[发明专利]一种物理气相沉积方法

权利要求书

1.一种物理气相沉积方法，所述方法使用的物理气相沉积系统(100)包括：用于去除晶圆(4)表面水气的第一腔室，用于清除所述晶圆(4)表面的氧化层的第二腔室，用于向所述第二腔室中的气体放电的低频射频电源和高频射频电源，用于形成相变材料薄膜层的第三腔室(1)，用于退火的第四腔室，用于形成钛薄膜层的第五腔室，以及用于形成氮化钛薄膜层的第六腔室，所述物理气相沉积方法包括：

水气去除步骤：将所述晶圆(4)放入所述第一腔室，用所述第一腔室的灯泡照射所述晶圆(4)，照射时间为1-100s，从而去除所述晶圆(4)表面的水气，并且将所述水气从所述第一腔室中抽出；

氧化层清除步骤：将所述晶圆(4)放入所述第二腔室，将所述第二腔室的放置所述晶圆(4)的基座加热至1-800℃，向所述第二腔室中通入氩气，所述氩气的流量为1-200sccm，通过所述低频射频电源和所述高频射频电源向所述氩气放电，使所述氩气电离为氩离子，所述氩离子轰击所述晶圆(4)，去除所述晶圆(4)表面的氧化层，所述高频射频电源的功率设定为1-5000W，所述低频射频电源的功率设定为1-5000W，所述氧化层清除步骤持续的时间为1-100s；

相变材料沉积步骤：将所述晶圆(4)放入所述第三腔室(1)，在所述晶圆(4)的上表面形成相变材料薄膜层；

退火步骤：将所述晶圆(4)放入所述第四腔室，并向所述第四腔室通入氮气，所述氮气的流量为1-1000sccm，对所述晶圆(4)进行退火处理，退火温度为1-800℃，退火时间为1-100s；

钛沉积步骤：将所述晶圆(4)放入所述第五腔室，在所述晶圆(4)的相变材料薄膜层上形成钛薄膜层；以及

氮化钛沉积步骤：将所述晶圆(4)放入所述第六腔室，在所述晶圆(4)的钛薄膜层上形成氮化钛薄膜层。

2.如权利要求1所述的物理气相沉积方法，其中，所述第三腔室(1)包括：设置在所述第三腔室(1)顶部的相变材料靶材(2)，设置在所述第三腔室(1)底部的用于放置所述晶圆(4)的基座(3)，用于向所述第三腔室(1)通气的供气装置(5)，与所述相变材料靶材(2)电连接的直流磁控装置(6)，用于从所述第三腔室(1)中抽气的抽气装置(7)，所述相变材料沉积步骤还包括：

通气步骤：通过所述供气装置(5)向所述第三腔室(1)中通入氩气，所述氩气的流量为1-200sccm；

点火步骤：通过所述直流磁控装置(6)向所述第三腔室(1)中的氩气放电，使所述氩气电离为氩离子，所述氩离子轰击所述相变材料靶材(2)，将所述相变材料靶材(2)中的相变材料的原子轰击出来，所述直流磁控装置(6)输出的沉积功率设定为100-1000W；

沉积步骤：所述相变材料的原子沉积在所述晶圆(4)的上表面，形成相变材料薄膜，沉积时间为1-400s；

降温步骤：所述直流磁控装置(6)停止向所述第三腔室(1)中的氩气放电，所述供气装置(5)继续向所述第三腔室(1)中通入氩气，从而降低所述晶圆(4)的温度；以及

抽气步骤：所述供气装置(5)停止向所述第三腔室(1)中通入氩气，并且通过所述抽气装置(7)抽出所述第三腔室(1)中的氩气，从而使所述第三腔室(1)恢复真空状态。

3.如权利要求1所述的物理气相沉积方法，其中，所述钛沉积步骤还包括：

通气步骤：向所述第五腔室中通入氩气，所述氩气的流量为1-200sccm；

点火步骤：向所述第五腔室中的氩气放电，使所述氩气电离为氩离子，所述氩离子轰击所述钛靶材，将所述钛靶材中的钛原子轰击出来，沉积功率设定为1-5000W；

沉积步骤：所述钛原子沉积在所述晶圆(4)的上表面，形成钛薄膜，沉积时间为1-100s；

降温步骤：停止向所述第五腔室中的氩气放电，继续向所述第五腔室中通入氩气，从而降低所述晶圆(4)的温度；以及

抽气步骤：停止向所述第五腔室中通入氩气，并且抽出所述第五腔室中的氩气，从而使所述第五腔室恢复真空状态。

4.如权利要求1所述的物理气相沉积方法，其中，所述氮化钛沉积步骤还包括：

通气步骤：向所述第六腔室中通入氩气和氮气，所述氩气的流量为1-200sccm，所述氮气的流量为1-200sccm；

点火步骤：向所述第六腔室中的氩气放电，使所述氩气电离为氩离子，所述氩离子轰击所述钛靶材，将所述钛靶材中的钛原子轰击出来，沉积功率设定为1-15000W；

沉积步骤：所述钛原子与所述氮气反应，生成氮化钛，并沉积在所述晶圆(4)的上表面，形成氮化钛薄膜，沉积时间为1-100s；

降温步骤：停止向所述第六腔室中的氩气放电，继续向所述第六腔室中通入氩气和氮气，从而降低所述晶圆(4)的温度；以及

抽气步骤：停止向所述第六腔室中通入氩气和氮气，并且抽出所述第六腔室中的氩气和氮气，从而使所述第六腔室恢复真空状态。