JP2017061743A - ２ｄ金属カルコゲニド薄膜のレーザ利用原子層堆積 - Google Patents

２ｄ金属カルコゲニド薄膜のレーザ利用原子層堆積 Download PDF

Info

Publication number
JP2017061743A
JP2017061743A JP2016176531A JP2016176531A JP2017061743A JP 2017061743 A JP2017061743 A JP 2017061743A JP 2016176531 A JP2016176531 A JP 2016176531A JP 2016176531 A JP2016176531 A JP 2016176531A JP 2017061743 A JP2017061743 A JP 2017061743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
metal
substrate
chalcogenide
precursor gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016176531A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6392282B2 (ja
Inventor
サンダラム、ガネシュ
Sundaram Ganesh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ultratech Inc
Original Assignee
Ultratech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ultratech Inc filed Critical Ultratech Inc
Publication of JP2017061743A publication Critical patent/JP2017061743A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6392282B2 publication Critical patent/JP6392282B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/305—Sulfides, selenides, or tellurides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/45542—Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/483—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using coherent light, UV to IR, e.g. lasers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/0242—Crystalline insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02568—Chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

【課題】レーザ利用の原子層堆積を用いた２次元（２Ｄ）金属カルコゲニド薄膜の形成方法の提供。【解決手段】直接成長法は、加熱された基板の表面４２に金属含有分子層を接着することと、その後、前記金属含有分子層を、プラズマＸＰを用いて供給されたカルコゲニドを含有するラジカル化された前駆体ガス７２と反応させて、金属カルコゲニドの非晶質２Ｄ薄膜を形成することと、その後、前記非晶質２Ｄ薄膜をレーザ源５０よりレーザ光線５２を照射してレーザアニーリングして、金属カルコゲニドの結晶質２Ｄ薄膜を形成することとを含む２Ｄ金属カルコゲニド薄膜の形成方法。金属カルコゲニドの結晶質２Ｄ薄膜は、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し、ここで、Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドであり、金属含有分子層形成時にＭＯ３薄膜を形成することを含む間接成長法の場合もある、２Ｄ金属カルコゲニド薄膜の形成方法。【選択図】図１

