專利名稱：：原子層沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明整體涉及薄膜物質(zhì)的沉積，更具體地講，涉及利用允許3夸基材橫向氣體流動的分配歧管在基材上沉積原子層的方法。
背景技術(shù)：
：在薄膜沉積廣泛使用的技術(shù)中，化學(xué)氣相沉積(CVD)用化學(xué)反應(yīng)性分子在反應(yīng)室中反應(yīng)，以在基材上沉積所需薄膜。用于CVD應(yīng)用的分子前體包括待沉積薄膜的單質(zhì)(原子)成分，一般也包括其他成分。為了在基材上反應(yīng)形成薄膜，CVD前體為在氣相輸送到室的揮發(fā)性分子。化學(xué)反應(yīng)沉積所需薄膜厚度的薄膜。大多數(shù)CVD技術(shù)一般需要將精確控制的一種或多種分子前體流加入CVD反應(yīng)器?；脑诳刂茐毫l件下保持在精確控制溫度，以促進(jìn)這些分子前體之間的化學(xué)反應(yīng)，同時有效除去副產(chǎn)物。獲得最佳CVD性能需要在整個過程中達(dá)到并維持氣流、溫度和壓力的穩(wěn)態(tài)條件，并使瞬變過程達(dá)到最小或消除。尤其在半導(dǎo)體、集成電路和其他電子器件領(lǐng)域，需要超過常規(guī)CVD技術(shù)可取得限度的具有優(yōu)良保形涂覆性質(zhì)的薄膜，尤其是較高品質(zhì)的致密薄膜，尤其是能夠在較低溫度制成的薄膜。原子層沉積("ALD")是一種供選的薄膜沉積技術(shù)，與前面CVD技術(shù)相比，這種技術(shù)可提供改善的厚度分辨率和保形能力。ALD過程將常規(guī)CVD的常規(guī)薄膜沉積過程分成單原子層沉積步驟。最好ALD步驟自己終止，并且在進(jìn)行到或超過自身終止暴露時間時能夠精確沉積一個原子層。原子層一般為0.1至0.5個分子單層，并且一般尺寸大約不大于數(shù)個埃。在ALD中，沉積原子層A^應(yīng)性分子前體和基材化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。在各個單獨的ALD反應(yīng)沉積步驟中，純反應(yīng)沉積所需原子層，并且實質(zhì)消除最初在分子前體中包含的"額夕卜，，原子。在其最純態(tài)，ALD在其他反應(yīng)前體完全不存在下包括各前體的吸收和反應(yīng)。實際上，在任何方法中都難以避免不同前體的一些直接反應(yīng)，產(chǎn)生少量化學(xué)氣相沉積反應(yīng)。為進(jìn)行ALD提出的方法的目的是獲得裝置性能，并歸結(jié)為與ALD方法相稱，同時認(rèn)識到能夠容許少量CVD反應(yīng)。在ALD應(yīng)用中，一般在單獨階段將兩種分子前體引入ALD反應(yīng)器。例如，金屬前體分子MLx包括結(jié)合到原子或分子配位體L的金屬元素M。例如，M可以為但不限于A1、W、Ta、Si、Zn等。在基材表面經(jīng)制備能與分子前體直接反應(yīng)時，金屬前體與基材反應(yīng)。例如，基材表面一般經(jīng)制備，以包含能與金屬前體反應(yīng)的含氫配位體AH等。硫(S)、氧(O)和氮(N)為一般A物質(zhì)。氣態(tài)前體分子與基材表面上的所有配位體有效反應(yīng)，致使沉積單一金屬原子層基材-AH+MLx—基材-AMLx—i+HL(1)其中HL為反應(yīng)副產(chǎn)物。反應(yīng)期間，初始表面配位體AH消庫毛，表面變得以L配位體覆蓋，L配位體可不進(jìn)一步與金屬前體MLx反應(yīng)。因此，在表面上所有的初始AH配位體以AML^代替時，反應(yīng)自己終止。在反應(yīng)階段后一般為惰性氣體吹掃階段，在單獨引入其他單體前，惰性氣體吹掃階段從室中排除過量的金屬前體。然后用第二分子前體恢復(fù)基材對金屬前體的表面反應(yīng)性。這例如通過除去L配位體和重新沉積AH配位體來進(jìn)行。在此情況下，第二前體一般包含所需(通常為非金屬)元素A(即，O、N、S)和氫(即KbO、NH3、H2S)。下一步反應(yīng)如下基材-A-ML+AHY—基材-A-M-AH+HL(2)這使表面回轉(zhuǎn)到其AH覆蓋態(tài)。(例如，為了簡單起見，化學(xué)反應(yīng)未配平)。所需的其他元素A結(jié)合到薄膜，不需要的配位體L作為揮發(fā)性副產(chǎn)物排除。反應(yīng)再一次消耗反應(yīng)部位(這一次為L終止的部位)，并且在基材上的反應(yīng)部位完全耗盡時自身終止。然后，第二分子前體通過在第二吹掃階l殳使惰性吹掃氣體流動從沉積室移除。這樣，概括地講，ALD方法需要按次序改變化學(xué)物質(zhì)到基材的流量。以上討論的代表性ALD方法為具有四個不同操作階^R的周期1MLX反應(yīng)j2.清除ML"3.AHy反應(yīng)；和4.清除AHy，然后回到階段l。表面反應(yīng)和前體移除交替的這一重復(fù)序列以居間吹掃操作使基材表面恢復(fù)到其初始反應(yīng)狀態(tài)是一種典型的ALD沉積周期。ALD操作的關(guān)鍵特點是基材恢復(fù)到其初始表面化學(xué)條件。利用這一組重復(fù)步驟，可使薄膜以相等計量層成層到基材，.這些層在化學(xué)動力學(xué)、每周期的沉積、組成和厚度方面完全相同?？捎肁LD作為制造步驟形成多種薄膜電子器件，包括半導(dǎo)體器件和支持電子元件，如電阻器和電容器、絕緣體、總線線路及其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。ALD特別適用于形成電子器件的元件中的金屬氧化物薄層?？捎肁LD沉積的功能物質(zhì)的一般種類包括導(dǎo)體、電介質(zhì)或絕緣體及半導(dǎo)體。導(dǎo)體可以為任何可用的導(dǎo)電物質(zhì)。例如，導(dǎo)體可包括透明導(dǎo)體，如氧化錫銦(ITO)、ZnO、Sn02或In203。導(dǎo)體的厚度可以變化，根據(jù)凈爭別實例，可以為50至1000nm。電介質(zhì)使圖形電路的不同部分電絕緣。電介質(zhì)層也可4支稱為絕緣體或絕緣層。用作電介質(zhì)的物質(zhì)的具體實例包括strontiates、鉭酸鹽、鈦酸鹽、鋯酸鹽、氧化鋁、氧化硅、氧化鉭、氧化鉿、氧化鈦、硒化鋅和硫化鋅。此外，可用這些實例的合金、組合和多層作為電介質(zhì)。在這些物質(zhì)中，氧化鋁是優(yōu)選的。電介質(zhì)結(jié)構(gòu)層可包括兩個或更多個具有不同介電常數(shù)的層。