[發(fā)明專利]用以實(shí)現(xiàn)高密度高SP3含量層的高功率脈沖磁控濺鍍工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580045005.9
• 申請(qǐng)日: 2015-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN106663609B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·W·斯托威爾;陳詠梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01L21/205
• 分類號(hào): H01L21/205;H05H1/46
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

1.一種形成含碳層的方法，包括以下步驟：

輸送濺鍍氣體到基板，所述基板被定位在第一處理腔室的處理區(qū)域中，所述第一處理腔室具有含碳濺鍍靶材；

輸送能量脈沖到所述濺鍍氣體，以產(chǎn)生濺鍍等離子體，所述濺鍍等離子體通過能量脈沖形成，所述能量脈沖具有介于1W/cm²和10W/cm²之間的平均功率及小于100μs并且大于30μs的脈沖寬度，所述濺鍍等離子體被暴露于小于300高斯的磁場(chǎng)；

形成離子化物種，所述離子化物種包含從所述含碳濺鍍靶材濺射的含碳材料，其中所述離子化物種在所述基板上形成結(jié)晶含碳層，且其中所述基板被保持在低于100攝氏度的溫度；

提供偏壓到所述基板；

在沉積氣體存在的情況下形成等離子體，以形成活化的沉積氣體，所述沉積氣體包含含碳源；以及

輸送所述活化的沉積氣體到所述基板，以在所述結(jié)晶含碳層上形成納米晶金剛石層。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積氣體進(jìn)一步包含氫源。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積氣體包含CH₄、H₂、Ar、CO₂、或它們的組合。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述濺鍍靶材為石墨靶材。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板被保持在介于2毫托和20毫托之間的壓力處。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述結(jié)晶含碳層為納米晶金剛石層。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積氣體使用微波源來活化。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述能量脈沖介于10微秒和100微秒之間。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述磁場(chǎng)小于200高斯。

10.一種用于形成含碳層的方法，包括以下步驟：

輸送濺鍍氣體到基板，所述基板被定位在第一處理腔室的處理區(qū)域中，所述第一處理腔室具有石墨靶材；

輸送能量脈沖到所述濺鍍氣體，以產(chǎn)生濺鍍等離子體，所述濺鍍等離子體通過能量脈沖形成，所述能量脈沖具有介于1W/cm²和10W/cm²之間的平均功率及小于100μs的脈沖寬度，所述濺鍍等離子體被磁場(chǎng)控制，所述磁場(chǎng)小于300高斯；

形成所述濺鍍等離子體，使得中間碳化物層被形成在所述基板上，其中所述基板被保持在低于100攝氏度的溫度；

將具有所述中間碳化物層的基板移送到第二處理腔室；

輸送沉積氣體到所述第二處理腔室；

活化所述沉積氣體以形成活化的沉積氣體，所述沉積氣體包含CH₄、H₂、Ar、CO₂、或上述各項(xiàng)的組合；

輸送所述活化的沉積氣體到基板；以及

在所述中間碳化物層上生長納米晶金剛石層。

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述基板被保持在介于2毫托和20毫托之間的壓力處。

12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中占空比小于濺鍍持續(xù)時(shí)間的10％。

13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述沉積氣體使用微波源來活化。

14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述能量脈沖介于10微秒和100微秒之間。

15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述磁場(chǎng)小于200高斯。