[发明专利]用于大气压力下的甚高频等离子体辅助CVD的设备和方法及其应用

权利要求书

1.一种在大气压力下实施的用于在衬底上沉积的CVD方法，其特征 在于，所述方法受到甚高频等离子体的辅助，所述甚高频等离子体由等离 子体发生设备产生，所述等离子体发生设备包括：至少一个甚高频功率源， 其经由阻抗匹配系统而被连接到使用微带线路型或中空导体线路型的细长 导体，所述细长导体被以紧密接触其整个下表面的方式固定到电介质支撑 物；至少一个用于冷却所述细长导体的装置；以及至少一个等离子体气体 进口，其靠近所述电介质支撑物的与支撑所述细长导体的一侧相反的一侧， 沿所述细长导体在所述电介质支撑物之下通过耦合所述甚高频功率而产生 所述等离子体，其中所述甚高频表示100MHz以上的频率。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法采用等离子体气体， 所述等离子体气体为氩。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述方法采用一种或多 种前体，所述前体选自：以压缩形式存储的或在室温在高蒸气压下液化的 气体；具有低蒸气压的液体有机金属和硅前体；及其混合物。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述以压缩形式存储的或在 室温在高蒸气压下液化的气体选自：硅烷、甲烷、乙炔、乙烯、及其混合 物。

5.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述有机金属选自：钛、锡、 以及锌前体。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述等离子体的激发频率优 选为434MHz。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所采用的总气体流速的范围 为每分钟10到100标准升。

8.根据权利要求2的方法，其特征在于，向氩添加0.1到5体积％的 氮。

9.根据权利要求2的方法，其特征在于，向氩添加0.2到4体积％的 氮。

10.根据权利要求2的方法，其特征在于，向氩添加0.5到2体积％ 的氮。

11.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述有机金属选自：钛、 锡、以及锌前体。

12.一种用于在衬底上沉积的CVD设备，包括：至少一个甚高频功 率源，其经由阻抗匹配系统而被连接到微带线路型或中空导体线路型的细 长导体，所述细长导体被以紧密接触其整个下表面的方式固定到电介质支 撑物；至少一个用于冷却所述细长导体的装置；至少一个等离子体气体进 口，其靠近所述电介质支撑物的与支撑所述细长导体的一侧相反的一侧， 沿所述细长导体在所述电介质支撑物之下通过耦合所述甚高频功率而产生 所述等离子体；以及至少一个前体进口，其用于将所述前体供给到从所产 生的等离子体提取的活性气体流中，其中所述甚高频表示100MHz以上的 频率。

13.根据权利要求12的设备，其在所述电介质支撑物之下具有缝槽， 来自所产生的等离子体的活性气体经由所述缝槽而逸出，以使所述前体垂 直于所述活性气体流到达所述缝槽的方式来设置所述前体进口。

14.根据权利要求12和13中的任一项的设备，其特征在于，所述设 备包括局部接地面，所述局部接地面面对所述电介质支撑物的与支撑所述 细长导体的一侧相反的一侧的面而延伸，所述局部接地面的局部特性由仅 仅小面积的所述细长导体与接地面相对这一事实表示。

15.根据权利要求14的设备，其特征在于，所述局部接地面位于所述 细长导体的开始处，在微波到达所述设备的点处。

16.根据权利要求15的设备，其特征在于，微波发射区域在所述细长 导体的输入处具有包括所述细长导体、所述电介质支撑物、以及所述局部 接地面的常规结构，所述局部接地面在距所述细长导体输入的短距离处被 中断，并接着被在所述细长导体的整个剩余的长度范围内随所述细长导体 延伸的所述等离子体所取代，所述等离子体作为用于被导引的微波传播的 电势参考。