Description

本開示は、原子層堆積に関する。より具体的には、２次元（２Ｄ）金属カルコゲニド層のレーザを利用した原子層堆積に関する。
本明細書において言及されるあらゆる刊行物又は特許文献の全開示は、参照により本明細書中に組み込まれる。
２次元（２Ｄ）材料は、シリコンの後継材料として可能性が積極的に追及されている。このような２Ｄ材料としては、グラフェンとカルコゲニドの２種類が挙げられる。これらは、ＭＸ（「金属モノカルコゲニド」）またはＭＸ２（「金属ジカルコゲニド」）の形態を有する。ここで、Ｍは金属原子であり、Ｘはカルコゲニドである。カルコゲニドは、Ｓ、ＳｅまたはＴｅの何れかであり得る。
現在、２Ｄ材料は、種々の技術を用いて形成される。これらの技術は、２つの主要なカテゴリー、すなわち、トップダウン法とボトムアップ法に分類される。トップダウン法は、問題となっている材料（例えば、ＭｏＳ２またはＷＳ２など）のバルク（３次元−３Ｄ）形態を剥離して２次元形態とする方法である。ＭｏＳ２では、この方法で、３次元ＭｏＳ２バルクから２次元ＭｏＳ２の薄膜を剥ぎ取る。その剥ぎ取り工程は、例えば、セロハンテープを使用して、３次元材料の表面を剥離するというように、純粋な物理的手段によって実施することができる。また、剥離は、電気化学的に実行することもできる。いずれの場合においても、剥離技術は、一度に極端に少量（例えば、平方ミクロン（μｍ２）オーダー）の２Ｄ材料しか得ることができない。
ボトムアップ技術は、最初に金属酸化物の薄層を成長させ、その後、その薄層を処理して、２次元材料の広範囲の層に到達することによって、所望の２次元材料を少量だけしか生成できないという問題を改善しようとしている。ボトムアップ処理に使用される最も一般的な薄膜成長技術は、化学蒸着（ＣＶＤ）であった。この技術は、金属カルコゲニドを広範囲に製造することができる一方、２次元材料の単層を得るための処理の制御が困難である。それに加え、材料の品質が処理ごとに大きく変化しやすい。この点により、シリコンの代替としての材料のその後の使用が、非常に困難なものとなる。
レーザを利用した原子層堆積を用いた２次元金属カルコゲニド薄膜の形成方法が開示される。直接成長法は、加熱された基板の表面に金属含有分子層を接着することと、その後、前記金属含有分子層を、プラズマを用いて、供給されたカルコゲニドを含有するラジカル化された前駆体ガスと反応させて、金属カルコゲニドの非晶質２Ｄ薄膜を形成することと、その後、前記非晶質２Ｄ薄膜をレーザアニーリングして、金属カルコゲニドの結晶質２Ｄ薄膜を形成することとを含む。金属カルコゲニドの結晶質２Ｄ薄膜は、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し得る。ここで、Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである。ＭＯ３薄膜を形成することを含む間接成長法も、開示される。
本開示の一局面は、金属カルコゲニドの実質的に２次元（２Ｄ）の薄膜を基板の表面に形成する方法である。この方法は、ａ）原子層堆積（ＡＬＤ）処理を用いて、加熱された基板の前記表面に金属含有分子層を接着することを含む。また、この方法は、ｂ）前記金属含有分子層を、プラズマを用いて供給されたカルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスと反応させ、非晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｃ）前記非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜をレーザアニーリングして、非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することを含む。金属カルコゲニドは、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し得る。Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記金属Ｍは、ＭｏまたはＷであり、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，Ｓｅ，およびＴｅのうちの何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記プラズマは、Ｘを含有するラジカルを含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記Ｘを含有するラジカルは、Ｈ２Ｓ＊を含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記方法は、前記基板を処理し、前記基板の前記表面から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｃ）の工程を実行する前に、前記ａ）の工程および前記ｂ）の工程を複数回繰り返す。
本開示の他の局面は、金属カルコゲニドの実質的に２次元（２Ｄ）の薄膜を基板の表面に形成する方法である。この方法は、ａ）原子層堆積（ＡＬＤ）処理を用いて、加熱された基板の前記表面に金属含有分子層を接着することを含む。また、この方法は、ｂ）酸化前駆体ガスを前記金属含有分子層と反応させて、ＭＯ３層を形成することを含む。また、この方法は、ｃ）前記ａ）の工程と前記ｂ）の工程とを繰り返し、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｄ）カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを、前記ＭＯ３薄膜と反応させ、非晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｅ）前記非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜をレーザアニーリングして、非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することを含む。金属カルコゲニドは、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し得る。Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかであり、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記工程ｄ）は、プラズマを用いて、前記カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを供給することを含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスは、Ｈ２Ｓ＊を含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記方法は、前記基板を処理し、前記基板の前記表面から実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに備える。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する。
本開示の他の局面は、実質的に２次元（２Ｄ）の金属カルコゲニド薄膜を基板の表面に形成する方法である。この方法は、ａ）原子層堆積（ＡＬＤ）処理を用いて加熱された基板の前記表面に金属含有分子層を接着することを含む。また、この方法は、ｂ）酸化前駆体ガスを前記金属含有分子層と反応させて、ＭＯ３層を形成することを含む。また、この方法は、ｃ）前記ａ）の工程と前記ｂ）の工程とを繰り返し、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｄ）前記ＭＯ３薄膜をレーザアニーリングし、ＭＯ３薄膜からＭＯ２薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｅ）カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを、前記ＭＯ２薄膜と反応させ、非晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｆ）前記非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜をレーザアニーリングして、非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することを含む。金属カルコゲニドは、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し得る。Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかであり、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｅ）の工程は、プラズマを用いて、カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを供給することを含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスは、Ｈ２Ｓ＊を含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記方法は、前記基板を処理し、前記基板の前記表面から実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する。