這些絕緣體討論于美國專利5，981和同時待審的美國申請11/088,645。電介質(zhì)材料一般顯示大于5eV的帶隙。所用電介質(zhì)層的厚度可以變化，根據(jù)特別實例，可以為10至300mn。所用半導(dǎo)體物質(zhì)的實例為化合物半導(dǎo)體，如砷化鎵、氮化鎵、硫化鎘、氧化鋅和-克化鋅?？捎蒙鲜龉δ軐又圃於喾N器件結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^選擇具有適度到不良導(dǎo)電性的導(dǎo)電物質(zhì)制造電阻器。可通過在兩個導(dǎo)體之間放置電介質(zhì)制造電容器。可通過在兩個導(dǎo)電電極之間放置兩個互補(bǔ)載流子類型的半導(dǎo)體制造二極管。也可在互補(bǔ)載流子類型的半導(dǎo)體之間布置半導(dǎo)體區(qū)域，該半導(dǎo)體區(qū)域是固有的，表明此區(qū)域具有少量自由電荷載流子。也可通過在兩個導(dǎo)體之間放置單一半導(dǎo)體構(gòu)成二極管，其中導(dǎo)體/半導(dǎo)體的一個界面產(chǎn)生以一個方向強(qiáng)力阻礙電流的肖特基勢壘。晶體管可通過在導(dǎo)體(柵)上放置絕緣層，隨后放置半導(dǎo)體層制造。如果兩個或多個其他導(dǎo)體電極(源和漏)分開與頂部半導(dǎo)體層接觸布置，也可形成晶體管?？梢圆煌Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何以上器件，只要產(chǎn)生臨界界面。大氣壓方法使用的半導(dǎo)體物質(zhì)應(yīng)顯示數(shù)種性質(zhì)。在薄膜晶體管的一般應(yīng)用中，需要能夠控制電流通過器件的開關(guān)。因此，需要在開關(guān)接通時，高電流能夠通過器件。電流的范圍與半導(dǎo)體電荷載流子遷移率相關(guān)。當(dāng)器件斷開時，需要電流很小。這與電荷載流子濃度相關(guān)。此外，需要器件受可見光微弱影響或根本不受影響。為了使這成為實際，半導(dǎo)體帶隙應(yīng)足夠大(3eV),以使暴露于可見光不產(chǎn)生帶間躍遷。能夠產(chǎn)生高遷移率、低載流子濃度和高帶隙的物質(zhì)是ZnO。此外，在基于實高體積網(wǎng)(realhighvolumeweb)的大氣壓制造方案中，在方法中使用的化學(xué)物質(zhì)廉價且低毒非常合乎需要，這可用ZnO及其大多數(shù)前體滿足。根據(jù)本發(fā)明方法制成的半導(dǎo)體薄膜顯示大于0.01cm2/Vs,優(yōu)選至少0.1cm2/Vs，更優(yōu)選大于0.2cm2/Vs的場效應(yīng)電子遷移率。此外，才艮據(jù)本發(fā)明制成的n-通道半導(dǎo)體薄膜能夠提供至少104,最好至少105的通/斷(on/off)比率。通/斷比率測量為柵壓從1個值掃描到另一個值(代表可能用于顯示器柵極線上的相關(guān)電壓)時的漏電流的最大值/最小值。一^殳組值為-10V至40V,漏電壓保持在30V。自飽和表面反應(yīng)使ALD對傳送不均勻性不敏感，由于工程容差和流程限制或者與表面形貌有關(guān)，這可能另外削弱表面均勻性(即，沉積成三維高長寬比結(jié)構(gòu))。通常，在反應(yīng)過程中化學(xué)物質(zhì)的不均勻流量一般導(dǎo)致在不同區(qū)域不同完成次數(shù)。然而，利用ALD允許各反應(yīng)在整個基材表面上完成。因此，完成動力學(xué)的差異沒有對均勻性產(chǎn)生不利。這是因為首先完成反應(yīng)的區(qū)域自身終止反應(yīng)；其他區(qū)域能夠繼續(xù)，直到完全處理的表面經(jīng)歷預(yù)期反應(yīng)。一般ALD方法在單一ALD周期中沉積0.1-0.2nm薄膜(利用以前所列的編號步驟1至4)。為了對很多或大多數(shù)半導(dǎo)體應(yīng)用提供3nm至30nm范圍均勻薄膜厚度，甚至是其他應(yīng)用的較厚薄膜，應(yīng)達(dá)到有用且經(jīng)濟(jì)可行的周期時間。工業(yè)通過標(biāo)準(zhǔn)要求基材2分鐘至3分鐘內(nèi)處理，這意味ALD周期時間應(yīng)為0.6秒至6秒。ALD為提供控制水平的高度均勻薄膜沉積給予相當(dāng)大希望。然而，為了利用其內(nèi)在能力，一些技術(shù)限制仍然保留。一個重要考慮涉及所需的周期數(shù)。由于其重復(fù)反應(yīng)物和吹掃周期，有效使用ALD需要能夠與快速進(jìn)行吹掃周期一起突然使化學(xué)物質(zhì)流從MLx改變到AHy的過程。常規(guī)的ALD方法設(shè)計是以所需次序使不同氣態(tài)物質(zhì)快速脈沖到基材上。然而獲得以所需速度且在沒有一些不需要混合下將所需系列氣態(tài)配制物引入室中的可行方案很難。另外，為了允許成本有效涂覆很多基材，ALD方法應(yīng)能夠?qū)τ诤芏嘀芷谟行Ш涂煽繄?zhí)行這一定序。為了在任何給定反應(yīng)溫度使ALD反應(yīng)需要達(dá)到自身終止的時間達(dá)到最少限度，一種方法用被稱為的"脈沖"方法使化學(xué)物質(zhì)流入ALD反應(yīng)器的流量達(dá)到最大程度。為了使化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入ALD反應(yīng)器的流量最大化，有利以最小惰性氣體稀釋并在高壓將分子前體引入ALD反應(yīng)器。然而，這些措施對需要達(dá)到短周期時間和快速從ALD反應(yīng)器移除這些分子前體產(chǎn)生消極影響。快速移除又會要求在ALD反應(yīng)器中的氣體停留時間減少到最低限度。氣體停留時間t與反應(yīng)器的體積V、在ALD反應(yīng)器中的壓力P和流量Q的倒數(shù)成比例，即t=VP/Q(3)因此，降低在ALD反應(yīng)器中的壓力有利于低氣體停留時間，并增加從ALD反應(yīng)器移除(清除)化學(xué)前體的速度。相比之下，使ALD反應(yīng)時間最少化需要在ALD反應(yīng)器內(nèi)利用高壓使化學(xué)前體進(jìn)入ALD反應(yīng)器的流量最大化。此外，氣體停留時間和化學(xué)使用效率與流量成反比。因此，盡管降低流量能夠提高效率，但也增加了氣體停留時間。現(xiàn)有的ALD方法在需要縮短反應(yīng)時間和改善化學(xué)利用效率之間折衷，另一方面，需要使吹掃氣體停留時間和化學(xué)移除時間最少化。.