專利名稱：用于形成金屬氧化物薄膜的使用醇的化學(xué)氣相沉積法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)使用化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition)或原子層沉積法(atomic layer deposition)制備金屬氧化物薄膜的方法，更具體的說(shuō)，涉及一種通過(guò)使用其中將醇蒸汽(vapor)用作反應(yīng)氣體的化學(xué)氣相沉積或原子層沉積法制備金屬氧化物薄膜的方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)氣相沉積廣泛用于形成金屬氧化物、氮化物和硫化物以及金屬薄膜。其還可以用于形成聚合物或有機(jī)薄膜。因?yàn)橥ㄟ^(guò)化學(xué)氣相沉積制備的薄膜具有在三維結(jié)構(gòu)上均勻逐級(jí)覆蓋(uniform step coverage)的特征，因此化學(xué)蒸汽沉積被廣泛地用作高集成裝置，特別是半導(dǎo)體領(lǐng)域的制備方法。
研究人員還對(duì)用于制備超薄膜的化學(xué)蒸汽沉積的前沿形式-原子層沉積法進(jìn)行了活躍的研究，因?yàn)橛稍摲椒梢缘玫骄_的逐級(jí)覆蓋，盡管其具有沉積速率較低的缺點(diǎn)[Nanotechnology 10，pp19-24，1999；以及USP4058430]。
一般而言，多組分的氧化物薄膜，例如BST、STO和PZT是通過(guò)分解(decompose)含金屬離子和配體的金屬有機(jī)化合物形式的前體而制備的。最常用的配體是β-二酮基(group)[Materials Science Forum Vol.137-139，pp473-494，1993]。含氧氣體，例如氧氣(O2)和臭氧是最常用作將其分解的反應(yīng)氣[Chem.Vap.Deposition 7，PP.146-149，2001；以及Integrated Ferroelectric30，pp.45-52，2000]。
但是，含氧氣體具有形成第二氧化物層的缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冄趸顺练e層表面以及前體。例如，當(dāng)使用含氧氣體在硅上形成氧化物膜時(shí)，其被迅速氧化，在硅和氧化物膜之間形成了第二氧化物膜[Jpn.J.Appl.Phys.37，pp.3396-3401，1998；和Chem.Mater.13，pp.2463-2464，2001]。
最近，許多研究人員對(duì)于通過(guò)使用金屬有機(jī)前體的金屬氧化物膜的原子層沉積正進(jìn)行研究。此時(shí)，H2O(通常在該方法中使用)阻礙的操作控制，因?yàn)椴僮鬟^(guò)程中，一旦H2O被吸收到真空裝置中就很難除去了[MaterialsScience and Engineering B41，pp.23-29，1996]。
除此之外，因?yàn)樵訉映练e是一種通過(guò)在吸附于表面的前體和反應(yīng)氣之間的表面反應(yīng)形成薄膜的方法，因此必然需要具有高反應(yīng)性的前體，例如環(huán)戊二烯基、醇鹽基團(tuán)和鹵化物基團(tuán)[Science 288，pp.391-321，2000]。
但是，那些具有高反應(yīng)性的前體，其化學(xué)和熱穩(wěn)定性差，很難在沉積操作中獲得重復(fù)性和可靠性。另一方面，β-二酮基的前體具有相對(duì)優(yōu)異的化學(xué)、熱穩(wěn)定性，但用于原子層沉積的反應(yīng)性過(guò)低。因此，為了活化表面反應(yīng)，必須提高沉積溫度，或必須使用具有高反應(yīng)性的氣體，例如臭氧。否則，必須使用采用了等離子體的等離子體增強(qiáng)的原子層沉積(plasma-enhanced atomic layer deposition PEALD)法[J.Mater. Chem.7，pp.449-454，1997；和韓國(guó)專利中請(qǐng)延遲公開(kāi)No.2000-0049298]。
發(fā)明概述為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種使用化學(xué)蒸汽沉積(CVD)法制備金屬氧化物薄膜的方法，該方法能夠抑制在基底和沉積表面上形成第二氧化物膜。
本發(fā)明的另一目的是提供一種無(wú)需使用H2O，通過(guò)使用原子層沉積(ALD)法制備金屬氧化物薄膜的方法，原子層沉積法中常規(guī)使用的H2O在操作過(guò)程中被吸收到真空裝置中并隨后很難除去，因此阻礙了操作控制。
