JP7011325B2 - 室温での原子層堆積によって生成されたSiO2薄膜 - Google Patents
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Description
図2aは、500ミリ秒から150秒に切り替えられた様々なSiCl4パルスに対する質量増加対曝露時間を示している。プロファイルは、t=90秒に対して飽和を示す。その後のSiCl4の曝露は、本明細書では明瞭性のために図示していないが、増加が全くない場合であってもわずかな質量増加を生じる。これは、90秒以上の曲線の飽和によって観察することができる。5サイクルの結果として生じる総重量増加は、約0.13μg/cm2である。
図2bは、500ミリ秒から150秒に切り替えられた様々なH2Oパルスに対する質量増加対曝露時間を示している。以前に得られたSiCl4(すなわち90秒)の値から開始して、サイクルは同一に保たれ、かつ様々なH2Oの曝露時間が適用される。最大0.18μg/cm2の重量増加には90秒間で達し、この値を超えると飽和状態に達する。
図2bは、500ミリ秒から150秒に切り替えられた様々なNH3パルスに対する質量増加対曝露時間を示している。SiCl4およびH2Oの両方は90秒で維持され、90秒間のNH3曝露に対して最大0.17μg/cm2の質量増加が観察される。
図2で観察された傾向を使用して、室温での純粋なALD法におけるSiO2膜の成長を調べた。SiCl4、NH3およびH2Oの曝露時間を90秒に固定し、NH3およびH2Oパルスの後にはそれぞれ180秒および300秒の延長されたパージを適用した。60秒間持続するSiCl4のパージを適用した。
Claims (12)
- 少なくとも3つの前駆体を含み、室温で実施される、シリコン酸化物を基板上、特に無機材料上にコーティングするための原子層堆積方法であって、前記少なくとも3つの前駆体は、四塩化ケイ素、水および1つのルイス塩基剤であり、前記方法は、
a.ある曝露時間の間、前記1つのルイス塩基剤を前記基板上に曝露するステップと、
b.(a)の後に実行されるある曝露時間の間、前記四塩化ケイ素を前記基板上に曝露するステップと、
c.(b)の後に実行されるある曝露時間の間、前記水を前記基板上に曝露するステップを含み、
前記ステップ(b)および(c)の各々の後のパージ時間中に、窒素ガスでパージする少なくとも1つのステップを実行し、前記ステップ(a)の後の前記パージ時間中にも、窒素ガスでパージする少なくとも1つのステップを実行することを特徴とする、方法。 - 前記窒素ガスでパージする少なくとも1つのステップは、5Torr、4Torr、3Torr、2Torrまたは1Torrよりも低い、優先的には2Torrより低い窒素ガスの流量/全圧の比を示すことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記前駆体の前記曝露時間は、50ミリ秒~200秒の間であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- a.前記四塩化ケイ素の前記曝露時間は、50ミリ秒~200ミリ秒、優先的には80ミリ秒~120ミリ秒、より優先的には100ミリ秒であり、
b.前記ルイス塩基剤および前記水の前記曝露時間は、1秒~3秒、優先的には1.8秒~2.2秒、より優先的には2.0秒である
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記前駆体の前記曝露時間は、50秒~200秒、優先的には70秒~99秒、より優先的には71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97または98秒、さらにより優先的には90秒であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記窒素ガスによるパージ時間は1秒~20秒であり、優先的には5秒~15秒であり、より優先的には10秒であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- a.ステップ(a)の後の前記窒素ガスによるパージ時間は、100秒~240秒、優先的には160秒~200秒、より優先的には180秒であり、
b.ステップ(b)の後の前記窒素ガスによるパージ時間は、10秒~100秒、優先的には40秒~80秒、より優先的には60秒であり、
c.ステップ(c)の後の前記窒素ガスによるパージ時間は、200秒~360秒、優先的には280秒~320秒、より優先的には300秒である
ことを特徴とする、請求項1~3または5のいずれか一項に記載の方法。 - 同時パージステップを含む前記ステップ(a)、(b)および(c)は、50~5000回、優先的には500~2500回繰り返されることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記無機材料は、シリコン、シリコン酸化物、チタン、酸化チタン、アルミニウム、酸化アルミニウム、亜鉛、酸化亜鉛またはそれらの任意の組み合わせ、または優先的には任意の他のシリコンからなることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- シリコン材料は、前記曝露するステップの前にRCA手順に従って洗浄されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記方法は、前記曝露時間および前記パージ時間を決定に適した残留ガス分析器を備えた反応器中で行われることを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応器は、膜の成長の重量測定監視に適した水晶振動子微量天秤および/またはガス組成の監視に適した質量分析計をさらに備えることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
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