克服"脈沖"輸送氣態(tài)物質(zhì)固有限制的一種方法是連續(xù)提供各反應(yīng)氣體，并使基材連續(xù)通過各氣體移動。例如，授予Yudovsky的美國專利6,821，563(標(biāo)題為"GASDISTRIBUTIONSYSTEMFORCYCLICALLAYERDEPOSITION")描述在真空下具有用于前體和吹掃氣體的單獨氣體口并且與各氣體口之間的真空泵口交替的處理室。各氣體口將其氣流向下垂直引向基材。單獨氣流由壁或間壁分隔，并且具有用于在各氣流的兩側(cè)抽空氣體的真空泵。各間壁的下部接近基材延伸，從基材表面例如0.5mm或更大。以此方式，間壁的下部從基材表面離開足夠距離，此距離足以允許氣流在與基材表面反應(yīng)后，圍繞下部向真空口流動。提供旋轉(zhuǎn)式可旋轉(zhuǎn)或其他輸送裝置保持一個或多個晶片基材。以此布置，使基材在不同氣流下往返移動，從而實現(xiàn)ALD沉積。在一個實施方案中，基材以線形路徑通過室移動，其中基材前后通過多次。利用連續(xù)氣流的另一種方法說明于授予Suntola等人的標(biāo)題為"METHODFORPERFORMINGGROWTHOFCOMPOUNDTHINFILMS"的美國專利4，413，022中。氣流列具有交^^源氣體開口、載氣開口和真空排氣口。在所述列上往復(fù)移動基材同樣實現(xiàn)ALD沉積而不需要脈沖操作。在圖13和14的實施方案中，尤其通過在源開口固定列上往復(fù)移動基材產(chǎn)生基材表面和反應(yīng)性蒸氣的依序相互作用。擴(kuò)散壁壘由排氣開口之間的載氣開口形成。Suntola等人聲稱，此實施方案甚至可在大氣壓操作，盡管提供很少或沒有提供此方法或?qū)嵗募?xì)節(jié)雖然例如在'563Yudovsky和'022Suntola等公開中所述的方法可避免脈沖氣體方法固有的一些難題，但這些方法也有其他缺陷。如兩個公開中所述，以垂直方向直接向表面驅(qū)使氣流產(chǎn)生阻擋層效應(yīng)，此效應(yīng)使氣流復(fù)雜化，并可導(dǎo)致不需要的混合。'563Yudovsky公開的氣流輸送裝置和'022Suntola等公開的氣流列均需要用于排出廢氣的位于氣流供應(yīng)口之間的真空口。這妨礙這些裝置的緊湊性，并為實現(xiàn)ALD暴露，增加需要的基材移動距離。另外，在列中不同點保持均勻真空和在補(bǔ)充壓力保持同步氣流和真空會很難，因此，危害提供到基材表面的氣流的均勻性。'563Yudovsky公開的氣流輸送裝置和'022Suntola等公開的氣流列均不能比0.5mm更近接近基材使用，因為需要在垂直方向(即垂直于基材表面的方向)保持氣流。'563Yudovsky公開的氣流輸送裝置和'022Suntola等公開的氣流列分別都提供氣流和真空，兩者的復(fù)雜布置使這些解決方法難以實行，縮放比例費用大，限制了在有限尺寸移動基材上沉積應(yīng)用的潛在適用性。授予Selitser的美國專利公開2005/0084610公開一種大氣壓原子層化學(xué)氣相沉積方法。Selitser等人闡述通過使操作壓力改變到大氣壓額外增加反應(yīng)速率，這包括反應(yīng)物濃度的數(shù)量級增加，隨之提高表面反應(yīng)物速率。Selitser等人的實施方案包括用于方法各階段的單獨室，盡管圖10顯示其中室壁移除的一個實施方案。一系列分離的注射器圍繞旋轉(zhuǎn)的圓形基材支架軌道隔開。各注射器獨立結(jié)合被操作的反應(yīng)物、吹掃和排氣歧管，控制并作為一個完全單層沉積和反應(yīng)物吹掃周期用于在過程下通過的各基材。Selitser等人未描述或描述很少氣體注射器或歧管的具體細(xì)節(jié)，盡管它們聲稱選擇注射器間距，以便通過吹掃氣流防止交叉污染相鄰的注射器，并且排出歧管結(jié)合在各注射器中。為了產(chǎn)量更高且制造成本更低，ALD方法允許薄膜沉積于大表面上或移動網(wǎng)上特別有利。然而ALD方法的常規(guī)設(shè)計不易給予此靈活性。例如，常規(guī)方法給予很小獲得跨較大基材或網(wǎng)裝置表面輸送的ALD氣體分配方法的希望。因此，需要一種ALD方法，所述方法能夠達(dá)到短反應(yīng)時間和良好的化學(xué)利用效率，適用于較大尺寸基材，適合高速操作，包括在或接近大氣壓的優(yōu)選方法，并且能夠經(jīng)濟(jì)地制造和操作。發(fā)明概述本發(fā)明人已研發(fā)一種有利的ALD變型，達(dá)種變型允許基材連續(xù)暴露于在ALD反應(yīng)系統(tǒng)中使用的氣態(tài)物質(zhì)，同時避免在暴露于基材后使用真空清除各反應(yīng)性氣態(tài)物質(zhì)。發(fā)明人將這種新的獨特方法稱為多橫流ALD或MTF-ALD。不受理論限制，相信橫流實質(zhì)用通過薄擴(kuò)散層的擴(kuò)散過程從基材的表面提供氣態(tài)物質(zhì)并從基材的表面將氣態(tài)物質(zhì)移除。通過新的氣態(tài)物質(zhì)在擴(kuò)散層上連續(xù)流動，保持通過擴(kuò)散層的擴(kuò)散梯度。橫流可用開放位于基材表面上的伸長出口通道提供。在本發(fā)明的一個實施方案中，在基材上沉積薄膜物質(zhì)的方法包括(a)提供包含至少第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)的多種氣態(tài)物質(zhì)，其中第一氣態(tài)物質(zhì)和第二氣態(tài)物質(zhì)相互為反應(yīng)性，4吏得在第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)之一在基材的表面上時，第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)的另一種物質(zhì)反應(yīng)以在基材上沉積至少一個原子物質(zhì)層，并且其中第三氣態(tài)物質(zhì)相對于與第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)為惰性；(b)提供待經(jīng)歷物質(zhì)薄膜沉積的基材；和(C)使第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)分別流入多個伸長的通道，各通道以長度方向?qū)嵸|(zhì)平行延伸，所述通道包括至少一個第一輸出通道、第二輸出通道和第三輸出通道，分別用于第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)，其中各通道優(yōu)選以自基材表面以下lmm的距離沿著基本平行于基材表面的通道的長度方向?qū)嵸|(zhì)引導(dǎo)相應(yīng)第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)或第三氣態(tài)物質(zhì)之一的流。