本開示の他の局面は、原子層堆積処理を用いて、実質的に２次元（２Ｄ）の金属モノカルコゲニド（ＭＸ）薄膜または実質的に２次元（２Ｄ）の金属ジカルコゲニド（ＭＸ２）薄膜を基板の表面に形成する方法である。この方法は、ａ）０．１トール（Ｔｏｒｒ）から０．５トール（Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力を有するチャンバ内部に前記基板を配設し、前記基板を１５０℃と５００℃との間の温度に加熱することを含む。この方法は、ｂ）金属Ｍを有する金属含有前駆体ガスを前記チャンバ内部に導入することを含む。前記金属含有前駆体ガスは、前記基板と反応し、前記基板上に残る。この方法は、ｃ）前記チャンバ内部から過剰な金属含有前駆体ガスを除去（パージ）することを含む。この方法は、ｄ）プラズマを用いて前記チャンバ内部にカルコゲニド前駆体ガスを導入することを含む。前記カルコゲニド前駆体ガスは、前記基板上に残存する前記金属含有前駆体ガスと反応し、ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を生成する。また、この方法は、ｅ）前記チャンバ内部をパージ（浄化）することを含む。また、この方法は、ｆ）前記非晶質薄膜上でレーザ光線を走査し、前記非晶質薄膜を６００℃と１２００℃との間の温度に加熱し、ＭＸまたはＭＸ２の実質的な２Ｄ薄膜を前記基板表面に生成する。前記実質的な２Ｄ薄膜は、実質的に結晶質である。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記プラズマは、Ｘ含有ラジカルを含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記Ｘ含有ラジカルは、Ｈ２Ｓ＊を含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記方法は、前記基板を処理し、前記基板の前記表面から実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記レーザ光線は、５３２ｎｍの公称波長を有する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｄ）の工程において、前記カルコゲニド前駆体ガスを供給することは、連続的に、あるいは、間欠的に実行される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記２Ｄの薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｆ）の工程において、レーザ走査は、ラスター走査で実行される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記基板は、シリコンまたはサファイアで形成される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｆ）の工程を実行する前に、前記ｂ）から前記ｅ）の工程が複数回繰り返される。
本開示の他の局面は、原子層堆積処理を用いて、２次元（２Ｄ）の金属モノカルコゲニド（ＭＸ）薄膜または２次元（２Ｄ）の金属ジカルコゲニド（ＭＸ２）薄膜を基板の表面に形成する方法である。この方法は、ａ）０．１トール（Ｔｏｒｒ）から０．５トール（Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力を有するチャンバ内部に基板を配設し、前記基板を１５０℃と５００℃との間の初期温度に加熱することを含む。また、この方法は、ｂ）金属Ｍを有する金属含有前駆体ガスを前記チャンバ内部に供給し、過剰な金属含有前駆体ガスのすべてを除去（パージ）することを含む。前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかである。また、この方法は、ｃ）前記チャンバ内部に酸化前駆体ガスを供給してＭＯ３層を形成し、そして、過剰な酸化剤ガスのすべてを除去（パージ）することを含む。この方法は、ｄ）前記ｂ）の工程と前記ｃ）の工程とを繰り返して、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することを含む。この方法は、ｅ）プラズマを用いて前記チャンバ内部にカルコゲニド前駆体ガスを導入することを含む。前記カルコゲニド前駆体ガスは、前記ＭＯ３薄膜と反応し、ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を生成し、前記チャンバ内部をパージ（浄化）する。また、この方法は、ｆ）前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜上でレーザ光線を走査し、前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を、６５０℃と１２００℃との間の温度に加熱し、ＭＸまたはＭＸ２の実質的な結晶質薄膜を生成する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記酸化前駆体ガスは、Ｈ２Ｏ，Ｏ３，Ｏ＊およびＯ２の何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記カルコゲニド前駆体ガスは、硫黄を含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記金属含有前駆体ガスは、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）モリブデン、ＭｏＣｌ５、モリブデンヘキサカルボニル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）タングステン、ＷＨ２（ｉＰｒＣｐ）２およびＷＦ６からなる前駆体ガスの群から選択される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記レーザ光線は、５３２ｎｍの公称波長を有する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｅ）の工程において、前記カルコゲニド前駆体ガスを供給することは、連続的に、あるいは、間欠的に実行される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記方法は、前記基板の前記表面から実質的に結晶質のＭＸまたはＭＸ２の薄膜を除去することをさらに含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、レーザ走査は、ラスター走査で実行される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記基板は、シリコンまたはサファイアで形成される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記基板は、加熱されたチャックによって支持され、前記ａ）の工程において、前記基板は、前記加熱されたチャックによって前記初期温度に加熱される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ＭＯ３薄膜は、３層から８層の間のＭＯ３層を有する。
本開示の他の局面は、原子層堆積処理を用いて、２次元（２Ｄ）の金属モノカルコゲニド（ＭＸ）薄膜または２次元（２Ｄ）の金属ジカルコゲニド（ＭＸ２）薄膜を基板の表面に形成する方法である。この方法は、ａ）０．１トール（Ｔｏｒｒ）から０．５トール（Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力を有するチャンバ内部に基板を配設し、前記基板を１５０℃と５００℃との間の初期温度に加熱することを含む。また、この方法は、ｂ）金属Ｍを有する金属含有前駆体ガスを前記チャンバ内部に供給することを含む。ここでは、過剰な金属含有前駆体ガスのすべてを除去（パージ）することを含み、前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかである。また、この方法は、ｃ）前記チャンバ内部に酸化前駆体ガスを供給し、ＭＯ３層を形成し、そして、過剰な酸化ガスを除去（パージ）することを含む。また、この方法は、ｄ）前記ｂ）の工程と前記ｃ）の工程とを繰り返して、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｅ）前記ＭＯ３薄膜をレーザアニーリングし、ＭＯ２薄膜を形成することを含む。また、この方法は、ｆ）プラズマを用いて前記チャンバ内部にカルコゲニド前駆体ガスを導入することを含む。前記カルコゲニド前駆体ガスは、前記ＭＯ２薄膜と反応し、ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を生成し、そして、前記チャンバ内部をパージ（浄化）する。また、この方法は、ｇ）前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜上でレーザ光線を走査し、前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を、６５０℃と１２００℃との間の温度に加熱し、ＭＸまたはＭＸ２の実質的な結晶質薄膜を生成する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、酸化前駆体ガスは、Ｈ２Ｏ，Ｏ３，Ｏ＊およびＯ２の何れかである。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記カルコゲニド前駆体ガスは、硫黄を含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記金属含有前駆体ガスは、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）モリブデン、ＭｏＣｌ５、モリブデンヘキサカルボニル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）タングステン、ＷＨ２（ｉＰｒＣｐ）２およびＷＦ６からなる前駆体ガスの群から選択される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記レーザ光線は、５３２ｎｍの公称波長を有する。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ｅ）の工程において、前記カルコゲニド前駆体ガスを供給することは、連続的に、あるいは、間欠的に実行される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記方法は、前記基板の前記表面から実質的に結晶質のＭＸまたはＭＸ２の薄膜を除去することをさらに含む。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、レーザ走査は、ラスター走査で実行される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記基板は、シリコンまたはサファイアで形成される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記基板は、加熱されたチャックによって支持され、前記ａ）の工程において、前記基板は、前記加熱されたチャックによって前記初期温度に加熱される。
本開示の他の局面は、上述の方法であって、前記ＭＯ３薄膜は、３層から８層の間のＭＯ３層を有する。
さらなる特徴点及び利点は、以下の詳細な説明に明記される。また、それらの一部は詳細な説明の記載内容から当業者にとって直ちに明白となるか、詳細な説明、特許請求の範囲、添付図面に記載された実施形態を実施することによって認識されるであろう。上記の概要及び下記の詳細な説明に関する記載は、単なる例示であって、特許請求の範囲に記載されている本発明の本質及び特徴を理解するための概略または枠組みを提供するものであることを理解すべきである。
添付図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、本明細書の一部を構成すると共に本明細書の一部に組み込まれる。図面は、１または複数の実施形態を示しており、詳細な説明と共に種々の実施形態の原理や動作を説明する役割を担う。このように、本開示は、添付図面と共に以下に示す詳細な説明からより完全に理解されることになるであろう。