本發(fā)明的再一目的是提供一種使用化學(xué)蒸汽沉積或原子層沉積法制備金屬氧化物薄膜的方法，該方法使用了具有優(yōu)異的化學(xué)、熱穩(wěn)定性的β-二酮基的金屬氧化物氣體，并容易確保操作的重復(fù)性和可靠性。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，現(xiàn)提供一種制備金屬氧化物(metal oxide)薄膜的方法，包括以下步驟將含有金屬-有機(jī)化合物(metal-organic compound)的第一反應(yīng)物引入包括基底的反應(yīng)室；并且引入含醇(alcohol)的第二反應(yīng)物，由此通過(guò)第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的金屬氧化物以薄膜形式被沉積在基底的表面上。
優(yōu)選醇是選自具有1-8個(gè)碳原子的醇中的至少一種。醇可以在進(jìn)入反應(yīng)室之前被蒸發(fā)。
第二反應(yīng)物也可以與選自O(shè)2、N2O、O3和H2O中的一種或多種氣體一起供應(yīng)至含基底的反應(yīng)室中。
優(yōu)選金屬-有機(jī)化合物是帶有β-二酮配體的金屬-有機(jī)絡(luò)合物。例如，帶有β-二酮配體的金屬-有機(jī)絡(luò)合物可以選自具有至少一個(gè)β-二酮配體的金屬-有機(jī)前體，諸如Ti(mpd)(thd)2，其中“mpd”是2-甲基-2，4-戊二氧基；而“thd”是2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酯(heptanedionate)，或Ti(thd)(OiPr)2，其中“OiPr”是異丙醇鹽。
因此，通過(guò)金屬氧化物薄膜制備方法得到的金屬氧化物薄膜可以選自Al2O3、TiO2、ZrO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、CeO2、Y2O3、SiO2、In2O3、RuO2、IrO2、SrTiO3、PbTiO3、SrRuO3、CaTuO3、(Ba，Sr)TiO3、Pb(Zr，Ti)O3、(Pb，La)(Zr，Ti)O3、(Sr，Ca)RuO3、(Ba，Sr)RuO3、摻Sn(ITO)的In2O3(In2O3dopedwith Sn(ITO))和摻Zr的In2O3。
第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物可以同時(shí)引入反應(yīng)室。第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物也可以在不同的時(shí)間段內(nèi)分別引入反應(yīng)室。
用于第一反應(yīng)物的時(shí)間段和用于第二反應(yīng)物的時(shí)間段之間可以進(jìn)一步包括用惰性氣體吹掃(purge)反應(yīng)室的時(shí)間段。
優(yōu)選采用包括以下的步驟進(jìn)行上述方法中的原子層沉積法將第一反應(yīng)物引入反應(yīng)室并將第一反應(yīng)物化學(xué)吸附(chemisorbe)在基底的表面上；用惰性氣體吹掃反應(yīng)室并除去物理吸附的或殘余的第一反應(yīng)物；通過(guò)將第二反應(yīng)物引入反應(yīng)室并使第二反應(yīng)物與化學(xué)吸附的第一反應(yīng)物反應(yīng)，將化學(xué)吸附的第一反應(yīng)物代入金屬-氧原子層；并且用惰性氣體吹掃反應(yīng)室并除去反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體和物理吸附的或殘余的第二反應(yīng)物。
可以通過(guò)將金屬氧化物薄膜制備方法重復(fù)數(shù)次以增加薄膜的厚度。
本發(fā)明的金屬薄膜制備方法提供了具有超微結(jié)構(gòu)并因此具有優(yōu)異漏電流(leakage current)特征的金屬氧化物薄膜。


通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述優(yōu)選實(shí)施方案，使得本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。
圖1是本發(fā)明使用的裝置示意圖。
圖2是溫度變化時(shí)，使用氧或異丙醇(IPA)沉積的TiO2薄膜的沉積速度示意圖。
圖3是在各沉積溫度下，使用氧或異丙醇(IPA)沉積的TiO2薄膜的X射線衍射圖譜。
圖4A-4C是沉積的TiO2薄膜的高分辨率傳遞電子顯微(HRTEM)圖像，圖4A表示在沉積操作中使用氧，而圖4B和4C是使用IPA。
圖5是沉積的TiO2薄膜的Auger光譜深度分析的結(jié)果的示意圖，其中白色符號(hào)表示使用氧沉積，而黑色符號(hào)表示使用IPA沉積，三角、菱形、方塊和圓圈分別表示鈦、氧、硅和碳。
