[發明專利]一種各向異性膜生長的方法及氣體團簇反應器

在審

• 申請號: 202110447250.X
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113186512A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 曹路;宋鳳麒;劉翊;張同慶
• 申請（專利權）人: 江蘇集創原子團簇科技研究院有限公司
• 主分類號: C23C16/42
• 分類號: C23C16/42;C23C16/455;C23C16/50;C23C16/52;C23C16/02;H01L21/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種在基板上形成低溫硅化物膜的方法，其特征是，包括如下步驟：

將原料氣體供應到團簇形成室以形成氣體團簇；

將氣體團簇移至電離加速室以形成氣體團簇離子束GCIB；

將GCIB注入處理室中，該處理室容納基板；

通過注入裝置將前驅物氣體注入到處理室中，其中注入裝置以使得前驅物氣體到達基板的局部區域的方式定位在處理室的頂部上；和通過在前驅物氣體存在下用GCIB轟擊基板，在基板上形成硅化物膜；將所述GCIB注入所述處理室是通過位于所述電離加速室與所述處理室之間的孔執行的，以形成準直的GCIB。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述孔變寬或被去除以形成寬的GCIB。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征是，其中，所述寬GCIB基本上轟擊所述基板的表面。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述源氣體和所述前驅物氣體的組合包括硅源氣體和金屬源氣體，以在所述襯底上形成硅化物膜。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征是，其中，所述硅源氣體包括SiH₂Cl₂(DCS)，Si₂H₆，SiCl₄或SiHCl₃。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征是，其中，所述金屬源氣體包括TiCl₄，WF₆或金屬α酸鹽。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述襯底包括III-V族材料，例如GaAs和InGaAs。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述注射裝置包括具有多個開口的裝置，所述前體氣體流過所述多個開口。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征是，其中，將所述GCIB注入到所述處理室中以及通過所述注入裝置將所述前體氣體注入到所述處理室中是同時進行的，以在所述襯底的表面上引起化學反應，從而促進所述襯底的生長。硅化物膜的速率受GCIB的通量控制。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征是，將所述GCIB注入到所述處理室中以及將所述前驅體氣體通過所述注入裝置注入到所述處理室中是在前驅體氣體注入，隨后GCIB注入，以及反之亦然的一個或多個循環中進行的。前驅物氣體的單層在基板表面上與進入的GCIB反應，導致硅化物膜的生長，其厚度受前驅物氣體的數量和GCIB脈沖的控制；所述處理室中的壓力保持在大約10-6托至10-2托，以減少前驅物氣體與GCIB之間的碰撞次數。