所述沉积基体15s进行活化。

实施例六

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例四所记载的原子层沉积方法，将实施例四步骤201中的等离子体替换为Ar气和CH₃Br气体积比为1:1的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在Ar和CH₃Br的体积比为1:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为750nm-1μm光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

同时，将步骤203中的等离子体替换为N₂O和He气体积比为4:3的混合气体的等离子体；同时，将活化条件替换为：

在N₂O和He的体积比为4:3的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为245nm-280nm光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化。

实施例七

图3为本发明实施例辅助增强原子层沉积方法的实现流程示意图三；所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；如图3所示，所述方法包括：

步骤301：采用Ar的等离子体将沉积基体活化；

其中，活化条件为：在Ar的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-250nm光谱的条件下，照射所述沉积基体20s进行活化。

步骤302：待所述沉积基体活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤303：采用I₂的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体活化；

其中，活化条件为：在I₂的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为150nm-300nm光谱的条件下，照射所述沉积基体10s进行活化。

步骤304：待活化后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤305：按照步骤303和步骤304的方式，采用I₂的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第i前驱体活化，待活化后，将第i+1前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至采用I₂的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第X前驱体活化，待活化后，将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

若完成一次原子层沉积过程后得到的薄膜为预设薄膜，则完成本次沉积过程，若一次完整的原子层沉积技术后得到的薄膜仅为中间产物，则循环执行步骤301至步骤305，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，步骤305中的活化条件均为：在I₂的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为150nm-300nm光谱的条件下，照射所述沉积基体10s进行活化；所述X和i均为大于等于0的正整数。

这里，整个原子层沉积方法的过程中，每个活化过程中的活化条件可以相同，也可以不相同。

值得注意的是，所述第一薄膜、第二薄膜至第三薄膜中的“第一”、“第二”至“第三”仅是用于区分与前驱体反应后生成的物质的不同，在实验中，所述第一薄膜和第二薄膜等并非肉眼所能观测到的薄膜；通常，一次完整的原子沉积过程后得到的一层材料我们称为薄膜，如本实施例所述的第三薄膜，如此，所述第一薄膜、第二薄膜等可能仅为一次完整的原子层沉积过程后得到的薄膜的中间产物。

值得注意的是，当第一次活化所述沉积基体时，由于前驱体反应活性低、前驱体吸附能力差、沉积基体表面形核周期长等问题，导致通入所述第一前驱体后，所述沉积基体表面的部分区域化学吸附有第一前驱体，待通入第二前驱体时，所述第二前驱体仅与所述第一前驱体发生了反应形成了中间产物，如此，使得所述沉积基体表面部分区域并未包覆有中间产物；因此，未避免不能全部包覆的问题，本实施例进一步对所述沉积基体进行活化，即每一次通入前驱体前均会对所述沉积基体进行活化，如此，能有效避免由于前驱体反应活性低、前驱体吸附能力差、沉积基体表面形核周期长等问题导致的沉积基体包覆不完全的问题。

实施例八

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例五所记载的原子层沉积方法，将实施例七步骤301中的等离子体替换为He和H₂S体积比为3:2的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在He和H₂S体积比为3:2的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为380nm-700nm光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

同时，将步骤303中的等离子体替换为He和H₂S体积比为3:2的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在He和H₂S体积比为3:2的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为380nm-700nm光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

同时，将将步骤305中的等离子体替换为Ne和Kr体积比为5:1的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在Ne和Kr体积比为5:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为850nm-1μm光谱的条件下，照射所述沉积基体1s进行活化。

实施例九

图4为本发明实施例原子层沉积方法的实现流程示意图四；所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；如图4所示，所述方法包括：

步骤401：将Ne的等离子与第一前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第一前驱体；

其中，活化条件为：在Ne的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为200nm-280nm光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化。

步骤402：将活化后的所述第一前驱体吸附于所述沉积基体上；

步骤403：将Ne的等离子与第二前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第二前驱体；

其中，活化条件为：在Ne的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为200nm-280nm光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化。

步骤404：将活化后的所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的第一前驱体进行反应，形成第一薄膜；