在過程期間，基材或用于氣態(tài)物質(zhì)的分配歧管或兩者能夠在分配歧管的輸出面和基材之間提供相對移動，同時保持預(yù)定緊密接近。在一個優(yōu)選的實施方案中，可用經(jīng)過薄膜沉積的基材連續(xù)移動操作所述方法，其中所述方法能夠?qū)⑤d體輸送到分配歧管上或作為網(wǎng)通過分配歧管，優(yōu)選在處于實質(zhì)大氣壓的非密封環(huán)境。本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供非常適合許多不同類型基材和沉積環(huán)境的在基材上沉積原子層的緊湊方法。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是允許在優(yōu)選的實施方案中在大氣壓條件下操作。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是適合在網(wǎng)上或其他移動基材上沉積，包括在大面積基材上沉積。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是可用于大氣壓力的低溫方法，此方法可在對環(huán)境大氣開放的非密封環(huán)境實施。明示例實施方案的附圖，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。附圖簡述雖然本說明通過特別指出并清楚地要求本發(fā)明主題的權(quán)利要求做出結(jié)論，但相信通過以下詳述并結(jié)合附圖，可更好地理解本發(fā)明，其中圖1為描述本發(fā)明方法的步驟的流程圖；圖2為可用于本發(fā)明方法的原子層沉積的分配歧管的一個實施方案的橫截面?zhèn)纫晥D3為對于一個氣態(tài)物質(zhì)示例系統(tǒng)的氣態(tài)物質(zhì)分配到經(jīng)歷薄膜沉積的基材的一個實施方案的橫截面?zhèn)纫晥D4A和4B為示意顯示伴隨沉積操:作的氣態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)分配的一個實施方案的橫截面?zhèn)纫灰妶D5為從可用于在基材上沉積的分配歧管的一個實施方案的一部分的輸出面?zhèn)鹊耐敢晥D，顯示輸出通道相對于基材和往復(fù)移動的取向；圖6為如圖5的透視圖，顯示分配歧管中氣流的一種示例布置；圖7A、7B、7C和7D為正交于前面圖2-4B的橫截面圖截取的橫截面圖，顯示不同實施方案中輸出通道的氣流方向；圖8A和8B為顯示用于提供氣態(tài)物質(zhì)的分配歧管的輸出面到基材表面的距離減小的影響的橫截面圖9為可用于本發(fā)明方法的如圖3所示分配歧管的輸出面的平面圖，顯示氣態(tài)物質(zhì)移動通過本發(fā)明一個實施方案的輸出通道布置；圖10為可用于本發(fā)明方法的由堆疊板形成的分配歧管的一個實施方案的透視圖11A和11B為利用圖IO所示堆疊板結(jié)構(gòu)的分配歧管結(jié)構(gòu)的分解圖，分解圖顯示用于方法中所用不同氣體的兩個不同輸出通道；圖12為顯示使用沿著分配歧管的周邊引導(dǎo)的惰性氣體的封罩的實施方案的透^L圖13為顯示往復(fù)和正交移動的供選運動模型的示意圖14為利用本發(fā)明的方法的沉積系統(tǒng)的一個實施方案的示意流程圖15為顯示才艮據(jù)本發(fā)明方法施加到移動網(wǎng)的沉積系統(tǒng)的一個實施方案的示意流程圖；圖16為顯示根據(jù)本發(fā)明方法利用靜態(tài)分配歧管施加到移動網(wǎng)的沉積系統(tǒng)的另一個實施方案的示意流程圖17為可用于本發(fā)明方法的具有曲率輸出面的分配歧管的一個實施方案的橫截面?zhèn)纫灰妶D18為根據(jù)實施例的薄膜沉積方法的源物質(zhì)的示意流程圖19為在本發(fā)明方法中使用的分配歧管的橫截面?zhèn)纫晥D，顯示氣態(tài)物質(zhì)提供到經(jīng)過實施例的薄膜沉積過程的基材的布置。發(fā)明詳述對于以下說明，所用術(shù)語"氣體"或"氣態(tài)物質(zhì)"在廣泛意義上包括任何范圍的蒸發(fā)或氣態(tài)單質(zhì)、化合物或物質(zhì)。本文所用其他術(shù)語，如反應(yīng)物、前體、真空和惰性氣體，均具有物質(zhì)沉積領(lǐng)域技術(shù)人員了解的普通含義。提供的附圖未按比例繪制，而旨在顯示本發(fā)明一些實施方案的全部功能和結(jié)構(gòu)布置。本發(fā)明的方法從常規(guī)方法有意義偏離到ALD，利用將氣態(tài)物質(zhì)輸送到基材表面的緊湊分配系統(tǒng)，適應(yīng)在較大和基于網(wǎng)的基材上沉積，并且能夠以提高的通過速度得到高度均勻的薄膜沉積。本發(fā)明的方法利用連續(xù)(相對于脈沖)氣態(tài)物質(zhì)分配。本發(fā)明的方法允許在大氣壓或接近大氣壓和真空下操作，并且能夠在非密封或開放空氣環(huán)境操作。圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方案實施MTF-ALD方法的一個實施方案的一般步驟圖，其中使用兩種反應(yīng)氣體，第一分子前體和第二分子前體。氣體從氣體源提供，并可例如通過分配歧管輸送到基材。可使用將氣態(tài)物質(zhì)提供到分配歧管的計量和閥控裝置。如步驟1所示，為系統(tǒng)連續(xù)供應(yīng)用于在基材上沉積薄膜物質(zhì)的氣態(tài)物質(zhì)。在序列15中的步驟依序應(yīng)用。在步驟2中，對于給定基材區(qū)域(稱為通道區(qū)域)，引導(dǎo)第一分子前體或反應(yīng)性氣態(tài)物質(zhì)在第一通道中橫向于基材通道區(qū)域上流動并與其反應(yīng)。在步驟3中，在系統(tǒng)中發(fā)生基材和多通道流的相對移動，這準(zhǔn)備步驟4的階段，在步驟4中在給定通道區(qū)域上出現(xiàn)具有惰性氣體的第二通道(吹掃)流。然后，在步驟5中，基材和多通道流的相對移動準(zhǔn)備步驟6的階段，在步驟6中給定通道區(qū)域經(jīng)歷原子層沉積，其中第二分子前體現(xiàn)在在基材的給定通道區(qū)域上橫向流動(基本平行于基材的表面)，并與基材上的以前層反應(yīng)，以產(chǎn)生(理論上)單層所需物質(zhì)。