圖6是TiO2電容器的漏電流特征示意圖，其中根據(jù)施加的電壓，白色符號(hào)表示使用氧沉積的漏電流密度，而黑色符號(hào)表示使用IPA沉積的漏電流密度。
發(fā)明詳述以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為充分的描述，其中顯示的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。但本發(fā)明可以以多種不同的形式實(shí)施而并不限于以下的實(shí)施方案；而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，這些實(shí)施方案提供的公開(kāi)是徹底和完全的，充分表述了本發(fā)明的范圍。在附圖中，為清晰起見(jiàn)，夸大了層的厚度和區(qū)域。也可以理解的是，當(dāng)提及層在另一層或基底“之上”時(shí)，它可以直接位于其它層或基底上，也可存在中間層。在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，因此可以省略有關(guān)它們的說(shuō)明。
與金屬-有機(jī)化合物(它是金屬氧化物薄層的前體)進(jìn)行反應(yīng)，第二反應(yīng)物形成了金屬氧化物薄層。因?yàn)楸景l(fā)明使用含醇的第二反應(yīng)物-與氧和臭氧不同的是，其中不含游離氧(radical oxygen)，因此可能抑制在沉積過(guò)程中反應(yīng)氣對(duì)基底或沉積表面的直接氧化。例如，在使用圖1裝置制備的TiO2薄膜的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，在使用氧的情況下，薄膜的天然氧化物膜的厚度是約20_，在使用異丙醇(IPA)的情況下是約17_，這表明在沉積的早期，基底的氧化得以抑制。
沉積也可以很快地進(jìn)行，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在醇和前體之間的化學(xué)反應(yīng)，由熱分解導(dǎo)致了薄膜的沉積。因此，能夠容易地進(jìn)行使用具有β-二酮配體的前體的原子層沉積，而無(wú)需考慮其較低的反應(yīng)性。例如，在使用圖1裝置制備的TiO2薄膜的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，如圖2所示，使用IPA的薄膜沉積的沉積速率比使用氧的沉積速率快。
在使用本發(fā)明的化學(xué)蒸汽沉積或原子層沉積法制備金屬氧化物薄膜的方法中，能夠得到具有優(yōu)異漏電流特性的薄膜，這是因?yàn)樯L(zhǎng)了具有超微結(jié)構(gòu)的薄膜。
在本發(fā)明中，優(yōu)選使用具有1-8個(gè)碳原子的醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或異丙醇以分解前體物質(zhì)。
因?yàn)榇荚诖髿鈮合掠谑覝叵率且簯B(tài)的，所以優(yōu)選以蒸汽形式將醇蒸發(fā)并將蒸發(fā)的醇供至反應(yīng)室。用于蒸發(fā)醇的方法可以是，例如擴(kuò)散器法(bubblermethod)，其中載氣流向存儲(chǔ)于擴(kuò)散器中的醇并將醇蒸發(fā)，所述擴(kuò)散器被加熱至適合的溫度；以及蒸發(fā)器法(evaporator method)，其中將醇滴至和噴嘴噴射至熱板(thermal plate)并進(jìn)行閃蒸，其中所述熱板被加熱至適合的溫度。
在無(wú)需關(guān)注底膜是否被氧化的情況下，第二反應(yīng)物可以與選自O(shè)2、N2O、O3和H2O以及醇的一種或多種氣體一起使用。
在本發(fā)明中，作為金屬氧化物前體(precursor)的第一反應(yīng)物包括帶有除β-二酮基之外的環(huán)戊二烯基、烷氧化物基團(tuán)和鹵化物基團(tuán)的金屬-有機(jī)化合物。優(yōu)選使用帶有β-二酮配體的金屬-有機(jī)化合物，在薄膜制備方法中獲得重復(fù)性和可靠性，同時(shí)具有優(yōu)異的化學(xué)、熱穩(wěn)定性。
通過(guò)使用帶有二酮配體的金屬-有機(jī)化合物，使用化學(xué)蒸汽沉積或原子層沉積法的本發(fā)明的金屬氧化物薄膜制備方法可用于制備選自以下的金屬氧化物薄膜Al2O3、TiO2、ZrO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、CeO2、Y2O3、SiO2、In2O3、RuO2、IrO2、SrTiO3、PbTiO3、SrRuO3、CaTuO3、(Ba，Sr)TiO3、Pb(Zr，Ti)O3、(Pb，La)(Zr，Ti)O3、(Sr，Ca)RuO3、(Ba，Sr)RuO3、摻Sn的In2O3和摻Zr的In2O3。
