田 旭，张翔宇，李 杨，刘博文，杨丽珍，刘忠伟

（北京印刷学院 等离子体物理与材料研究室，北京 102600）

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近年来，由于微电子技术飞速发展，电子元器件不断小型化，对材料提出了在原子尺度上进行加工的大量需求，使得原子层沉积（ALD）技术日益引起人们的关注。ALD是一种广泛应用于各种纳米薄膜材料的生长技术，其特点是能进行连续的自限制表面半反应，因而可以在高深宽比的基底上沉积厚度均匀且精确可控的共形薄膜。随着集成电路中器件的关键尺寸不断缩小，人们强烈希望在集成电路制造过程中采用可靠的ALD技术沉积纯金属薄膜。例如，在制备晶体管等有源结构的前端（FEOL）工艺中，金属已经取代多晶Si、高掺杂多晶Si，成为栅电极的首选材料。金属在FEOL工艺中的进一步应用是互连线。研究者利用ALD技术制备了Cu互连的超薄种子层，研究了Ru、Co和Ta的ALD技术，以制备Cu互连的扩散阻挡层，以及将Ti、Co、Ni、Ru的ALD技术用作晶体管中触点和栅极的制备。金属ALD的另一个重要应用是制备过渡金属催化剂，如用ALD制备具有优异电催化性能的金属Ru。相对于其他制备技术，利用ALD技术在多孔基底材料上制备粒度以及担载量可控的金属催化剂是ALD的优势之一。

在过去的几十年里，研究人员对ALD进行了大量的研究，开发了多种ALD制备工艺。然而，许多材料的ALD温度窗口有限，导致非理想ALD，因而必须不断寻求新的ALD沉积工艺，其中将等离子体与ALD技术相结合，即形成了等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术。……