[发明专利]生成沉积物的方法和硅基底表面上的沉积物

说明书

发明领域

本发明涉及在硅基底表面上生成包含氧化铝的沉积物的方法。进一步，本发明涉及硅基底表面上的沉积物。

发明背景

原子层沉积（ALD）是在不同形状的基底上生成材料沉积物的公知方法。在ALD法中，两种或更多种不同的化学剂（前体）以顺序、交替的方式被引入反应空间，并且在反应空间中化学剂吸附在表面上，例如，在基底表面上。

顺序、交替引入化学剂或前体常被称为脉冲或定量给予（化学剂或前体）。每种化学剂的脉冲之间通常存在吹扫期，在此期间不与方法所用的化学剂发生反应的气流通过反应空间被引入。因此，该气体，常被称为载气或吹扫气体（purge gas），对于方法所用的化学剂是惰性的，并且吹扫反应空间，除去例如，过剩的化学剂和由表面与此前化学剂脉冲之间的反应产生的副产物。这种吹扫也可以其他方式安排，并且沉积方法可以其他名称命名，如ALE（原子层外延）、ALCVD（原子层化学蒸气沉积）、循环蒸气沉积等。这些方法的重要特征是使沉积表面顺序暴露于前体和前体主要在沉积表面上的生长反应。在本说明书中，除非另外说明，这些方法将被统称为ALD型方法。

具有理想厚度的沉积物可由ALD法通过重复数次脉冲顺序生长，该脉冲顺序包括上述包含前体物质的脉冲和吹扫期。该顺序——被称为“ALD循环”——的重复多少次的次数取决于目标厚度。

在ALD法的应用中，半导体表面上的表面重组可存在问题，该应用包括半导体装置，如光伏电池或发光二极管。在这些应用中，表面重组可导致例如位于或接近半导体表面的处于特定能量状态（比能量状态，specific energy state）的电荷载体被俘。这些能量状态或表面状态，如其常用名称，可源自例如位于表面的杂质。

用于钝化——即减少硅表面的表面重组——的有希望的材料候选物是氧化铝。

现有技术，例如US 7476420，确认了三甲基铝（TMA）和臭氧（O₃）在ALD-循环中的应用，以使氧化铝生长，用于基底表面的背面钝化（RSP），生成的沉积物具有良好的钝化性质。但是，生长速率取决于臭氧浓度和/或处理温度引发了问题。为以合理的脉冲时间实现均衡的生长速率和均衡的厚度外形，通常需要脉冲中高浓度的臭氧。

进一步，TMA和水对于在硅表面上通过ALD法使氧化铝生长的应用是技术人员已知的。在此，氧化铝层均衡地生长，但导致硅表面上生成的沉积物具有弱钝化性质。

发明目的

本发明的目的是提供在硅基底表面上生成包含氧化铝的沉积物的新型方法解决现有技术中的上述技术问题。进一步，本发明的目的是提供硅基底表面上的沉积物。

发明概述

根据本发明的方法的特征在于权利要求1所述。

根据本发明的硅基底表面上的沉积物的特征在于权利要求13所述。

根据本发明在硅基底表面上生成沉积物的方法，其中沉积物包含氧化铝，其包括任何顺序的下述交替步骤：

a）将作为氧前体的水和臭氧中的一种引入反应空间，使得至少部分所述氧前体吸附到硅基底的沉积表面上，

b）将作为氧前体的水和臭氧中的另一种引入反应空间，使得至少部分所述氧前体吸附到硅基底的沉积表面上，

c）将铝前体引入反应空间，使得至少部分铝前体吸附到硅基底的沉积表面上，并随后吹扫反应空间，

条件是，当步骤a）或步骤b）在步骤c）前时，则在步骤c）前吹扫反应空间，和当步骤a）在步骤b）前时或当步骤b）在步骤a）前时，不在步骤a）与步骤b）之间吹扫反应空间。

根据本发明的一个实施方式，用于在硅基底表面上生成沉积物，其中沉积物包含氧化铝，其包括任何顺序的下述步骤：

a）将作为氧前体的水和臭氧中的一种引入反应空间，使得至少部分所述氧前体吸附到硅基底的沉积表面上，

b）将作为氧前体的水和臭氧中的另一种引入反应空间，使得至少部分所述氧前体吸附到硅基底的沉积表面上，

c）将铝前体引入反应空间，使得至少部分铝前体吸附到硅基底的沉积表面上，并随后吹扫反应空间，

条件是，当步骤a）或步骤b）在步骤c）前时，则在步骤c）前吹扫反应空间。

根据本发明的一个实施方式，步骤a）、步骤b）和步骤c）以交替方式进行，即，这些步骤的不在时间上明显重叠。因此，根据本发明的一个实施方式，步骤a）、步骤b）和步骤c）作为顺序、不同的步骤进行。根据本发明的一个实施方式，步骤a）和步骤b）不在时间上重叠。