廖 荣，康唐飞，邓世杰，吴海洋，王敬云

(华南理工大学 电子与信息学院，广东 广州 510640)

0 引 言

原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)技术最初是由芬兰科学家提出的，用于开发平板显示器的多晶荧光材料ZnS：Mn和非晶态Al2O3绝缘膜。但由于该工艺表面化学过程很复杂，且沉积速率较低，直到1980年代中后期还没有取得实质性突破[1]。到了20世纪90年代中期，随着人们对这项技术的兴趣增长，这主要是由于微电子技术和深亚微米芯片技术的发展，要求器件和材料的尺寸不断减小，而器件的长宽比不断增大，减低了使用材料的厚度，使之至几个纳米数量级[2]。这体现了原子层沉积技术的优点，如单原子层逐步沉积，沉积层厚度极其均匀，每个样品间厚度一致性极佳等。

1 原子层沉积技术

1.1 原子层沉积原理

原子层沉积是通过将不同的气相前驱体脉冲交替地通入反应器，并在沉积基体上化学吸附并反应形成沉积膜的一种方法和技术。当前驱体达到沉积基体表面，它们会在其表面化学吸附并发生表面反应，直至表面饱和时就自动终止。表面反应具有自限性，即化学吸附自限性(chemisorption self-limited,CS)和顺次反应自限性(reaction self-limiting,RS)，不断重复这种自限性反应就形成薄膜。而在前驱体脉冲之间需要用惰性气体对原子层沉积反应器进行有效清洗。一个基本的原子层沉积循环包括4个步骤(如图1)[3]：1)将第一种气相前驱体脉冲通入到基体表面，并在表面发生化学吸附。2)通入清洗气体，将额外的没有反应的前躯体清除。3)将第二种气相前驱体脉冲通入到基体表面，通过表面反应而生成需要的薄膜材料。……