図１は、本明細書に開示されたレーザ利用ＡＬＤに基づく方法を実行するためのレーザ利用ＡＬＤシステムの一例を示す模式図である。 図２は、２つの処理チャンバを含むＡＬＤシステムの一例を示す模式図である。 図３Ａは、基板の断面図である。図３Ａは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する直接成長法の例を示す。 図３Ｂは、基板の断面図である。図３Ｂは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する直接成長法の例を示す。 図３Ｃは、基板の断面図である。図３Ｃは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する直接成長法の例を示す。 図４Ａは、基板の断面図である。図４Ａは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する間接成長法の例を示す。 図４Ｂは、基板の断面図である。図４Ｂは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する間接成長法の例を示す。 図４Ｃは、基板の断面図である。図４Ｃは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する間接成長法の例を示す。 図４Ｄは、基板の断面図である。図４Ｄは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する間接成長法の例を示す。 図４Ｅは、基板の断面図である。図４Ｅは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する間接成長法の例を示す。 図４Ｆは、基板の断面図である。図４Ｆは、実質的に２ＤのＭＸまたはＭＸ２薄膜を形成する間接成長法の例を示す。
以降、本開示の様々な実施形態、および、添付の図面に示される複数の例について詳述する。図面において可能な限り、同一または類似の部分には、同一または類似の参照番号および参照符号が用いられる。図面には決まった縮尺がなく、当業者であれば、図面は本発明の主要な部分を説明するために簡略化されていることに気づくであろう。
下記の特許請求の範囲の記載は、発明の詳細な説明に組み込まれると共にその一部を構成する。
いくつかの図面において、参考のためにデカルト座標が描かれているが、これは方向および配置位置を限定するものではない。
本明細書では、「方法」及び「処理」との用語は、互換可能に使用される。
本明細書に記載のあらゆる上限および下限、並びに範囲は、特段の断りがなければ、上限値および下限値を含む。
本発明において形成される薄膜に関連して用いられる「実質的に２Ｄ」との用語は、薄膜が一層または数層（例えば、１層から５層、または、１層から３層）を有することを意味する。
本明細書において形成される薄膜に関連して用いられる「実質的に結晶質」との用語は、薄膜が、広範囲で共通の結晶構造を有することを意味する。ここで、その薄膜を形成する分子は、通常、非晶質構造と比較して、規則的で周期的な配向を有する。非晶質構造では、分子は規則的に配列していない。
レーザ利用ＡＬＤシステム
図１は、本明細書に開示された方法を実行するためのレーザ利用ＡＬＤシステム（「システム」）１０の一例の模式図である。このシステムは、以下で説明される。一例のシステム１０は、マサチューセッツ州のウォルサムにあるケンブリッジナノテック（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｎａｎｏｔｅｃｈ）から入手可能なフィジーシリーズモジュールの高真空プラズマ系ＡＬＤシステムの一つである。
システム１０は、ＡＬＤ処理チャンバ１４を含む。ＡＬＤ処理チャンバ１４は、中心軸ＡＣを含む。中心軸ＡＣは、ｚ方向に延び、メインチャンバ１６の中心を通る。メインチャンバ１６は、少なくとも一つの側壁２０、頂壁２２、および底壁２４によって規定される。頂壁２２は、開口部２３を含む。メインチャンバ１６は、メインチャンバ内部（「内部」）１８を含む。
またシステム１０は、プラズマ源２５を含む。プラズマ源２５は、メインチャンバ１６に対して動作可能に配置され、ＡＬＤ処理チャンバ１４の移行部２６を介して内部１８と連通している。移行部２６は、移行部内部２８を含み、幅狭の開口端３２および幅広の開口端３４を有する円錐壁３０によって規定される。ここで、幅狭の開口端３２は、プラズマ源２５に最も近い位置に動作可能に配置される。幅広の開口端３４は、開口部２３において頂壁２２に動作可能に配置される。一例では、円錐壁３０は、透明窓３６を支持する。
またシステム１０は、内部１８に動作可能に配置されたチャック３８を含む。チャック３８は、基板４０を動作可能に支持する。基板４０は、上面４２を有する。上面４２では、レーザ利用ＡＬＤ法が実施される。一例では、基板４０は、シリコンまたはサファイアである。その他の基板を使用することもできる。シリコンまたはサファイアの基板４０は、幅広く利用されているという理由、および、半導体処理の設備および装置（例えば、チャック３８）が、一般的に、シリコンまたはサファイアの基板４０を取り扱うために設計されている理由でのみ、好適に用いられる。基板４０の上面４２は、通常、空気にさらされると、ＯＨ−分子を含むことに着目すべきである。本技術分野では知られているが、このような分子は、後述するように、ＡＬＤ処理においてある役割を果たす。
基板４０は、本明細書に開示される方法において用いられる。この方法は、広範囲な金属カルコゲニドの２Ｄ薄膜を形成するためのものである。多くの従来の方法では、２Ｄ材料は、非常に小さな（例えば、数ミリメートルの径の）薄片の形態である。一例では、広範囲な２Ｄ薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさ、または、５０ｍｍ×５０ｍｍ以上の大きさ、または、１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の大きさを有する。３００ｍｍ径の広範囲な薄膜は、多くのより小さな径の薄膜に分けられるが、依然として広範囲な２Ｄ薄膜である。
またシステム１０は、レーザ源５０を含む。レーザ源５０は、ＡＬＤ処理チャンバ１４に対して動作可能に配置されている。これにより、レーザ源５０を選択的に活性化し、レーザ光線５２を生成することができる。レーザ光線５２は、透明窓３６を通過し、内部１８へ入射する。その後、レーザ光線５２は、基板４０の上面４２に照射されるか、あるいは、より具体的には、後述するように、基板４０の上面４２に形成された特定の薄膜に照射される。一例では、チャック３８は、基板４０を、処理用の初期温度に加熱するように構成されうる。一例では、レーザ源５０は、ＹＡＧレーザである。ＹＡＧレーザは、５３２ｎｍの波長を有するレーザ光線５２を出射する。レーザ光線５２が基板４０の上面４２または基板４０の上面４２上に形成された薄膜を加熱することができる他の種類のレーザ源５０を使用することもできる。一例では、チャック３８は、両矢印ＡＲで示されるように、ｘ−ｙ面を移動可能であり、基板４０の上面４２上でレーザ光線５２を走査することができる。一例では、チャック３８は、ｚ方向に調整可能（例えば、移動可能）であってもよい。またあるいは、チャック３８を固定した状態で、レーザ光線５２を基板４０上で走査することもできる。または、レーザ光線５２が拡大され、基板４０の上面４２のより広範な領域を覆ってもよい。
またシステム１０は、前駆体ガス源６０，７０および８０を含んでいてもよい。前駆体ガス源６０，７０および８０は、前駆体ガス６２，７２および８２をそれぞれ供給する（例えば、導入する）ように構成される。後述のいくつかの方法では、２種類の前駆体ガスのみが使用される。一方、いくつかの方法では、３種類の前駆体ガス６２，７２および８２が使用される。いくつかの例では、前駆体ガス６２，７２および８２は、プラズマ源２５を用いてプラズマＸＰの一部として供給される。
一例では、前駆体ガス６２，７２および８２の導入は、制御部（図示せず）の操作を介して制御されるか、手動で実行される。後述の例では、プラズマ源２５が使用され、後述するように、前駆体ガス７２からプラズマＸＰを形成する。プラズマＸＰは、ラジカル化された前駆体ガス７２＊を含む。一例では、ラジカル化された前駆体ガス７２＊は、カルコゲニドＸ（カルコゲニド前駆体ガス）を含む。そのため、プラズマＸＰは、Ｘ含有プラズマまたはカルコゲニド含有プラズマと呼ばれ、ラジカル化された前駆体ガス７２＊は、Ｘ含有ガスまたはカルコゲニド含有ガスと呼ばれる。プラズマＸＰは、移行部２６の移行部内部２８を通って、プラズマ源２５から内部１８へ供給される。
またシステム１０は、不活性ガス源９０を含む。不活性ガス源９０は、不活性ガス９０を内部１８へ供給する。一例では、不活性ガス９２は、Ｎ２，ＡｒまたはＨ２である。不活性ガス源９０は、パージガスとして不活性ガス９２（Ｎ２およびＡｒ）を用いることによって、内部１８をパージ（浄化）するために使用されうる。Ｈ２ガスは、還元環境を作るために使用されうる。還元環境下では、成長薄膜としての金属カルコゲニドの還元が行われる。
またシステム１０は、真空システム９６を含む。真空システム９６は、内部１８を脱気し、ＡＬＤに基づく方法を開始するために使用される。また、真空システム９６は、本明細書に開示されたレーザ利用ＡＬＤ法の種々の工程（パージ工程を含む）において、過剰な前駆体ガス６２，７２および８２を除去する際にも用いられる。本明細書で説明する方法の例では、パージ工程は、内部１８を不活性ガス９２でフラッシュし（洗い流し）、その後、不活性ガス９２、あらゆる残留前駆体ガス６２，７２および８２、並びに、真空システム９６を用いた反応副産物を除去することを含む。本明細書で説明するＡＬＤに基づく反応は、自己制御されることに留意すべきである。そのため、一般に、反応しない残余の前駆体ガス６２，７２および８２が存在することになる。残余の前駆体ガス６２，７２および８２は、次の前駆体ガス６２，７２および８２が導入される前に、内部１８から除去される必要がある。
２個のチャンバシステムおよび方法
一例では、本明細書に記載の方法は、単一のＡＬＤ処理チャンバ１４で実行することができる。図２に示す一例のシステム１０では、システム１０は、第１のチャンバとしてのＡＬＤ処理チャンバ１４とともに、第２のＡＬＤ処理チャンバ１１４を含む。そして、本明細書に記載された方法は、一つ以上の処理チャンバを用いて実行される。図２のシステム１０の構成により、後述するように、処理における最初の工程を、第１のＡＬＤ処理チャンバ１４内で実行し、その後、基板４０を取り除き、第２のＡＬＤ処理チャンバ１１４内に配置し、ここで処理を継続し、最終の２Ｄ層を生成することができる。一例では、第２のＡＬＤ処理チャンバ１１４は、第２のレーザ光線５２を用いてレーザ処理を実行するように構成することもできる。
直接成長法