通常在這些方法中，第一分子前體為含金屬的氣態(tài)化合物，并且沉積的物質(zhì)為含金屬化合物，例如有機(jī)金屬化合物，如二乙基鋅。在此實施方案中，第二分子前體可以為例如非金屬氧化化合物。在步驟7中，基材和多通道流的相對移動準(zhǔn)備步驟8的階段，在步驟8再次使用惰性氣體，這一次吹掃來自前面步驟6的給定通道區(qū)域的過量第二分子前體。在步驟9中，再次發(fā)生基材和多通道的相對移動，這準(zhǔn)備重復(fù)序列的階段.，回到步驟2。此周期根據(jù)需要重復(fù)很多次，以建立所需薄膜。在此方法的實施方案中，對相當(dāng)于流通道覆蓋區(qū)域的基材給定通道區(qū)域重復(fù)這些步驟。同時，用步驟l中必要的氣態(tài)物質(zhì)供給不同通道。與圖1中框15序列同時，同時處理其他相鄰的通道區(qū)域，這產(chǎn)生如總體步驟11所示的平行多通道流。第二分子前體的主要用途是將基材表面朝向與第一分子前體的反應(yīng)性回調(diào)。第二分子前體也從分子氣體提供物質(zhì)，以在表面與金屬結(jié)合，與含金屬的新沉積前體形成化合物，如氧化物、氮化物、硫化物等。本發(fā)明的獨特之處在于連續(xù)ALD吹掃不需要在分子前體施加到基材后用真空清除除去分子前體。大多數(shù)研究者認(rèn)為吹掃步驟是ALD方法中最重要的通過量限制步驟。假定對圖1中的兩種反應(yīng)氣體使用例如AX和BY。在提供反應(yīng)氣體AX流并在給定基材區(qū)域上流動時，反應(yīng)氣體AX的原子被化學(xué)吸附在基材上，產(chǎn)生A的層和配位體X的表面(結(jié)合化學(xué)吸附)(步驟2)。然后，用惰性氣體吹掃其余反應(yīng)氣體AX(步驟4)。隨后出現(xiàn)反應(yīng)氣體BY流，并發(fā)生AX(表面)與BY(氣體)之間的化學(xué)反應(yīng)，在基材上產(chǎn)生AB分子層(離解化學(xué)吸附)(步驟6)。清除其余氣體BY和反應(yīng)的副產(chǎn)物(步驟8)。通過多次重復(fù)過程周期(步驟2-9),可增加薄膜的厚度。由于薄膜能夠一次沉積一個單層，因此傾向于保形，且具有均勻厚度。可用MTF-ALD沉積多種物質(zhì)，包括II-VI和III-V化合物半導(dǎo)體、元素硅和金屬、Si02和金屬氧化物及氮化物。根據(jù)方法，薄膜可以為無定形、外延或多晶。因此，在本發(fā)明的不同實施方案中可實施多種過程化學(xué)，提供多種最終薄膜?？尚纬傻慕饘傺趸锏亩衔锢鐬槲逖趸g、氧化鋁、氧化鈦、五氧化鈮、氧化鋯、氧化鉿、氧化鋅、氧化鑭、氧化釔、氧化鈰、氧化釩、氧化鉬、氧化錳、氧化錫、氧化銦、氧化鎢、二氧化硅等。因此，可用本發(fā)明方法制備的氧化物包括但不限于A1203、Ti02、Ta205、Nb205、Zr02、Hf02、Sn02、ZnO、La203、Y203、Ce02、Sc203、Er203、V205、Si02和In203?？捎帽景l(fā)明方法制的氮化物包括但不限于A1N、TaNx、NbN、TiN、MoN、ZrN、HfN和GaN?？捎帽景l(fā)明方法制的氟化物包括-f旦不限于CaF2、SrF2和ZnF2?？捎帽景l(fā)明方法制的金屬包括但不限于Pt、Ru、Ir、Pd、Cu、Fe、Co和Ni?？捎帽景l(fā)明方法制的碳化物包括但不限于TiC、NbC和TaC?？捎帽景l(fā)明方法制的混合結(jié)構(gòu)氧化物包括但不限于AlTiNx、AlTiOx、AlHfOx、AlSiOx和HfSiOx?？捎帽景l(fā)明方法制的硫化物包括但不限于ZnS、SrS、CaS和PbS。可用本發(fā)明方法制的納米層合物包括但不限于Hf02/Ta205、Ti02/Ta205、Ti02/Al203、ZnS/Al203、ATO(AlTiO)等。可用本發(fā)明方法制的摻雜物質(zhì)包括但不限于ZnO:Al、ZnS:Mn、SrS:Ce、Al203:Er、Zr。2:Y等。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見，可沉積兩種、三種或更多種金屬的合金，化合物可用兩種、三種或更多種成分沉積，并且可制造諸如分級薄膜和納米層合物的所有物。這些變型是在交替周期中使用本發(fā)明具體實施方案的簡單變化。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)有很多其他變化，因此，本發(fā)明只由以下權(quán)利要求限制。可反應(yīng)的各種氣態(tài)物質(zhì)也描述于HandbookofThinFilmProcessTechnology,Vol.1，Glocker和Shah編著，InstituteofPhysics(IOP)Publishing,Philadelphia1995，第B1.5:l至B1.5:16頁；和HandbookofThinFilmMaterials,Nalwa編著,Vol.1，第103至159頁。在前一文獻(xiàn)的表V1.5.1中列出了不同ALD方法的反應(yīng)物，包括含第II、III、IV、V、VI和其他族的第一含金屬前體。在后面的文獻(xiàn)中，表IV列出不同ALD薄膜方法所用的前體組合。雖然氧化物基材提供ALD沉積的種類，但可通過適合表面處理使用塑料基材?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，圖2顯示本發(fā)明的可用于在基材20上沉積原子層的本發(fā)明方法的分配歧管10的一個實施方案的橫截面?zhèn)纫晥D。分配歧管IO具有接收第一氣態(tài)物質(zhì)的氣體入口14、接受第二氣態(tài)物質(zhì)的氣體入口16和接受第三氣態(tài)物質(zhì)的氣體入口18。這些氣體通過具有隨后所述結(jié)構(gòu)布置的輸出通道12在輸出面36排出。圖2和隨后圖3-4B中的箭頭是指氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散輸送，而不是從輸出通道接收的流。所述流實質(zhì)上被引出附圖的頁面，如以下進(jìn)一步描述。在一個實施方案中，氣體入口14和16適應(yīng)接收隨后在基材表面上反應(yīng)以實現(xiàn)ALD沉積的第一氣體和第二氣體，氣體入口18接收對第一氣體和第二氣體為惰性的吹掃氣體。分配歧管10與在基材載體上提供的基材20間隔距離D，如隨后更詳細(xì)描述。