用于氧化金屬-有機(jī)化合物和包括金屬-有機(jī)化合物(金屬氧化物的前體)的第一反應(yīng)物的含醇第二反應(yīng)物中包括作為載氣的惰性氣體。氮?dú)?、氬氣等可用作惰性氣體。
上述反應(yīng)物中的每一種通過(guò)連接于反應(yīng)室的其它管線(line)分別引入反應(yīng)室。反應(yīng)物可以下述的各種順序引入。
第一反應(yīng)物和含醇第二反應(yīng)物可以同時(shí)引入反應(yīng)室。
第一反應(yīng)物和含醇第二反應(yīng)物也可以在不同的時(shí)間段內(nèi)分別引入反應(yīng)室。
用于第一反應(yīng)物的時(shí)間段和用于第二反應(yīng)物的時(shí)間段之間還可以包括用惰性氣體吹掃(purge)反應(yīng)室的時(shí)間段。
在以原子層沉積法進(jìn)行的本發(fā)明中，優(yōu)選包括以下步驟將第一反應(yīng)物引入反應(yīng)室并將第一反應(yīng)物化學(xué)吸附在基底(substrate)的表面上；用惰性氣體吹掃反應(yīng)室并除去物理吸附的或殘余的第一反應(yīng)物；通過(guò)將含醇第二反應(yīng)物引入反應(yīng)室并使其與化學(xué)吸附的第一反應(yīng)物反應(yīng)，用金屬-氧原子層取代化學(xué)吸附的第一反應(yīng)物；并且用惰性氣體吹掃反應(yīng)室并除去反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體和物理吸附的或殘余的第二反應(yīng)物。還可以通過(guò)將上述方法重復(fù)所需的次數(shù)，以在基底上形成所需厚度的金屬氧化物薄膜。
使用本發(fā)明方法沉積的金屬氧化物薄膜具有超微結(jié)構(gòu)(finemicrostructure)，漏電流非常低。本發(fā)明使用不具有游離氧，例如氧、臭氧等的醇蒸汽作為反應(yīng)氣，用于氧化前體。因?yàn)楸∧な峭ㄟ^(guò)醇和前體之間的化學(xué)反應(yīng)，由熱分解作用沉積的，因此沉積速率變得很快，而薄膜的微結(jié)構(gòu)變得非常細(xì)微。實(shí)際上，如圖4A至4C的高分辨率傳遞電子顯微(HRTEM)圖像所示，使用氧作為反應(yīng)氣的薄膜表現(xiàn)出柱狀生長(zhǎng)(columnar growth)，而在代之以使用醇的情況下，薄膜能夠細(xì)微地生長(zhǎng)，并且當(dāng)用它制造電容器時(shí)，如圖6所示，其進(jìn)一步表現(xiàn)出優(yōu)異的漏電流特征。由圖4A-4C的HRTEM晶格圖像還可以注意到，在使用醇蒸汽的沉積中，形成的顆粒較大。在用于計(jì)算薄膜中殘余碳量的Auger深度分布圖中，在氧和醇蒸汽環(huán)境中，殘余的碳的含量相似。
以下將參照優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳盡的描述。但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
對(duì)比實(shí)施例1使用氧氣作為反應(yīng)氣沉積TiO2第一反應(yīng)物是Ti(mpd)(thd)2溶于乙酸正丁酯的0.1M溶液，其中Ti(mpd)(thd)2是帶有二酮配體的Ti前體，而第二反應(yīng)物是氧氣。以ALD方式運(yùn)行圖1的裝置，并且沉積溫度是375-450℃，反應(yīng)室的壓力是約1托(Torr)(壓力可以根據(jù)沉積溫度變化)。如下進(jìn)行一個(gè)沉積循環(huán)。首先，用300sccm氬氣吹掃反應(yīng)室2秒鐘。隨后將第一反應(yīng)物與用作載氣的氬氣一起引入反應(yīng)室。此時(shí)，氬氣以150sccm的流量流動(dòng)0.5秒。在下一步驟中，用300sccm氬氣吹掃反應(yīng)室1秒鐘，并將第二反應(yīng)物(氧氣)引入反應(yīng)室。此時(shí)，氧氣以50sccm的流量流動(dòng)1秒鐘。各閥門和蒸發(fā)噴射器在各步驟中的操作如表1所示。
表1(○開(kāi)，×關(guān))

上述沉積循環(huán)重復(fù)300次。由斷層掃描電子顯微(SEM)照片測(cè)定沉積的薄膜的厚度。在上述操作條件下，TiO2的沉積速率與溫度的關(guān)系如圖2所示。
盡管以ALD方式進(jìn)行沉積實(shí)驗(yàn)，高沉積溫度導(dǎo)致了CVD現(xiàn)象，其中沉積速率隨沉積溫度的上升而增加。圖3是使用上述方法沉積的薄膜的X射線衍射圖譜，從中可以看出，由于薄膜在相對(duì)較低的溫度下沉積，因此形成了銳鈦礦相(anatase phase)的TiO2。