ここで、例として、ＭｏＳ２の形態での金属ジカルコゲニドの実質的な２Ｄ層を形成することを挙げて、「直接成長」方法と呼ばれる第１の方法について説明する。後述するように、ＭｏＳｅ，ＭｏＴｅ、ＷＴｅなどの金属モノカルコゲニドＭＸを形成するために、同様の方法が用いられる。採用される特定の金属Ｍと特定のカルコゲニドＸとの価数に応じて、金属モノカルコゲニドまたは金属ジカルコゲニドが形成される。
図１に示すように、基板４０は、内部１８のチャック３８上に配置され、真空システム９６を使用して、チャンバ圧力を、例えば０．１トールから０．５トールの範囲内に減圧する。基板４０は、その後、（例えば、チャック３８を介して）初期処理温度に加熱される。一例では、初期処理温度は、１５０℃から５００℃の範囲内であり得る。
その後、ＡＬＤ処理が開始される。ＡＬＤ処理は多くの工程を含む。第１工程は、内部１８に第１前駆体ガス６２を供給することを含む。ここで、第１前駆体ガス６２は、例えば、ＭｏＣｌ５などのモリブデン含有ガスなどの金属含有前駆体ガスである。一例では、第１前駆体ガス６２は、選択金属Ｍおよび化学リガンドを含む。第１前駆体ガス６２は、基板４０の上面４２上で、上述のＯＨ−分子（ＯＨ−基）と結合する。一例では、第１前駆体ガス６２は、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）モリブデン、ＭｏＣｌ５、モリブデンヘキサカルボニル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）タングステン、ＷＨ２（ｉＰｒＣｐ）２およびＷＦ６の少なくとも何れか一つを含む。
第２工程では、過剰の第１前駆体ガス６２が、例えば、不活性ガス９２および真空システム９６を用いて、揮発性副生物とともにパージされる。
第３工程では、第２前駆体ガス７２が、連続的に、あるいは、間欠的に供給される。第２前駆体ガス７２は、カルコゲニド含有ガスまたは「Ｘ含有」ガス（例えば、Ｈ２Ｓ、ジメチルジスルフィド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジスルフィドなどの硫黄含有ガス）である。間欠的な方法では、第２前駆体ガス源７０に高速で開閉するバルブ（図示せず）が設けられる。
第２前駆体ガス７２は、移行部２６に供給される。移行部２６は、Ｘ含有プラズマＸＰを生成する。上述したように、Ｘ含有プラズマＸＰは、ラジカル化されたＸ含有前駆体ガス７２＊を含む。後述するように、ラジカル化されたＸ含有前駆体ガス７２＊は、硫黄を含有していると考えられる。例えば、ラジカル化されたＸ含有前駆体ガス７２＊は、Ｈ２Ｓ＊で示される硫化水素ラジカルを含む。第１前駆体ガス６２は、基板４０の上面４２上に結合している。そして、第１前駆体ガス６２は、ラジカル化されたＸ含有前駆体ガス７２＊中で、特定のカルコゲニドＸと相互作用し、図３Ａに示すように、ＭＸまたはＭＸ２の少なくとも一層１１０の第１薄膜１００を形成する。一例の反応は、
ＭｏＣｌ５＋Ｈ２Ｓ＊→ＭｏＳ２＋ＨＣｌ
で示される。
第１薄膜１００は、層１１０の副単分子層（副単一層）、単分子層（単一層）、または複数層で形成されうる。副層１１０は、例えば、一つ以上の島状体などの完全な層に満たない層である。層１１０は非晶質である。第１薄膜１００が副層１１０によって規定されるか、あるいは第１薄膜１００が完全な薄膜を形成しない（例えば、上述の島状体を形成する）場合、上述の第１工程から第３工程が複数サイクル実行され、少なくとも単一層１１０が得られ、第１薄膜１００を形成する。一例では、第１薄膜１００は、ＭＸまたはＭＸ２の一つの層１１０または数枚の層１１０（例えば、１層から５層、または、１層から３層）を含む。
第４工程では、過剰のＨ２Ｓ＊および揮発性副生物がパージされる。
図３Ｂに示される第５工程では、第１薄膜１００上でレーザ光線５２が走査（例えば、ラスター走査）され、第１薄膜１００を６５０℃から１２００℃の範囲内の温度に上昇させる。この処理は、レーザアニーリングと呼ばれ、非晶質の第１薄膜１００を、実質的に配列した、あるいは実質的に結晶質の薄膜２００とする。図３Ｃに示すように、薄膜２００は、ＭＸまたはＭＸ２の一つの層２１０または数枚の層２１０で形成される。一例では、実質的に結晶質の薄膜２００は、ＭｏＳ２で構成される。実質的に結晶質の薄膜２００は、実質的に２Ｄあるいは「準２Ｄ」である。これは、薄膜２００が、例えば、１層から５層、または、１層から３層の１または複数の層２１０で構成され得ることを意味する。
ＭＸまたはＭＸ２の実質的に結晶質の薄膜２００が形成されると、内部１８は、不活性ガス９２を用いて大気に開放される。基板４０、および、基板上に形成されたＭＸまたはＭＸ２の実質的に結晶質の薄膜２００は、メインチャンバ１６から取り除かれる。
その後、基板４０は処理され、基板４０の上面４２から実質的に結晶質の薄膜２００が分離される。この処理は、多くの公知の方法の何れかを用いて実施されることができる。例えば、ある技術では、サファイア基板４０から実質的に結晶質の薄膜２００を分離するには、以下の方法が実行される。ａ）実質的に結晶質の薄膜２００が、ＰＭＭＡフォトレジストでスピンコートされる。ｂ）その後、ＰＭＭＡ被覆された実質的に結晶質の薄膜２００は、ＮａＯＨ溶液に浸漬される。ＮａＯＨ溶液は、ＰＭＭＡ被覆された実質的に結晶質の薄膜２００を基板４０から引き離す。ｃ）その後、ＰＭＭＡ被覆された実質的に結晶質の薄膜２００は、ＳｉＯ／Ｓｉ表面に集積され、乾燥される。ｄ）その後、ＰＭＭＡ被膜は、アセトンなどの適切な溶媒を用いて除去され、乾燥される。これにより、ＳｉＯ／Ｓｉ表面には実質的に結晶質の薄膜２００のみが残る。
間接成長法
ここで、例として、Ｍ＝ＭｏおよびＸ＝Ｓの場合を用いて、本明細書において「間接成長」法と呼ばれる第２の方法について説明する。上述したように、ＭｏＳｅ，ＭｏＴｅ、ＷＴｅなどの金属モノカルコゲニドＭＸを形成するために、同様の方法が用いられる。金属ＭとカルコゲニドＸとの価数に応じて、金属モノカルコゲニドまたは金属ジカルコゲニドが形成される。
第２の方法では、基板４０を、内部１８のチャック３８上に配設し、真空システム９６を使用してチャンバ圧力を例えば０．１トールから０．５トールの範囲内に減圧する。基板４０は、その後、（例えば、チャック３８を介して）初期処理温度に加熱される。一例では、初期処理温度は、１５０℃から５００℃の範囲内であり得る。
その後、ＡＬＤ処理が開始される。ＡＬＤ処理は多くの工程を実行することを含む。これらの工程は、記載されているいくつかの選択的な工程を含む。
第１工程は、内部１８に第１前駆体ガス６２を供給することを含む。ここで、第１前駆体ガス６２は、モリブデンなどの金属Ｍを含む金属含有前駆体ガス（例えば、ＭｏＣｌ５）である。一例では、第１前駆体ガス６２は、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）モリブデン、ＭｏＣｌ５、モリブデンヘキサカルボニル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）タングステン、ＷＨ２（ｉＰｒＣｐ）２およびＷＦ６の少なくとも何れか一つを含む。直接成長法と同様に、第１前駆体ガス６２は、基板４０の上面４２上で、上述のＯＨ−基と結合する。
第２工程は、過剰の第１前駆体ガス６２を内部１８からパージすることを含む。
第３工程は、酸化前駆体ガス（例えば、Ｈ２Ｏ，Ｏ３，Ｏ２，Ｏ＊、など）の形態の第２前駆体ガス８２を導入し、基板４０の上面４２に結合している第１前駆体ガス６２と反応させて、図４Ａに示すように、基板４０の上面４２に金属酸化物（ＭＯＸ）層３１０を生成することを含む。一例では、第２前駆体ガス８２は、移行部２６を介して供給され得る。一例の反応は、
ＭｏＣｌ５＋Ｈ２Ｏ→ＭｏＯ３＋揮発性副生物
で示される。
第４工程は、必要に応じて第１工程から第３工程を繰り返し、１または複数のＭＯＸ層３１０を形成し、ＭＯＸ薄膜３００を形成する。一例では、図４Ｂに示すように、ＭＯＸ薄膜３００は、３層から８層のＭＯＸ層３１０を有する。複数のＭＯＸ層３１０を有するＭＯＸ薄膜３００を形成する理由の一つは、層のいくつかが、その後の化学反応で消費されるためである。
図４Ｃに示すように、任意の第５工程は、第１レーザアニーリング工程を含む。この工程では、レーザ光線５２が、ＭＯＸ薄膜３００上で走査（ラスター走査）され、Ｈ２雰囲気内でＭＯＸ薄膜３００を５００℃から１０００℃の範囲内の温度に上昇させる。これにより、ＭｏＯ３は、ＭｏＯ２に還元される。パージ工程が実行され、過剰のＨ２およびその他のあらゆる揮発性副生物が除去される。
第６工程は、Ｘ含有ガスの形態の第３前駆体ガス７２を移行部２６に導入し、Ｘ含有プラズマＸＰを形成することを含む。Ｘ含有ガスは、例えば、硫黄含有ガス（例えば、Ｈ２Ｓ、ジメチルジスルフィド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジスルフィドなど）である。Ｘ含有プラズマＸＰは、ラジカル化された前駆体ガス７２＊を含む。ラジカル化された前駆体ガス７２＊は、連続的に、あるいは、間欠的に供給されることができ、ＭＯ３薄膜３００（任意の第５工程が実施されなかった場合）と反応する。これにより、図４Ｄに示すように、ＭＸまたはＭＸ２の一つの層４１０または数枚の層４１０（例えば、１層から５層、または、１層から３層）を有する非晶質の薄膜４００が形成される。
一例の反応は、
ＭｏＯ３＋Ｈ２Ｓ＊→ＭｏＳ２＋揮発性副生物（任意のレーザアニーリングなし）
ＭｏＯ２＋Ｈ２Ｓ＊→ＭｏＳ２＋揮発性副生物（任意のレーザアニーリングあり）
を含む。
図４Ｅに示すように、第７工程は、第２アニーリング工程を含む。この工程では、レーザ光線５２が、非晶質の薄膜４００上で走査（ラスター走査）され、その薄膜４００を６５０℃から１２００℃の範囲内の温度に達せさせる。これにより、ＭＸまたはＭＸ２の１または複数の層５１０で形成される実質的に結晶質の薄膜５００が形成される。実質的に結晶質の薄膜５００は、「準２Ｄ」あるいは実質的に２Ｄである。これは、薄膜５００が、例えば、１層から５層、または、１層から３層の１または複数の層５１０を含むことを意味する。
ＭＸまたはＭＸ２の準結晶質の薄膜５００が形成されると、内部１８は、不活性ガス９２を用いて大気に開放される。基板４０、および、基板上に形成された結晶質の薄膜５００は、メインチャンバ１６から取り除かれる。上述したように、第６工程および第７工程は、第２のＡＬＤ処理チャンバ１１４内で実行され得る。
基板４０が内部１８から取り除かれると、実質的に２Ｄおよび実質的にＭＸまたはＭＸ２の結晶質の薄膜５００は、直接成長法に関して上述したような周知技術を用いて基板から引き剥がされる。
当業者には明白であるが、添付される特許請求の範囲で規定された本開示の精神または範囲から逸脱することなく、本明細書中に記載された本開示の好ましい実施形態に対して様々な変更を加えることができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等範囲内で行われる本開示の修正及び変更を包含する。