通過移動基材20,移動分配歧管10或移動基材20和分配歧管10兩者，可在基材20和分配歧管10之間提供往復(fù)移動。在圖2所示的特定實施方案中，基材20以往復(fù)方式跨輸出面36移動，如圖2中箭頭R和基材20左右的虛輪廓線所示。應(yīng)注意到，用分配歧管10沉積薄膜并不總是需要往復(fù)運動。也可在基材20和分配歧管10之間提供其他類型相對移動，例如以一個或多個方向移動基材20或分配歧管10，如隨后更詳細(xì)描述。圖3的橫截面圖顯示在分配歧管10前面36的一部分排出的氣流。在此特定布置中，各輸出通道12與圖2中看到的氣體入口14、16或18之一氣體流通。各輸出通道12—般輸送第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O或第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M或第三氣態(tài)惰性物質(zhì)I。圖3顯示氣體的相對基本或簡單布置?？深A(yù)想在薄膜單一沉積中在不同口依序輸送多種非金屬沉積前體(如物質(zhì)O)或多種含金屬前體物質(zhì)(如物質(zhì)M)?；蛘?，在制造例如具有交替金屬層或在金屬氧化物質(zhì)中具有較少量摻雜劑的復(fù)雜薄膜物質(zhì)時，可在單一輸出通道施加氣體反應(yīng)物的混合物，例如金屬前體物質(zhì)的混合物或金屬和非金屬前體的混合物。關(guān)鍵需要是標(biāo)為I的間流應(yīng)將其中氣體可能相互反應(yīng)的任何反應(yīng)物通道分離。第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M相互反應(yīng)實現(xiàn)ALD沉積，^E氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O和M均不與氣態(tài)惰性物質(zhì)I反應(yīng)。圖3和以下使用的命名表明氣體反應(yīng)物的一些一般類型。例如，第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O可以為氧化氣態(tài)物質(zhì)，第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M為含金屬化合物，如含鋅物質(zhì)。惰性氣態(tài)物質(zhì)I可以為氮、氬、氦或在ALD方法中通常用作吹掃氣體的其他氣體。惰性氣態(tài)物質(zhì)I對第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M為惰性。在一個實施方案中，第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)之間的反應(yīng)形成金屬氧化物或其他二元化合物，如氧化鋅ZnO或ZnS，用于半導(dǎo)體。多于兩種氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)之間的反應(yīng)可形成三元化合物，例如ZnAlO。圖4A和4B的橫截面圖以簡單示意形式顯示在輸送氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O和M時，在基材20沿著分配歧管10的輸出面36通過時進(jìn)行的ALD涂覆操作。在圖4A中，基材20的表面首先接收來自輸出通道12的氧化物質(zhì)，稱為輸送第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O?；牡谋砻娆F(xiàn)在包含易于與物質(zhì)M反應(yīng)的物質(zhì)O的部分反應(yīng)形式。然后，在基材20進(jìn)入第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M的金屬化合物的路徑時，發(fā)生與M的反應(yīng)，生成金屬氧化物或可由兩種氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)生成的一些其他薄膜物質(zhì)。如圖4A和4B顯示，在第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)O和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M的流之間的每個交替輸出通道12提供惰性氣態(tài)物質(zhì)I。在所示的實施方案中，順序的輸出通道12相鄰，共同享有由間壁22形成的公共邊界。在此，輸出通道12相互由以垂直于基材20表面延伸的間壁22限定和分隔。值得注意的是，在輸出通道12之間沒有散置真空通道，也就是，在輸送氣態(tài)物質(zhì)的通道的各側(cè)沒有真空通道以圍繞間隔抽吸氣態(tài)物質(zhì)。由于使用創(chuàng)新性氣流，這種有利的緊密布置是可能的。與對基材施加基本垂直(即正交)氣流并且應(yīng)然后以相反垂直方向抽出廢氣的前面方法的氣體輸送列不同，分配歧管10對各反應(yīng)物和惰性氣體沿著表面引導(dǎo)氣流(在一個實施方案中優(yōu)選基本層流)，并且以不同方式處理廢氣和反應(yīng)副產(chǎn)物，如隨后所述。本發(fā)明所用的氣流被沿著并且大致平行于基材表面的平面引導(dǎo)。換句話講，氣體流基本4黃向于基材的平面而不是垂直于被處理的基材。完成此過程任選利用更詳細(xì)描述于普通轉(zhuǎn)讓且同時提交的Levy等標(biāo)題為"APPARATUSFORATOMICLAYERDEPOSITION"的美國申請11/392,006的裝置和系統(tǒng)。圖5和圖6顯示可用于本發(fā)明方法的分配jt支管10的一個實施方案的透視圖，視圖從輸出面36觀察(即，相對于圖2-4B從下側(cè)觀察)。在此實施方案中，限定并分隔相鄰輸出通道12的間壁22一皮部分切開顯示，以允許更好可見從氣體出口24流動的氣流。圖5和6也顯示本公開附圖中使用的參照x,y，z坐標(biāo)軸指定。輸出通道12基本上平行，并且以相當(dāng)于x坐標(biāo)軸的長度方向延伸。利用此坐標(biāo)指定，基材20的往復(fù)移動或相對于基材20移動處于y坐標(biāo)方向。圖6顯示利用此實施方案從分配歧管10輸送的不同氣態(tài)物質(zhì)的氣流R、F。和Fm。氣流巧、F。和FM處于x方向，也就是沿著伸長輸出通道12長度的方向。