[发明专利]用于沉积碳化硅和碳氮化硅膜的设备和方法

权利要求书

1.一种用于在基板表面上形成碳化硅膜的方法，所述方法包括以下步骤：将具有反应性表面的基板暴露于气相碳硅烷前体，以在所述基板表面上形成碳化硅层，其中所述碳硅烷前体含有桥联至少两个硅原子的至少一个碳原子。

2.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：使用对去除氢有效的等离子体来处理所述碳化硅层。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述碳硅烷前体为1，3-二硅丙烷、1，3-二硅丁烷、1，3-二硅环丁烷、1，3，5-三硅环己烷、1，3，5-三硅己烷、1，3，5-三硅戊烷、1，3，5，7-四硅庚烷和2，4，6-三硅庚烷。

4.如权利要求1所述的方法，其中在小于600℃的温度下将所述基板暴露于所述气相碳硅烷前体。

5.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：使用等离子体来处理所述基板表面上的所述碳化硅层，以活化所述碳化硅层；以及将所述经活化的碳化硅层暴露于第二气相碳硅烷前体，以在所述基板表面上形成额外碳化硅层。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述第二气相碳化硅不同于所述经活化的碳化硅层中的所述碳化硅。

7.一种在基板表面上形成层的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述基板表面暴露于碳硅烷前体，所述碳硅烷前体含有桥联至少两个硅原子的至少一个碳原子；

将所述碳硅烷前体暴露于低功率能量源，以在所述基板表面处提供碳硅烷；

致密化所述碳硅烷；以及

将所述碳硅烷表面暴露于氮源。

8.如权利要求7所述的方法，其中致密化所述碳硅烷包括以下步骤：将所述基板表面暴露于等离子体，所述等离子体含有He、Ar和H₂中的一种或多种。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述碳硅烷前体含有桥联至少两个硅原子的亚甲基基团。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述碳硅烷前体为1，3-二硅丙烷、1，3-二硅丁烷、1，3-二硅环丁烷、1，3，5-三硅环己烷、1，3，5-三硅己烷、1，3，5-三硅戊烷、1，3，5，7-四硅庚烷和2，4，6-三硅庚烷中的一种或多种。

11.如权利要求7所述的方法，其中将所述碳硅烷暴露于氮源包括以下步骤：流动氨或将所述碳硅烷暴露于含有氮的等离子体。

12.如权利要求7所述的方法，其中将所述碳硅烷前体暴露于低功率能量源包括以下步骤：将所述碳硅烷前体暴露于低功率等离子体、紫外辐射、电子束或离子束。

13.一种通过等离子体增强原子层沉积在基板上形成层的设备，所述设备包括：沉积腔室；基板平台，所述基板平台在所述沉积腔室中以固持所述基板；等离子体产生系统，所述等离子体产生系统耦接至所述沉积腔室，其中所述等离子体产生系统用来产生反应性等离子体；气体分配系统，所述气体分配系统包含双通道喷淋头，所述双通道喷淋头设置在所述基板平台上方，其中所述喷淋头包含具有第一组开口和第二组开口的面板，等离子体物质经由所述第一组开口进入所述沉积腔室，前体经由所述第二组开口进入所述沉积腔室，且其中所述等等离子体物质和所述前体并不混合，直至进入所述沉积腔室为止。

14.如权利要求13所述的设备，其中所述等离子体以远离所述沉积腔室的远程方式产生。

15.如权利要求13所述的设备，其中所述前体包括1，3-二硅丙烷、1，3-二硅丁烷、1，3-二硅环丁烷、1，3，5-三硅环己烷、1，3，5-三硅己烷、1，3，5-三硅戊烷、1，3，5，7-四硅庚烷和2，4，6-三硅庚烷中的一种或多种。