實(shí)施例1使用IPA作為反應(yīng)氣沉積TiO2第一反應(yīng)物是Ti(mpd)(thd)2溶于乙酸正丁酯的0.1M溶液，其中Ti(mpd)(thd)2是帶有二酮配體的Ti前體，而第二反應(yīng)物是IPA。以ALD方式運(yùn)行圖1的裝置，并且沉積溫度是375-400℃，反應(yīng)室的壓力是約1托(壓力可以根據(jù)沉積溫度變化)。如下進(jìn)行一個(gè)沉積循環(huán)。首先，用300sccm氬氣吹掃反應(yīng)室2秒鐘。隨后將第一反應(yīng)物與用作載氣的氬氣一起引入反應(yīng)室。此時(shí)，氬氣以150sccm的流量流動(dòng)0.5秒。在下一步驟中，用300sccm氬氣吹掃反應(yīng)室1秒鐘，并將第二反應(yīng)物(IPA)引入反應(yīng)室。此時(shí)，氧氣以150sccm的流量流動(dòng)0.5秒鐘。各閥門和蒸發(fā)噴射器在各步驟中的操作如表2所示。
表2(○開(kāi)，×關(guān))

上述沉積循環(huán)重復(fù)300次。由斷層SEM照片測(cè)定沉積的薄膜的厚度。在上述操作條件下，TiO2的沉積速率與溫度的關(guān)系如圖2所示。與使用氧氣的情況相比，當(dāng)將IPA用作反應(yīng)氣時(shí)，在各溫度下沉積速率隨溫度明顯增加的上升。
圖3是在上述方法中沉積的薄膜的X射線衍射圖譜，其顯示了TiO2以銳鈦礦相形成，這是由于薄膜在400℃和更低的溫度下沉積。圖4A是使用氧氣，于375℃沉積的薄膜的HRTEM照片，而圖4B和4C是使用IPA，于375℃沉積的薄膜的照片。它們顯示出使用IPA沉積的TiO2薄膜的顆粒大于使用氧氣沉積的薄膜的顆粒(grain)，并且使用IPA沉積的TiO2薄膜通過(guò)顆粒的生長(zhǎng)而生長(zhǎng)。從圖5的Auger深度分布圖還可以看出，當(dāng)將IPA用作反應(yīng)氣時(shí)，殘余碳量與使用氧氣的情況幾乎相同。
實(shí)施例2TiO2電容器的制備及其電特征為了評(píng)估沉積的TiO2薄膜的電特征，于470℃在Al2O3(7_)/Ru(1000_)/Si晶片上，按照與對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施方案1相同的操作分別將使用氧氣的沉積循環(huán)進(jìn)行100次，以形成600_的TiO2薄膜；以及將使用IPA的沉積循環(huán)進(jìn)行70次，以得到700_的TiO2薄膜。隨后，通過(guò)進(jìn)行DC磁控濺射并形成Ru端電極(700_)制備TiO2電容器。圖6描述了各電容器的電特征，其顯示了使用IPA沉積的TiO2薄膜的漏電流很小。其原因似乎應(yīng)當(dāng)歸于這樣的事實(shí)如圖4所示，通過(guò)氧氣沉積的TiO2薄膜進(jìn)行柱狀生長(zhǎng)，而使用IPA沉積的TiO2薄膜進(jìn)行顆粒狀生長(zhǎng)，因此形成的漏徑(leakage path)小于柱狀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明使用不含游離氧的醇蒸汽作為反應(yīng)氣進(jìn)行薄膜沉積，因此抑制了沉積過(guò)程中反應(yīng)氣對(duì)基底或沉積表面的直接氧化。并且，通過(guò)醇蒸汽和前體之間的化學(xué)反應(yīng)，采用熱分解進(jìn)行沉積，使得沉積速率很快。特別是當(dāng)使用帶有β-二酮配體的金屬-有機(jī)化合物作為前體時(shí)，沉積速率也很快。此外，因?yàn)槭褂没瘜W(xué)蒸汽沉積或原子層沉積方法的本發(fā)明金屬氧化物薄膜制備方法使得薄膜以超微結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，因此得到的薄膜漏電流低。
以上參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)其進(jìn)行了具體的展示和描述，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，本發(fā)明技術(shù)人員可以對(duì)其作出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化，而并不背離由權(quán)利要求定義的本發(fā)明的宗旨和范圍。
權(quán)利要求
1.一種制備金屬氧化物薄膜的方法，包括將含有金屬-有機(jī)化合物的第一反應(yīng)物引入包括基底的反應(yīng)室；引入含醇的第二反應(yīng)物，并且其中通過(guò)第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的金屬氧化物以薄膜形式被沉積在基底的表面上。