Claims (53)

  1. 金属カルコゲニドの実質的に２次元（２Ｄ）の薄膜を基板の表面に形成する方法であって、
    ａ）原子層堆積（ＡＬＤ）処理を用いて、加熱された基板の前記表面に金属含有分子層を接着することと、
    ｂ）前記金属含有分子層を、プラズマを用いて供給されたカルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスと反応させ、非晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することと、
    ｃ）前記非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜をレーザアニーリングして、非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することと
    を備え、
    前記金属カルコゲニドは、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し、Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである、方法。
  2. 前記金属Ｍは、ＭｏまたはＷであり、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである、請求項１に記載の方法。
  3. 前記プラズマは、Ｘを含有するラジカルを含む、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記Ｘを含有するラジカルは、Ｈ２Ｓ＊を含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記基板を処理し、前記基板の前記表面から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに備える、請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
  6. 前記実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する、請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
  7. 前記ｃ）の工程を実行する前に、前記ａ）の工程および前記ｂ）の工程を複数回繰り返す、請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
  8. 金属カルコゲニドの実質的に２次元（２Ｄ）の薄膜を基板の表面に形成する方法であって、
    ａ）原子層堆積（ＡＬＤ）処理を用いて、加熱された基板の前記表面に金属含有分子層を接着することと、
    ｂ）酸化前駆体ガスを前記金属含有分子層と反応させて、ＭＯ３層を形成することと、
    ｃ）前記ａ）の工程と前記ｂ）の工程とを繰り返し、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することと、
    ｄ）カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを、前記ＭＯ３薄膜と反応させ、非晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することと、
    ｅ）前記非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜をレーザアニーリングして、非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することと
    を備え、
    金属カルコゲニドは、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し、Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである、方法。
  9. 前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかであり、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである、請求項８に記載の方法。
  10. 前記ｄ）の工程は、プラズマを用いて、前記カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを供給することを含む、、請求項８または９に記載の方法。
  11. 前記カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスは、Ｈ２Ｓ＊を含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記基板を処理し、前記基板の前記表面から実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに備える、請求項８から１１の何れか１項に記載の方法。
  13. 実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する、請求項８から１２の何れか１項に記載の方法。
  14. 実質的に２次元（２Ｄ）の金属カルコゲニド薄膜を基板の表面に形成する方法であって、
    ａ）原子層堆積（ＡＬＤ）処理を用いて加熱された基板の前記表面に金属含有分子層を接着することと、
    ｂ）酸化前駆体ガスを前記金属含有分子層と反応させて、ＭＯ３層を形成することと、
    ｃ）前記ａ）の工程と前記ｂ）の工程とを繰り返し、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することと、
    ｄ）前記ＭＯ３薄膜をレーザアニーリングし、ＭＯ３薄膜からＭＯ２薄膜を形成することと、
    ｅ）カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを、前記ＭＯ２薄膜と反応させ、非晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することと、
    ｆ）前記非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜をレーザアニーリングして、非晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜から、実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜を形成することと
    を備え、
    金属カルコゲニドは、ＭＸまたはＭＸ２の形態を有し、Ｍは金属であり、Ｘはカルコゲニドである、方法。
  15. 前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかであり、前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記ｅ）の工程は、プラズマを用いて、カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスを供給することを含む、請求項１４または１５に記載の方法。
  17. 前記カルコゲニド含有ラジカル化前駆体ガスは、Ｈ２Ｓ＊を含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記基板を処理し、前記基板の前記表面から実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに備える、請求項１４から１７の何れか１項に記載の方法。
  19. 実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの金属カルコゲニド薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する、請求項１４から１８の何れか１項に記載の方法。
  20. 原子層堆積処理を用いて、実質的に２次元（２Ｄ）の金属モノカルコゲニド（ＭＸ）薄膜または実質的に２次元（２Ｄ）の金属ジカルコゲニド（ＭＸ２）薄膜を基板の表面に形成する方法であって、
    ａ）０．１トールから０．５トールの範囲内の圧力を有するチャンバ内部に前記基板を配設し、前記基板を１５０℃から５００℃の間の温度に加熱することと、
    ｂ）金属Ｍを有するとともに、前記基板と反応し、前記基板上に残る金属含有前駆体ガスを前記チャンバ内部に導入することと、
    ｃ）前記チャンバ内部から過剰な金属含有前駆体ガスを除去することと、
    ｄ）プラズマを用いて、前記チャンバ内部に、前記基板上に残存する前記金属含有前駆体ガスと反応するカルコゲニド前駆体ガスを導入し、ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を生成することと、
    ｅ）前記チャンバ内部をパージすることと、
    ｆ）前記非晶質薄膜上でレーザ光線を走査し、前記非晶質薄膜を６００℃から１２００℃の間の温度に加熱し、ＭＸまたはＭＸ２の実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を、前記基板表面に生成することと
    を備える方法。
  21. 前記金属Ｍは、ＭｏおよびＷの何れかである、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記カルコゲニドＸは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのうちの何れかである、請求項２０または２１に記載の方法。
  23. 前記プラズマは、Ｘ含有ラジカルを含む、請求項２０から２２の何れか１項に記載の方法。
  24. 前記Ｘ含有ラジカルは、Ｈ２Ｓ＊を含む、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記基板を処理し、前記基板の前記表面から実質的に結晶質かつ実質的に２Ｄの薄膜を除去することをさらに含む、請求項２０から２４の何れか１項に記載の方法。
  26. 前記レーザ光線は、５３２ｎｍの公称波長を有する、請求項２０から２５の何れか１項に記載の方法。
  27. 前記ｄ）の工程において、前記カルコゲニド前駆体ガスを供給することは、連続的に、あるいは、間欠的に実行される、請求項２０から２６の何れか１項に記載の方法。
  28. 前記２Ｄの薄膜は、２５ｍｍ×２５ｍｍ以上の大きさを有する、請求項２０から２７の何れか１項に記載の方法。
  29. 前記ｆ）の工程において、レーザ走査は、ラスター走査で実行される、請求項２０から２８の何れか１項に記載の方法。
  30. 前記基板は、シリコンまたはサファイアで形成される、請求項２０から２９の何れか１項に記載の方法。
  31. 前記ｆ）の工程を実行する前に、前記ｂ）から前記ｅ）の工程が複数回繰り返される、請求項２０から３０の何れか１項に記載の方法。
  32. 原子層堆積処理を用いて、２次元（２Ｄ）の金属モノカルコゲニド（ＭＸ）薄膜または２次元（２Ｄ）の金属ジカルコゲニド（ＭＸ２）薄膜を基板の表面に形成する方法であって、
    ａ）０．１トールから０．５トールの範囲内の圧力を有するチャンバ内部に基板を配設し、前記基板を１５０℃から５００℃の間の初期温度に加熱することと、
    ｂ）ＭｏおよびＷの何れかである金属Ｍを有する金属含有前駆体ガスを前記チャンバ内部に供給し、過剰な金属含有前駆体ガスのすべてを除去することを含むことと、
    ｃ）前記チャンバ内部に酸化前駆体ガスを供給してＭＯ３層を形成し、そして、過剰な酸化剤ガスのすべてを除去することと、
    ｄ）前記ｂ）の工程と前記ｃ）の工程とを繰り返して複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することと、
    ｅ）プラズマを用いて前記チャンバ内部にカルコゲニド前駆体ガスを導入し、前記カルコゲニド前駆体ガスが、前記ＭＯ３薄膜と反応し、ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を生成し、前記チャンバ内部をパージすることと、
    ｆ）前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜上でレーザ光線を走査し、前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を、６５０℃から１２００℃の間の温度に加熱し、ＭＸまたはＭＸ２の実質的な結晶質薄膜を生成することと
    を備える、方法。
  33. 前記酸化前駆体ガスは、Ｈ２Ｏ，Ｏ３，Ｏ＊およびＯ２の何れかである、請求項３２に記載の方法。
  34. 前記カルコゲニド前駆体ガスは、硫黄を含む、請求項３２または３３に記載の方法。
  35. 前記金属含有前駆体ガスは、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）モリブデン、ＭｏＣｌ５、モリブデンヘキサカルボニル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）タングステン、ＷＨ２（ｉＰｒＣｐ）２およびＷＦ６からなる前駆体ガスの群から選択される、請求項３２から３４の何れか１項に記載の方法。
  36. 前記レーザ光線は、５３２ｎｍの公称波長を有する、請求項３２から３５の何れか１項に記載の方法。
  37. 前記ｅ）の工程において、前記カルコゲニド前駆体ガスを供給することは、連続的に、あるいは、間欠的に実行される、請求項３２から３６の何れか１項に記載の方法。
  38. 前記基板の前記表面から実質的に結晶質のＭＸまたはＭＸ２の薄膜を除去することをさらに備える、請求項３２から３７の何れか１項に記載の方法。
  39. レーザ走査は、ラスター走査で実行される、請求項３２から３８の何れか１項に記載の方法。
  40. 前記基板は、シリコンまたはサファイアで形成される、請求項３２から３９の何れか１項に記載の方法。
  41. 前記基板は、加熱されたチャックによって支持され、前記ａ）の工程において、前記基板は、前記加熱されたチャックによって前記初期温度に加熱される、請求項３２から４０の何れか１項に記載の方法。
  42. 前記ＭＯ３薄膜は、３層から８層の間のＭＯ３層を有する、請求項３２から４１の何れか１項に記載の方法。
  43. 原子層堆積処理を用いて、２次元（２Ｄ）の金属モノカルコゲニド（ＭＸ）薄膜または２次元（２Ｄ）の金属ジカルコゲニド（ＭＸ２）薄膜を基板の表面に形成する方法であって、
    ａ）０．１トールから０．５トールの範囲内の圧力を有するチャンバ内部に基板を配設し、前記基板を１５０℃と５００℃との間の初期温度に加熱することと、
    ｂ）ＭｏおよびＷの何れかである金属Ｍを有する金属含有前駆体ガスを前記チャンバ内部に供給し、過剰な金属含有前駆体ガスのすべてを除去することを含むことと、
    ｃ）前記チャンバ内部に酸化前駆体ガスを供給し、ＭＯ３層を形成し、そして、過剰な酸化ガスを除去することと、
    ｄ）前記ｂ）の工程と前記ｃ）の工程とを繰り返し、複数のＭＯ３層を有するＭＯ３薄膜を形成することと、
    ｅ）前記ＭＯ３薄膜をレーザアニーリングし、ＭＯ２薄膜を形成することと、
    ｆ）プラズマを用いて前記チャンバ内部にカルコゲニド前駆体ガスを導入し、前記カルコゲニド前駆体ガスが、前記ＭＯ２薄膜と反応し、ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を生成し、そして、前記チャンバ内部をパージすることと、
    ｇ）前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜上でレーザ光線を走査し、前記ＭＸまたはＭＸ２の非晶質薄膜を、６５０℃から１２００℃の間の温度に加熱し、ＭＸまたはＭＸ２の実質的な結晶質薄膜を生成することと
    を備える方法。
  44. 前記酸化前駆体ガスは、Ｈ２Ｏ，Ｏ３，Ｏ＊およびＯ２の何れかである、請求項４３に記載の方法。
  45. 前記カルコゲニド前駆体ガスは、硫黄を含む、請求項４３または４４に記載の方法。
  46. 前記金属含有前駆体ガスは、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）モリブデン、ＭｏＣｌ５、モリブデンヘキサカルボニル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミド）ビス（ジメチルアミド）タングステン、ＷＨ２（ｉＰｒＣｐ）２およびＷＦ６からなる前駆体ガスの群から選択される、請求項４３から４５の何れか１項に記載の方法。
  47. 前記レーザ光線は、５３２ｎｍの公称波長を有する、請求項４３から４６の何れか１項に記載の方法。
  48. 前記ｅ）の工程において、前記カルコゲニド前駆体ガスを供給することは、連続的に、あるいは、間欠的に実行される、請求項４３から４７の何れか１項に記載の方法。
  49. 前記基板の前記表面から実質的に結晶質のＭＸまたはＭＸ２の薄膜を除去することをさらに備える、請求項４３から４８の何れか１項に記載の方法。
  50. レーザ走査は、ラスター走査で実行される、請求項４３から４９の何れか１項に記載の方法。
  51. 前記基板は、シリコンまたはサファイアで形成される、請求項４３から５０の何れか１項に記載の方法。
  52. 前記基板は、加熱されたチャックによって支持され、前記ａ）の工程において、前記基板は、前記加熱されたチャックによって前記初期温度に加熱される、請求項４３から５１の何れか１項に記載の方法。
  53. 前記ＭＯ３薄膜は、３層から８層の間のＭＯ３層を有する、請求項４３から５２の何れか１項に記載の方法。
JP2016176531A 2015-09-15 2016-09-09 ２ｄ金属カルコゲニド薄膜のレーザ利用原子層堆積 Expired - Fee Related JP6392282B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562218734P 2015-09-15 2015-09-15
US62/218,734 2015-09-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017061743A true JP2017061743A (ja) 2017-03-30
JP6392282B2 JP6392282B2 (ja) 2018-09-19

