CN103866278B - 用于增加原子层沉积前驱体数量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，其包括将衬底基片进行表面处理；将衬底放入原子层沉积设备的反应腔室中；将载气通入不同反应物瓶内，通过载气带出的反应物在溶剂瓶内进行反应，而生成前驱体；将前驱体输送到原子层沉积反应腔中进行薄膜的沉积。本发明提供的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法采用不同反应物通过载气输运到溶剂瓶中发生化学反应来生成前驱体的方法，可以在满足ALD沉积条件的同时，增加ALD沉积技术的前驱体范围。
Description
技术领域
本发明涉及原子层沉积的薄膜制备技术领域，具体涉及一种用于增加原子层沉积前驱体数量的方法。
背景技术
原子层沉积(ALD)技术由于其独特的单原子层低温逐层沉积的特点，使得制备的薄膜具有高度的致密性、保形性和厚度在原子尺度的精确可控性。ALD沉积技术中，前驱体的种类和数量对沉积所得薄膜的结构、组成和性能起决定性的作用。ALD中常用的前驱体往往是易挥发和分解发生反应的气源，而对于一些需要在高温才能分解的气源如：甲烷、二氧化碳等则无法使用，另外对于一些易燃易爆的危险物品的使用也会收到限制。
因此，为了使ALD技术最大限度的发挥其生长特性，需要对现有设备做一些改进来扩充该技术的前驱体种类和数量，为薄膜技术的发展奠定基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使用该方法可以现场制备前驱体，使得一些易燃易爆的危险化合物可以用做ALD的前驱体，增加了原子层沉积的前驱体数量和种类的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，包括：
将衬底基片进行表面处理；
将衬底放入原子层沉积设备的反应腔室中；
将载气通入不同反应物瓶内，通过载气带出的反应物在溶剂瓶内进行反应，而生成前驱体；
将前驱体输送到原子层沉积反应腔中进行薄膜的沉积。
本发明提供的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法采用不同反应物通过载气输运到溶剂瓶中发生化学反应来生成前驱体的方法，可以在满足ALD沉积条件的同时，增加ALD沉积技术的前驱体范围。
附图说明
图1为本发明实施例提供的采用的现场生成ALD前驱体的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种用于增加原子层沉积前驱体的方法，包括：
将衬底基片进行表面处理；
将衬底放入原子层沉积(ALD)设备的反应腔室中；
将载气通入不同反应物瓶内，通过载气带出的反应物在溶剂瓶内进行反应，而生成前驱体；
将前驱体输运和/或载气吹扫的方式运输到原子层沉积反应腔中进行薄膜的沉积。
其中，载气是并行与两种或者两种以上反应物接触，将其输运到恰当溶剂中，在溶剂中反应物发生化学反应，生成前驱体。生成的前驱体通过载气输运到反应腔室；常用的易挥发和分解的前驱体通过载气吹扫到反应腔室，进行逐层的沉积。载气可选用氮气、氩气或氦气。载气的流量为1sccm-250sccm，使得反应物能够充分的混合均匀。进气方法使用的管壁的温度低于原子层沉积反应腔室温度1℃-90℃。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种用于增加原子层沉积前驱体的方法，可以通过载气的方式使装在反应物瓶1中的N-甲基-N-亚硝基对甲苯磺酰胺(p-CH3-C6H4-SO2N(NO)CH3)和装在反应物瓶2中氢氧化钾(KOH)在装在反应物瓶3中甲醇中发生反应，然后在衬底表面形成甲基结构。
具体步骤如下：
将衬底碳化硅或者碳化钨采用氢气处理20分钟或者标准液清洗，使其表面形成C-H键。
两个反应物瓶中一个装入10mL-250mL的N-甲基-N-亚硝基对甲苯磺酰胺溶液，另一个装入氢氧化钾溶液，反应物瓶3中装入10-100mL甲醇，此时管壁温度优选为1-40°C。
载气流量为1sccm-250sccm，进入N-甲基-N-亚硝基对甲苯磺酰胺溶液，以运输方式将N-甲基-N-亚硝基对甲苯磺酰胺携带出来；同时载气和吹扫方式运输的氢氧化钾碱溶液混合，进入到甲醇溶剂中，发生反应，反应式为：
重氮甲烷自身分解，形成物质碳烯(:CH2)，反应式为：
分解产物碳烯(:CH2)和衬底发生插入反应，表达式：
最终可以在衬底表面沉积甲基结构。
本发明对现有的原子层沉积设备提供了一种改进方法，它能够在满足ALD沉积方式的前提下，增加适合用ALD设备沉积薄膜的前躯体的数量。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，其特征在于，包括：
将衬底基片进行表面处理；
将衬底放入原子层沉积设备的反应腔室中；
将载气通入不同反应物瓶内，通过载气带出的反应物在溶剂瓶内进行反应，而生成前驱体；
将前驱体输运和载气吹扫的方式输送到原子层沉积反应腔中进行薄膜的沉积；所述载气是氮气N2、氦气He或者氩气Ar；所述载气用来运输前驱体的源为一路，所述载气吹扫的源为多路；所述载气是并行，同时与各反应物接触的；所述载气流量为1sccm–250sccm。
2.根据权利要求1所述的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，其特征在于，所述反应物瓶是两个或者两个以上。
3.根据权利要求2所述的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，其特征在于，所述反应物瓶包括装有第一反应物的第一反应物瓶、装有第二反应物的第二反应物瓶和装有溶剂的第三反应物瓶；所述第一反应物、所述第二反应物在所述溶剂中反应，用于生成前驱体的物质。
4.根据权利要求1所述的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，其特征在于，所述载气带出反应物以及输运难挥发前驱体时的管壁温度低于原子层沉积的反应腔室温度，所述载气带出反应物以及输运难挥发前驱体时的管壁温度为1℃–90℃。
5.根据权利要求1所述的用于增加原子层沉积前驱体数量的方法，其特征在于，所述前驱体是两种或者两种以上，是现场化学反应生成的，或易挥发和分解的前驱体。
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| CN103866278A CN103866278A (zh) | 2014-06-18 |
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