2.權(quán)利要求1的方法，其中醇選自具有1-8個(gè)碳原子的醇中的至少一種。
3.權(quán)利要求1的方法，其中醇在其被引入反應(yīng)室之前被蒸發(fā)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中金屬-有機(jī)化合物是帶有β-二酮配體的金屬-有機(jī)絡(luò)合物。
5.權(quán)利要求4的方法，其中帶有β-二酮配體的金屬-有機(jī)絡(luò)合物選自具有至少一個(gè)β-二酮配體的金屬-有機(jī)前體中的一種。
6.權(quán)利要求1的方法，其中金屬氧化物薄膜是選自Al2O3、TiO2、ZrO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、CeO2、Y2O3、SiO2、In2O3、RuO2、IrO2、SrTiO3、PbTiO3、SrRuO3、CaTuO3、(Ba，Sr)TiO3、Pb(Zr，Ti)O3、(Pb，La)(Zr，Ti)O3、(Sr，Ca)RuO3、(Ba，Sr)RuO3、摻Sn(ITO)的In2O3和摻Zr的In2O3的物質(zhì)。
7.權(quán)利要求1的方法，其中第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物被同時(shí)引入反應(yīng)室。
8.權(quán)利要求1的方法，其中第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物在不同的時(shí)間段內(nèi)被分別引入反應(yīng)室。
9.權(quán)利要求8的方法，其中在供應(yīng)第一反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)室的時(shí)間段和供應(yīng)第二反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)室的時(shí)間段之間進(jìn)一步包括用惰性氣體吹掃反應(yīng)室的時(shí)間段。
10.權(quán)利要求9的方法，包括以下步驟將第一反應(yīng)物引入反應(yīng)室并將第一反應(yīng)物化學(xué)吸附在基底的表面上；用惰性氣體吹掃反應(yīng)室并除去物理吸附的或殘余的第一反應(yīng)物；通過(guò)將第二反應(yīng)物引入反應(yīng)室并使第二反應(yīng)物與化學(xué)吸附的第一反應(yīng)物反應(yīng)，以將化學(xué)吸附的第一反應(yīng)物代入金屬-氧原子層；以及用惰性氣體吹掃反應(yīng)室并除去反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體和物理吸附的或殘余的第二反應(yīng)物。
11.制備金屬氧化物薄膜的方法，其中通過(guò)將權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的金屬氧化物薄膜制備方法重復(fù)多次，以生長(zhǎng)薄膜的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬氧化物薄膜的制備方法，其中通過(guò)第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的金屬氧化物以薄膜形式沉積在基底的表面上。該方法包括將含有金屬－有機(jī)化合物的第一反應(yīng)物引入包括基底的反應(yīng)室；以及引入含醇的第二反應(yīng)物。由于將不含氧殘基的醇蒸汽作為反應(yīng)氣用于薄膜沉積，基底或沉積層的直接氧化被沉積過(guò)程中的反應(yīng)氣抑制。并且，因?yàn)楸∧ねㄟ^(guò)熱分解作用沉積(所述熱分解是由醇蒸汽和前體之間的化學(xué)反應(yīng)而引起的)，沉積速率很快。特別是當(dāng)使用帶有β－二酮配體的金屬－有機(jī)化合物作為前體時(shí)，沉積速率也很快。此外，因?yàn)槭褂没瘜W(xué)蒸汽沉積或原子層沉積方法使得薄膜以超微結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，因此得到的薄膜漏電流低。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1448533SQ03103568
公開(kāi)日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者閔約賽, 曹永真, 李正賢 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社