Family

ID=58257046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016176531A Expired - Fee Related JP6392282B2 (ja) 2015-09-15 2016-09-09 ２ｄ金属カルコゲニド薄膜のレーザ利用原子層堆積

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20170073812A1 (ja)
JP (1) JP6392282B2 (ja)
KR (1) KR20170032867A (ja)
CN (1) CN106521452A (ja)
SG (1) SG10201607590TA (ja)
TW (1) TWI624558B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210142321A (ko) * 2020-05-18 2021-11-25 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 이용한 스위칭 소자의 형성 방법 및 메모리 소자의 제조 방법
KR20210142320A (ko) * 2020-05-18 2021-11-25 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 적용한 상변화 물질층의 형성 방법 및 상변화 메모리 소자의 제조 방법
US12074038B2 (en) 2019-12-17 2024-08-27 Resonac Corporation Method of manufacturing passivation film
US12116675B2 (en) 2018-12-25 2024-10-15 Resonac Corporation Adhesion removal method and film-forming method

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI646670B (zh) * 2017-04-07 2019-01-01 國立交通大學 二維材料的製作方法
CN109887876B (zh) * 2017-12-06 2020-02-21 上海微电子装备（集团）股份有限公司 真空吸盘、基底吸附方法、激光退火装置和方法
CN108376738A (zh) * 2018-02-27 2018-08-07 上海电力学院 一种利用纳米金属颗粒辅助微波实现半导体金属相变的方法
TWI751406B (zh) 2018-03-06 2022-01-01 美商應用材料股份有限公司 形成金屬硫系化物柱體之方法
US10861706B2 (en) * 2018-10-26 2020-12-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Etch selectivity improved by laser beam
US11756828B2 (en) * 2018-11-20 2023-09-12 Applied Materials, Inc. Cluster processing system for forming a transition metal material
EP3666783A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-17 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur herstellung von bis(tert-butylimido)bis(dialkylamido)wolfram-verbindungen, bis(tert-butylimido)bis(dialkylamido)wolfram-verbindungen, verwendung einer bis(tert-butylimido)bis(dialkylamido)wolfram-verbindung und substrat
US11377736B2 (en) 2019-03-08 2022-07-05 Seagate Technology Llc Atomic layer deposition systems, methods, and devices
KR20210009160A (ko) 2019-07-16 2021-01-26 삼성전자주식회사 전이금속 칼코겐 화합물 박막의 형성방법
US20210062331A1 (en) * 2019-08-26 2021-03-04 Entegris, Inc. Group vi metal deposition process
CN110607516B (zh) * 2019-10-24 2021-06-29 云南师范大学 一种单层或双层二硫化钨薄膜的制备方法
CN110863189A (zh) * 2019-11-11 2020-03-06 中国科学院上海技术物理研究所 一种脉冲式注入反应物生长单层碲化物掺杂结构的方法
CN111943270B (zh) * 2020-08-21 2023-04-25 南京工程学院 一种用于制造二硫化钼量子点阵列的设备与工艺方法
CN111978962B (zh) * 2020-08-21 2022-12-13 南京工程学院 一种用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备
CN114318288A (zh) * 2020-10-09 2022-04-12 昆山微电子技术研究院 一种高质量二硫化钼薄膜的原子层沉积制备方法
CN112501583B (zh) * 2020-11-26 2023-01-24 北京大学深圳研究生院 一种过渡金属二硒化物薄膜的制备方法
WO2024102506A2 (en) * 2022-08-16 2024-05-16 Massachusetts Institute Of Technology Low-temperature synthesis of two-dimensional material
CN118028782B (zh) * 2024-04-12 2024-06-21 武汉大学 一种制备二维晶体材料的装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62278127A (ja) * 1986-04-23 1987-12-03 サイモン・フレイザ−・ユニバ−シテイ 遷移金属ジカルコゲナイドの新規形態
JP2009088556A (ja) * 2008-12-08 2009-04-23 Junichi Hanna 半導体基材の製造方法
JP2011521443A (ja) * 2008-04-18 2011-07-21 アイピーエス・リミテッド カルコゲナイド薄膜の形成方法
JP2014220525A (ja) * 2011-06-09 2014-11-20 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 二元及び三元金属カルコゲニド材料ならびにその製造方法及び使用方法
JP2015007279A (ja) * 2013-04-11 2015-01-15 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 多成分膜の製造方法
JP2015090984A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 二次元物質及びその形成方法、並びに該二次元物質を含む素子

