[发明专利]利用受激氮-氧类进行的金属氧化物薄膜沉积的系统和方法

权利要求书

1.一种在位于反应室内的衬底上沉积薄膜的方法，该方法包括对衬底施加原子层沉积循环，该循环包括：

使衬底与前体气体接触前体脉冲时间，随后去除该前体气体；以及

使该衬底与包含氧化剂气体和含氮类气体的氧化剂接触氧化脉冲时间，随后去除该氧化剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该前体气体包含选自下组的稀土金属：Sc，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Th，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，及其组合。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该前体气体包含有机金属化合物和金属卤化物化合物中的至少一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该前体气体包含下组中的至少一种：

四氯化铪(HfCl₄)；

四氯化钛(TiCl₄)；

五氯化钽(TaCl₅)；

五氟化钽(TaF₅)；

四氯化锆(ZrCl₄)；

稀土的β-二酮化物化合物，包括(La(THD)₃)和(Y(THD)₃)；

稀土的环戊二烯基(Cp)化合物，包括La(iPrCp)₃；

稀土的脒化物化合物，包括三甲脒镧La(FAMD)₃；

包含稀土金属的环辛二烯化合物；

烷基酰氨基化合物，包括：四(乙基甲基氨基)铪(TEMAHf)；四(二乙基氨基)铪((Et₂N)₄Hf或者TDEAH)；以及四(二甲基氨基)铪((Me₂N)₄Hf或TDMAH)；

醇盐；

硅的卤化物化合物；

四氯化硅；

四氟化硅；和

四碘化硅。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该氧化剂气体是含氮类气体。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该含氮类气体包含包括下组中的至少一种的活性离子或自由基形式：NO*，N₂O*，NO₂*，NO₃*，和N₂O₅*。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该氧化剂气体包括臭氧和一种或多种选自下组的气体：O，O₂，NO，N₂O，NO₂，NO₃，N₂O₅，N_xO_y自由基形式，N_xO_y离子形式，及其组合。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，氧化剂气体包含约5原子％到25原子％的O₃。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，O₃由O₂和氮源气体生成，其中使O₂和氮源气体的混合物经受等离子放电。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该氮源气体是下组中的至少一种：N₂，NO，N₂O，NO₂，NO₃，和N₂O₅。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，含氮类气体包含受激N_xO_y自由基形式，受激N_xO_y离子形式，及其组合。