步骤405：按照步骤403和步骤404的方式，将所述Ne的等离子体与第i前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第i前驱体，将活化后的所述第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将Ne的等离子体与第X前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第X前驱体，将活化后的所述第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

若完成一次原子层沉积过程后得到的薄膜为预设薄膜，则完成本次沉积过程，若一次完整的原子层沉积技术后得到的薄膜仅为中间产物，循环步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，步骤405中的活化条件均为：在Ne的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为200nm-280nm光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化；所述X和i均为大于等于0的正整数。

这里，整个原子层沉积方法的过程中，每个活化过程中的活化条件可以相同，也可以不相同。

值得注意的是，所述第一薄膜、第二薄膜至第三薄膜中的“第一”、“第二”至“第三”仅是用于区分与前驱体反应后生成的物质的不同，在实验中，所述第一薄膜和第二薄膜等并非肉眼所能观测到的薄膜；通常，一次完整的原子沉积过程后得到的一层材料我们称为薄膜，如本实施例所述的第三薄膜，如此，所述第一薄膜、第二薄膜等可能仅为一次完整的原子层沉积过程后得到的薄膜的中间产物。

值得注意的是，当前驱体反应活性低、前驱体吸附能力差、沉积基体表面形核周期长等问题，导致通入所述第一前驱体后，所述沉积基体表面的部分区域化学吸附有第一前驱体，待通入第二前驱体时，所述第二前驱体仅与所述第一前驱体发生了反应形成了中间产物，如此，使得所述沉积基体表面部分区域并未包覆有中间产物；因此，未避免不能全部包覆的问题，本实施例将各前驱体与一种或多种气体的等离子体混合后，通入所述反应腔体内，对各前驱体、以及所述沉积基体进行活化，即每一次通入前驱体时均混合有一种或多种气体的等离子体的等离子体，使所述一种或多种气体的等离子体对所述沉积基体以及前驱体进行活化，如此，能有效避免由于前驱体反应活性低、前驱体吸附能力差、沉积基体表面形核周期长等问题导致的沉积基体包覆不完全的问题。

实施例十

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例九所记载的原子层沉积方法，将实施例九步骤401中的等离子体替换为He和Ar体积比为6:1的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在He和Ar体积比为6:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-350nm光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

同时，将步骤403中的等离子体替换为He和Ar体积比为6:1的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在He和Ar体积比为6:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-350nm光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

同时，将步骤405中的等离子体替换为He和Ar体积比为6:1的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在He和Ar体积比为6:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为100nm-350nm光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化。

实施例十一

在本发明另一个优选实施例中，基于实施例九所记载的原子层沉积方法，将实施例九步骤401中的等离子体替换为Xe和N₂体积比为3:2的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在Xe和N₂体积比为3:2的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为750nm-1μm光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

同时，将步骤403中的等离子体替换为Xe和N₂体积比为3:2的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在Xe和N₂体积比为3:2的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为750nm-1μm光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

同时，将步骤405中的等离子体替换为He和CO体积比为4:1的混合气体的等离子体；将活化条件替换为：

在He和CO体积比为4:1的混合气体的等离子体充满所述反应腔体，且产生波长为658nm-790nm光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化。

值得注意的是，各实施例中所述第一前驱体、第二前驱体至第X前驱体可以相同，也可以不相同，根据沉积膜的组成等进行具体选定即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用体积比为4:1的He和Ar的混合气体的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长254nm-365nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体10s进行活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

2.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用Kr气等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-200nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

3.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用体积比为8:1的Ne气和CO₂的混合物气体的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长800nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤四：按照步骤三的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第N前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；

循环执行步骤二至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述i和N为大于等于0的正整数。

4.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用体积比为3:1的Ne和Kr的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-315nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤二执行N次后，执行步骤三；

步骤三：采用体积比为3:1的Ne和Kr的等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-315nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

步骤四：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤四执行M次；

循环执行步骤一至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等于1的正整数。

5.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用Cl₂气的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长400nm-500nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体15s进行活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤二执行N次后，执行步骤三；

步骤三：采用Cl₂气的等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长400nm-500nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体15s进行活化；

步骤四：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤四执行M次；

循环执行步骤一至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等于1的正整数。

6.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用体积比为1:1的Ar气和CH₃Br气的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长750nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

步骤二：活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；随后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；按照形成所述第一薄膜的方式，将第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤二执行N次后，执行步骤三；

步骤三：采用体积比为4:3的N₂O和He气的等离子体将沉积基体、以及形成于所述沉积基体上的薄膜活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长245nm-280nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

步骤四：待活化后，将所述第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上，随后，将所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第四薄膜；按照形成所述第四薄膜的方式，将第j前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第五薄膜，直至将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第六薄膜为止，完成一次原子层沉积过程；所述步骤四执行M次；

循环执行步骤一至步骤四，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X、i和j均为大于等于0的正整数，所述N和M均为大于等于1的正整数。

7.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用Ar气的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-250nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体20s进行活化；

步骤二：待所述沉积基体活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：采用I₂的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长150nm-300nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体10s进行活化；

步骤四：待活化后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，采用I₂的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第i前驱体活化，待活化后，将第i+1前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第X前驱体活化，待活化后，将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程，其中步骤五中的，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长150nm-300nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体10s进行活化；

循环执行步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。

8.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：采用体积比为3:2的He和H₂S的等离子体将沉积基体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长380nm-700nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

步骤二：待所述沉积基体活化后，将第一前驱体化学吸附于所述沉积基体上；

步骤三：采用体积比为3:2的He和H₂S的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体活化，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长380nm-700nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

步骤四：待活化后，将第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的所述第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，采用体积比为5:1的Ne和Kr的等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第i前驱体活化，待活化后，将第i+1前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至采用等离子体将沉积基体、以及化学吸附于所述沉积基体上的第X前驱体活化，待活化后，将第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程，其中步骤五中的，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长850nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体1s进行活化；

循环执行步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。

9.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：将Ne的等离子体与第一前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第一前驱体，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长200nm-280nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化；

步骤二：将活化后的所述第一前驱体吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将Ne的等离子体与第二前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第二前驱体，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长200nm-280nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化；

步骤四：将活化后的所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，将Ne的等离子体与第i前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第i前驱体，将活化后的所述第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将等离子体与第X前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第X前驱体，将活化后的所述第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程，其中步骤五中的，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长200nm-280nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化；

循环步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。

10.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：将体积比为6:1的He和Ar的混合气体的等离子体与第一前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第一前驱体，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-350nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

步骤二：将活化后的所述第一前驱体吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将体积比为6:1的He和Ar的混合气体的等离子体与第二前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第二前驱体，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-350nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

步骤四：将活化后的所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，将体积比为6:1的He和Ar的混合气体的等离子体与第i前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第i前驱体，将活化后的所述第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将等离子体与第X前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第X前驱体，将活化后的所述第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程，其中步骤五中的，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长100nm-350nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体300s进行活化；

循环步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。

11.一种辅助增强原子层沉积方法，其特征在于，所述方法应用于原子层沉积设备的反应腔体内，所述反应腔体内放置有沉积基体；所述方法包括：

步骤一：将体积比为3:2的Xe和N₂混合气体的等离子体与第一前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第一前驱体，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长750nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

步骤二：将活化后的所述第一前驱体吸附于所述沉积基体上；

步骤三：将体积比为3:2的Xe和N₂混合气体的等离子体与第二前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第二前驱体，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长750nm-1μm的光谱的条件下，照射所述沉积基体0.1s进行活化；

步骤四：将活化后的所述第二前驱体与吸附于所述沉积基体上的第一前驱体进行反应形成第一薄膜；

步骤五：按照步骤三和步骤四的方式，将体积比为4:1的He和CO混合气体的等离子体与第i前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第i前驱体，将活化后的所述第i前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜进行反应形成第二薄膜，直至将等离子体与第X前驱体混合通入所述反应腔体内，活化所述第X前驱体，将活化后的所述第X前驱体与形成于所述沉积基体上的薄膜反应形成第三薄膜为止，完成一次原子层沉积过程，其中步骤五中的，活化的条件为：在所述等离子体充满所述反应腔体，且产生波长658nm-790nm的光谱的条件下，照射所述沉积基体5s进行活化；

循环步骤一至步骤五，直至在所述沉积基体上形成预设薄膜为止；

其中，所述X和i均为大于等于0的正整数。