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040224504A1 (en) * 2000-06-23 2004-11-11 Gadgil Prasad N. Apparatus and method for plasma enhanced monolayer processing
US20040097103A1 (en) * 2001-11-12 2004-05-20 Yutaka Imai Laser annealing device and thin-film transistor manufacturing method
JP4312006B2 (ja) * 2003-08-25 2009-08-12 株式会社Ａｄｅｋａ 希土類金属錯体、薄膜形成用原料及び薄膜の製造方法
WO2005124849A2 (en) * 2004-04-21 2005-12-29 Aviza Technology, Inc. System and method for forming multi-component dielectric films
US8883270B2 (en) * 2009-08-14 2014-11-11 Asm America, Inc. Systems and methods for thin-film deposition of metal oxides using excited nitrogen—oxygen species
US8415657B2 (en) * 2010-02-19 2013-04-09 Intermolecular, Inc. Enhanced work function layer supporting growth of rutile phase titanium oxide
CN102337524B (zh) * 2010-07-20 2013-07-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种铋基硫族化合物热电薄膜的制备方法
TW201408810A (zh) * 2012-07-12 2014-03-01 Applied Materials Inc 用於沉積貧氧金屬膜的方法
US20140162397A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Intermolecular, Inc. High-Efficiency Thin-Film Photovoltaics with Controlled Homogeneity and Defects
KR101500944B1 (ko) * 2013-03-22 2015-03-10 경희대학교 산학협력단 칼코겐 화합물의 2차원 대면적 성장 방법, cmos형 구조체의 제조 방법, 칼코겐 화합물의 막, 칼코겐 화합물의 막을 포함하는 전자 소자 및 cmos형 구조체
SG11201510292VA (en) 2013-07-02 2016-01-28 Ultratech Inc Formation of heteroepitaxial layers with rapid thermal processing to remove lattice dislocations
KR101621470B1 (ko) * 2013-07-31 2016-05-16 건국대학교 산학협력단 MoS2 박막 및 이의 제조방법
US20150118487A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Colin A. Wolden Plasma-assisted nanofabrication of two-dimensional metal chalcogenide layers
US9711396B2 (en) * 2015-06-16 2017-07-18 Asm Ip Holding B.V. Method for forming metal chalcogenide thin films on a semiconductor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62278127A (ja) * 1986-04-23 1987-12-03 サイモン・フレイザ−・ユニバ−シテイ 遷移金属ジカルコゲナイドの新規形態
JP2011521443A (ja) * 2008-04-18 2011-07-21 アイピーエス・リミテッド カルコゲナイド薄膜の形成方法
JP2009088556A (ja) * 2008-12-08 2009-04-23 Junichi Hanna 半導体基材の製造方法
JP2014220525A (ja) * 2011-06-09 2014-11-20 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 二元及び三元金属カルコゲニド材料ならびにその製造方法及び使用方法
JP2015007279A (ja) * 2013-04-11 2015-01-15 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 多成分膜の製造方法
JP2015090984A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 二次元物質及びその形成方法、並びに該二次元物質を含む素子

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12116675B2 (en) 2018-12-25 2024-10-15 Resonac Corporation Adhesion removal method and film-forming method
US12074038B2 (en) 2019-12-17 2024-08-27 Resonac Corporation Method of manufacturing passivation film
KR20210142321A (ko) * 2020-05-18 2021-11-25 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 이용한 스위칭 소자의 형성 방법 및 메모리 소자의 제조 방법
KR20210142320A (ko) * 2020-05-18 2021-11-25 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 적용한 상변화 물질층의 형성 방법 및 상변화 메모리 소자의 제조 방법
KR102444266B1 (ko) * 2020-05-18 2022-09-16 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 적용한 상변화 물질층의 형성 방법 및 상변화 메모리 소자의 제조 방법
KR102444272B1 (ko) * 2020-05-18 2022-09-16 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 이용한 스위칭 소자의 형성 방법 및 메모리 소자의 제조 방법
KR20220130061A (ko) * 2020-05-18 2022-09-26 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 적용한 상변화 물질층의 형성 방법 및 상변화 메모리 소자의 제조 방법
KR20220130638A (ko) * 2020-05-18 2022-09-27 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 이용한 스위칭 소자의 형성 방법 및 메모리 소자의 제조 방법
KR102529139B1 (ko) * 2020-05-18 2023-05-03 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 적용한 상변화 물질층의 형성 방법 및 상변화 메모리 소자의 제조 방법
KR102529144B1 (ko) * 2020-05-18 2023-05-03 서울대학교산학협력단 원자층 증착 공정을 이용한 칼코게나이드계 박막의 형성 방법, 이를 이용한 스위칭 소자의 형성 방법 및 메모리 소자의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW201710541A (zh) 2017-03-16
KR20170032867A (ko) 2017-03-23
JP6392282B2 (ja) 2018-09-19
SG10201607590TA (en) 2017-04-27
US20170073812A1 (en) 2017-03-16
US20180216232A1 (en) 2018-08-02
CN106521452A (zh) 2017-03-22
US10676826B2 (en) 2020-06-09
TWI624558B (zh) 2018-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6392282B2 (ja) ２ｄ金属カルコゲニド薄膜のレーザ利用原子層堆積
CN109652785B (zh) 通过循环沉积在衬底上沉积金属硫族化物的方法
EP2899295B1 (fr) Procédé de réalisation par ALD d'une couche mince de formule MYx
JP2020084323A (ja) 周期的堆積プロセスにより基材上に遷移金属カルコゲン化物膜を堆積させる方法
JP2021027343A (ja) 基材処理装置および方法
KR20180110598A (ko) 순환 증착에 의해 기판 상에 도핑된 산화 금속 막을 형성하는 방법 및 관련 반도체 소자 구조체
JP2016047958A (ja) 酸素ラジカル生成を促進するためのｃｆ４を用いたラジカル強化原子層蒸着
US7887884B2 (en) Method for atomic layer deposition of materials using an atmospheric pressure for semiconductor devices
TWI599671B (zh) 使用熱線化學氣相沉積腔室清潔基材表面之方法
JP2005531151A (ja) エネルギアシステッド原子層堆積及び除去の方法
JP2014165494A (ja) 半導体上の酸素単原子層
TW201401339A (zh) 成膜方法及成膜裝置
JP2008081391A (ja) 基板上にバッファ層を形成する方法
EP0240306B1 (en) Method for forming deposited film
CN111943270B (zh) 一种用于制造二硫化钼量子点阵列的设备与工艺方法
JP2004296887A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP6912913B2 (ja) 原子層堆積法による酸化イットリウム含有薄膜の製造方法
KR102635418B1 (ko) 고결정성 이차원소재 제조방법 및 이에 의하여 제조된 고결정성 이차원소재
WO2010013293A1 (ja) プラズマ装置および結晶製造方法
JPH05186295A (ja) 結晶成長方法
TW202311271A (zh) 新穎氧化劑及張力環前驅物
CN118272789A (zh) 形成和利用含锑膜的方法以及相关结构
Akiki Area selective deposition of microcrystalline silicon by PECVD: physical origin, challenges and solutions.
KR20110069631A (ko) 결정질 산화티타늄막 제조 방법
JPH01730A (ja) 多層薄膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180724

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180822

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6392282

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees