[发明专利]用于金属在表面上的局部沉积的方法和系统

说明书

本公开涉及用于金属层在表面上的局部沉积的方法和系统。所述方法包含：将至少两种气态反应物引导到由激光器局部加热的基体表面。所述表面被加热到这样的温度：在该温度下，所述气态反应物进行反应，所述反应导致基体表面上的金属晶体生长。所述反应维持期望的一段时间并且在期望的条件下维持，以产生金属层在所述基体的加热区上的局部沉积。在一些实施例中，气体出口和激光器可以以受控方式移动，使得金属层可以以期望的图案沉积在所述基体表面上。

技术领域

本公开涉及用于用金属表层印刷基体的方法和系统。

背景技术

使用化学气相沉积工艺用于用金属涂覆基体是本领域已知的。在常规的化学气相沉积工艺中，基体被加热并且反应物被引导遍及该基体，导致金属层遍及整个基体的沉积。如果要涂覆小于整个基体，则需要复杂的图案化或覆盖程序。

本公开提供用于金属表层的沉积的改进的方法和系统。通过将反应物限制到相对小的空间并且在基体的有限部分上进行反应，本文描述的方法和系统提供金属表面涂层在基体的受控部分上的局部沉积，这与较少受约束的常规的沉积工艺不同。本公开的方法和系统也不需要任何附加的图案化或覆盖步骤来获得具有特定配置的金属层。而且，通过将反应物局部地引导到基体的金属沉积在其上的部分上，本文描述的方法和系统提供制备金属表层所需要的反应物的量的显著减少。

发明内容

本公开的实施例涉及一种用于金属层在表面上的局部沉积的方法。所述方法包含将至少两种反应物(所述反应物中的每种均为气态)引导到基体的表面。所述气态反应物中的一种包括含金属的前体化合物。所述气态反应物中的另一种包括能够与所述含金属的前体反应以在加热表面上产生金属晶体生长的化合物。这些第一和第二气态反应物通过一个或多个气体出口被引导到所述基体表面，所述一个或多个气体出口位于所述基体表面附近。当所述第一和第二气态反应物被引导到所述基体表面时，激光器指向所述基体表面上邻近所述一个或多个气体出口的位置。所述激光器被配置且放置成将所述基体表面的区加热到这样的温度：在该温度下，所述第一和第二气态反应物进行导致所述基体表面的加热区上的金属晶体生长的反应。所述反应维持期望的一段时间(并且在期望的条件下维持)，以在加热区上产生金属层的局部沉积。

在一些实施例中，(a)所述一个或多个气体出口和(b)所述激光器中的每个均可以以受控方式移动，以使得金属层可以以期望的图案沉积在所述基体表面上。通过改变激光器变量(例如光束尺寸、功率、放置等)中的一个或多个，可改变所述基体表面上的加热区的面积。因此，在一些实施例中，所述金属层可被图案化，以使得连续沉积的一个部分可覆盖所述表面的较大的部分，例如具有较大的宽度，并且所述沉积的另一部分可覆盖所述表面的较小的部分，例如具有较小的宽度。类似地，通过改变反应条件(例如温度、反应物的流速、反应时间等)中的一个或多个，可改变金属层的厚度。因此，在一些实施例中，金属层可被图案化，以使得连续沉积的一个部分可具有较大的厚度，而沉积的另一部分可具有较小的厚度。在一些实施例中，通过控制所述气体出口和激光器的移动可获得一致的连续沉积，以使得反应条件遍及沉积的不同部分基本保持一致。

在一些实施例中，本公开的方法可涉及通过使卤化含金属的前体气体(如六氟化钨或六氯化钨)与氢气在产生过渡金属(例如钨)在基体表面的加热区上的局部沉积的条件下反应，使所述过渡金属(如钨)受控地沉积到所述基体表面。进一步地，通过选择合适的基体材料和适当地控制反应条件，可使金属形成为单晶。如果期望的话，随后可使用常规方法使单晶材料(例如单晶钨)与所述基体分离。