[發明專利]原子層化學氣相沉積系統生長(MO2)x(SiO2)1-x金屬氧化物薄膜的方法

在審

• 申請號: 201810313602.0
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108486547A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 李榮;湯振杰
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種原子層化學氣相沉積系統生長(MO₂)_x(SiO₂)_1?x金屬氧化物薄膜的方法，通過調節M源和Si源交替重復生長控制薄膜的厚度，通過調節M源和Si源各自的脈沖循環次數調控薄膜的組分，實現薄膜組分和厚度的控制，操作簡單，可控可調。

技術領域

本發明涉及薄膜制備技術，尤其涉及一種薄膜組分可調、可控的制備方法。

背景技術

隨著微電子器件的快速發展，多組元金屬氧化物薄膜得到越來越多的應用。金屬氧化物薄膜的組分直接影響薄膜的電學性能，因此薄膜組分的調控成為行業人員研究的重點。傳統的金屬氧化物薄膜的制備工藝多采用物理濺射的方法，通過制備不同組分配比陶瓷靶材，借助脈沖激光沉積系統或磁控濺射系統生長與設計組分配比一致的氧化物薄膜，原材料成本較高，制備過程復雜。

為了避免傳統工藝的缺點，本發明提供了一種原子層化學氣相沉積系統生長(MO₂)_x(SiO₂)_1-x金屬氧化物薄膜的方法，通過調節M源和Si源交替重復生長控制薄膜的厚度，通過調節M源和Si源各自的脈沖循環次數調控薄膜的組分，實現薄膜組分和厚度的控制，操作簡單，可控可調。

發明內容

本發明提供了一種原子層化學氣相沉積系統生長(MO₂)_x(SiO₂)_1-x金屬氧化物薄膜的方法，所述制備過程如下：

a)將基底放入適量無水乙醇中，超聲清洗1分鐘后，用去離子水超聲清洗3分鐘，去除表面雜質，然后利用高純氮氣吹干后置于原子層化學氣相沉積腔體內的樣品臺上，生長(MO₂)_x(SiO₂)_1-x金屬氧化物薄膜過程中，Si源選用三(二甲胺基)硅(Si(N(CH₃)₂)₃)，氧源可在臭氧和水中任選一種，M可在Hf、Zr、Ti中任選一種，所用金屬源分別為四(二甲胺基)鉿(Hf(N(CH₃)₂)₄)、四(二甲胺基)鋯(Zr(N(C₂H₅)₂)₄)、四(二甲胺基)鈦(Ti(N(CH₃)₂)₄)，襯底溫度在300-400℃范圍內，源的溫度在180-200℃范圍內；

b)利用原子層化學氣相沉積在基底上沉積(MO₂)_x(SiO₂)_1-x金屬氧化物薄膜時，首先生長n1個循環的MO₂，n₁在1-5范圍內選擇，而后生長m₁個循環的SiO₂，m₁在1-5范圍內選擇，然后再生長n₂個循環的MO₂，n₂在1-5范圍內選擇，緊接著生長m₂個循環的SiO₂，m₂在1-5范圍內選擇，如此交替重復生長，其中交替重復生長次數根據薄膜厚度需要可在2-200范圍內選擇；

c)生長后的(MO₂)_x(SiO₂)_1-x金屬氧化物薄膜原位保溫時間控制在30-60分鐘范圍內，確保薄膜中各組分在襯底溫度下擴散，形成組分均勻的薄膜。

附圖說明

圖1：原子層化學氣相沉積系統生長(MO₂)_x(SiO₂)_1-x金屬氧化物薄膜的流程圖。