圖7A、7B、7C和7D的橫截面圖正交于圖2-4B的橫截面截取，并顯示從此一見圖在一個方向的氣流。在各個輸出通道12內(nèi)，相當(dāng)?shù)臍鈶B(tài)物質(zhì)從圖7A、7B、7C和7D視圖中虛示的氣體輸出口24流動。在圖7A的實施方案中，氣流F1沿著輸出通道12的長度并跨基材20引導(dǎo)氣態(tài)物質(zhì)，如對圖5和6所述。流Fl繼續(xù)通過此布置中分配歧管10的邊緣，向外流入環(huán)境，或者如果需要，流到氣體收集歧管(未顯示)。圖7B顯示氣流F2的供選實施方案，其中輸出通道12也提供氣流改向或抽出氣流的排氣口26。圖7C顯示氣流F3的供選實施方案，其中氣體輸出口24居中位于輸出通道12內(nèi)，并且在兩個方向沿著通道在氣體流動中引導(dǎo)氣態(tài)物質(zhì)。圖7D顯示氣流F4的供選實施方案，其中氣體輸出口24也居中布置，并且多個排氣口26適當(dāng)接近輸出通道12的極端布置。雖然優(yōu)選單向流，但根據(jù)流速和特定應(yīng)用中涉及的其他情況，可能發(fā)生一定程度混合，甚至可能在某種程度有益。一種特殊的分配歧管10可使用用所述氣流構(gòu)型之一或其組合構(gòu)成的輸出通道12，構(gòu)型可以是圖7A的Fl流，圖7B的F2流，圖7C的F3流，圖7D的F4流或這樣一些其他變型，其中^爭基材20沿著輸出通道12引導(dǎo)氣態(tài)物質(zhì)流動，優(yōu)選以基本層流或利用控制混合的平穩(wěn)方式。在一個實施方案中，對輸送氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的各輸出通道12提供一個或多個排氣口26。例如，參考圖6，標(biāo)為O和M的第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的輸出通道12按照流F2(圖7B)的模型配置排出或抽出反應(yīng)物質(zhì)的排氣口26。這允許一些物質(zhì)循環(huán)，并防止接近歧管末端不合乎需要地混合和反應(yīng)。標(biāo)為I的惰性氣態(tài)物質(zhì)的輸出通道12不使用排氣口26,因此遵循流F1的模型(圖7A)。雖然在—些實施方案中優(yōu)選層流，但根據(jù)流速和特定應(yīng)用中涉及的其他情況，可能發(fā)生一定程度混合，甚至可能在某種程度有益。在通常意義上，排氣口26不是真空口，而是筒單提供用來在其相應(yīng)的輸出通道12抽出氣流，因此有利于在通道內(nèi)的均勻氣體流型。在氣體輸出口24恰好略小于氣體壓力反壓力的負(fù)抽可幫助促進(jìn)有序氣體流動。負(fù)抽可例如在0.9和1.0大氣壓之間的壓力操作，而一般真空為例如^氐于0.1個大氣壓?？商峁┤鐖D7B和7D點線所示的任選擋板58,以將流型重新引入排氣口26。用氣體流型如Fl或F3或其具有排氣口26的變型F2和F4提供超過對表面垂直卩1導(dǎo)連續(xù)氣源列的常規(guī)方法(如以前背景部分中提到的那些方法)的多個優(yōu)點。由于不需要單獨的真空室，分配歧管10可以非常緊湊，沿著各相鄰輸出通道引導(dǎo)氣態(tài)物質(zhì)。流體動力學(xué)也超過以前方法改良，因為使用的氣流很小可能遇到阻擋層效應(yīng)。惰性氣體流Ft提供一種"吹掃清除"，從前面的輸出通道12除去過量物質(zhì)和不需要的反應(yīng)副產(chǎn)物。惰性氣體流F!也幫助分離流Fo和FM的氣體反應(yīng)物，以使基材20表面上的這些氣體反應(yīng)物的混合減到最小或消除。由于不使用常規(guī)真空，分配歧管10的設(shè)計比在各氣體輸送通道之間需要真空泵通道且真空度要小心校準(zhǔn)以相對于輸出流平衡的氣體列設(shè)計復(fù)雜程度低。本發(fā)明所用的氣流布置取決于基材20和分配歧管IO的輸出面36之間的距離D(圖2所示)。由于不需要氣流圍繞間壁22到真空排氣，輸出面36可非常接近基材表面布置，在1密耳(約0.025mm)以內(nèi)。比較起來，以前引用的前面方法，如授予Yudovsky的美國專利6，821，563所述，需要氣流圍繞通道側(cè)壁的邊緣，因此將與基材表面的距離限制到0.5mm或更大。在本發(fā)明中，分配歧管IO優(yōu)選更接近基材表面布置。在一個優(yōu)選的實施方案中，從基材的表面到分配歧管的輸出面或沖是供流動通道的導(dǎo)壁底部的距離D可為0.4mm或更小，優(yōu)選在0.3mm以內(nèi)，更優(yōu)選在0，25mm以內(nèi)。圖8A和8B的橫截面圖顯示為什么距離D與本發(fā)明的操作一致相對較小合乎需要。在這些圖中，分配歧管10從左到右在基材20上移動，如箭頭所示。隨著攜帶反應(yīng)性氣態(tài)物質(zhì)M的輸出通道12移到右側(cè)一個區(qū)域上，它遇到來自主要為惰性氣態(tài)物質(zhì)I的下一個相鄰(時間在前)輸出通道的擴(kuò)散層72。為了在基材20的表面上反應(yīng)，反應(yīng)性氣態(tài)物質(zhì)M應(yīng)擴(kuò)散通過擴(kuò)散層72,擴(kuò)散層72的厚度與距離D成比例。比較起來，圖8B顯示在距離D減小時發(fā)生的情況擴(kuò)散層72成比例減小。通過擴(kuò)散層72擴(kuò)散更快且更有效，這允許很少廢物，并減少在基材20的表面上反應(yīng)所需的時間總量。較低的間壁22也防止從時間在前的輸出通道氣體保留很少量氣體。應(yīng)注意到，通道中氣體的流動垂直于圖8A和8B的頁面，如箭頭后部所示，此流動保持有助于通過薄擴(kuò)散層72擴(kuò)散到基材表面的濃度梯度。所述表面暴露于M氣流足夠時間，用于擴(kuò)散和混合以代替時間在前的輸出通道氣體。應(yīng)注意到，由于氣體流動是跨表面而不是直接進(jìn)入表面，因此它限制出口通道之間氣體反應(yīng)物的不合乎需要混合，不合乎需要混合可能另外由歧管和/或基材的相對擺動加劇。為了沿著輸出通道12的長度提供平穩(wěn)流動，氣體輸出口24可以離開垂直的一定角度傾斜，如圖7A和7B所示。也可任選用某種類型的氣流改向結(jié)構(gòu)使向下流從氣體輸出口24改向，以便其形成實質(zhì)平行于輸出面36的氣流。圖9的平面圖顯示可用于一個實施方案的分配歧管10的一部分的輸出面36。為了優(yōu)化方向性氣流，改向板38可位于引導(dǎo)氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的各個輸出通道12中。在所示的實施方案中，只有輸送氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的輸出通道12具有改向板38和排氣口26。此特殊布置可在這樣一些應(yīng)用中有利，其中有利用惰性氣體圍繞分配歧管10,例如以減少環(huán)境氣體不合乎需要地吸入。然而可在所有輸出通道12上使用改向板38。也可在一些或所有輸出通道12上使用排氣口26。在另一種可能的實施方案中，可在所有通道上使用改向板，但改向板的出口邊緣可才艮據(jù)通道考慮處于不同的x軸位置。具體地講，合乎需要惰性流的擋板的出口邊緣位置比氣體反應(yīng)物的處于更下X軸位置，以便惰性吹掃流可如上述作用以分隔不同的通道。圖9也顯示一個實施方案中輸出通道的模型。已發(fā)現(xiàn)在此提供惰性氣體通道I作為分配歧管10的最外通道特別有利。具有第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)o的氧化通道緊鄰最外通道，因為這些調(diào)節(jié)用于與第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M的金屬組分進(jìn)4亍ALD反應(yīng)的表面。圖IO顯示可用于本發(fā)明方法的分配歧管IO的一個實施方案，其中用具有形成管46a，b，c的孔40的堆疊金屬板42和44形成寬度W、長度L和高度H的通道。圖IIA顯示以此方式形成的分配歧管10的單一輸出通道12區(qū)段的分解圖，顯示在交替的間壁板42和輸送板44中孔40的布置。圖11B顯示相鄰輸出通道12的相似分解圖。由孔40對準(zhǔn)形成的管46a、46b和46c延伸通過分配歧管10,并提供氣體流通、從外源接收不同反應(yīng)物和惰性氣體物質(zhì)和提供沿著前述輸出面36提供氣流的改向結(jié)構(gòu)的輸入管。擋板和其他改向結(jié)構(gòu)未在這些圖中顯示，但可用適當(dāng)結(jié)構(gòu)的堆疊板提供或在裝置裝配后施加。圖IIA和11B的分解圖分別顯示由堆疊板42和44形成的單一輸出通道12。在圖11A的實例中，所示輸出通道12提供從管46b提供的氣態(tài)物質(zhì)。在圖IIA所示的實施方案中，管46a和46c引導(dǎo)其他氣體通過此通道。尺寸和孔不同于結(jié)合輸出通道12的間壁板42的輸送板44包含改向室48，改向室48將管46b中的一部分氣體改向成氣流Fl。在圖IIB的實例中，所示輸出通道12提供從管46a提供的氣態(tài)物質(zhì)。在圖IIB所示的實施方案中，管46b和46c引導(dǎo)其他氣體通過此通道。板42和44應(yīng)為適合？1導(dǎo)氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)的金屬，例如不銹鋼或其他金屬。合乎需要在對此實施方案裝配大量板時，輸送到基材的氣流均勻3爭過輸送粒子流(1、M或O)的所有通道。這可用適當(dāng)板-沒計完成，例如在各板的流型的一些部分具有限制物，這些限制物精確加工以便為各通道提供可再現(xiàn)的壓降。雖然堆疊板方法是構(gòu)造本發(fā)明所用分配歧管的特別有用的方式，但有一些建立此結(jié)構(gòu)的其他方法，這些方法可用于本發(fā)明方法所用分配歧管的供選實施方案。例如，本發(fā)明所用分配歧管可由直接加工金屬塊或粘在一起的數(shù)個金屬塊構(gòu)成。此外，可利用包括內(nèi)才莫部件的模鑄技術(shù)，這為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解。也可用一些立體平版印刷技術(shù)構(gòu)造分配歧管?？蓮膱D10、IIA和11B的實例實施方案看到，可構(gòu)造4艮小尺寸的分配歧管10，且各輸出通道12具有金屬鍍片的寬度。例如，在使用圖10、IIA和IIB布置的一個實施方案中，輸出通道12為0.034英寸(0.86mm)寬W?？梢圆煌穸戎圃觳煌牧系妮敵鐾ǖ?2,以得到緊密布置的寬度W范圍，優(yōu)選0.01英寸(0.25mm)至0.1英寸(2.5mm)。輸出通道12的長度L可根據(jù)所需均勻性和所需氣體壓力變化。在一個實施方案中，輸出通道長度L為3英寸(75mm)。在一個實施方案中，由堆疊板42的延伸部分形成的輸出通道12的高度H為0.1英寸。因為氣流可能由于產(chǎn)生的低壓區(qū)域無意吸入環(huán)境氣體，所以從惰性層提供其他保護(hù)壁壘可能有用。參考圖12，圖12顯示包封氣流FE，通過包封氣流FE對分配歧管10的一側(cè)或多側(cè)使用其他惰性氣體流，以防止環(huán)境氣體污染過程氣體。特別關(guān)于圖4A和圖4B描述，為了完成其沉積功能，分配歧管10需要相對于基材20的表面移動。此相對移動可以多種方式獲得，包括移動分配歧管10和基材20之一或兩者，例如通過提供基材載體方法的移動。根據(jù)需要多少個沉積周期，移動可以是擺動或往復(fù)移動，或者可以是連續(xù)移動。也可特別在間歇方法中使用基材旋轉(zhuǎn)，雖然連續(xù)方法是優(yōu)選的。一般ALD需要多個沉積周期，以各周期建立控制薄膜深度。使用以前所給氣態(tài)物質(zhì)的命名法，單一周期可例如在簡單i殳計中提供一次施加第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)0和一次施加第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M。氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)0和M的輸出通道之間的距離決定往復(fù)移動完成每個周期所需的距離。對于關(guān)于各輸出通道12具有0.034英寸名義通道寬度W的圖9的實例分配歧管10，需要往復(fù)移動為至少0.20英寸(沿著本文所用y軸)。對于此實例，基材20的區(qū)域利用在此距離上移動暴露于第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)0和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)M兩者。在某些情況下，出于均勻性考慮可能需要在各周期隨機(jī)往復(fù)移動量的措施，例如以降低邊緣效應(yīng)或沿著往復(fù)移動末端積累。分配歧管10可只具有足夠輸出通道12以提供單一周期?；蛘?，分配歧管10可具有多個周期布置，使其能夠覆蓋較大沉積區(qū)域或4吏其能夠在一定距離往復(fù)移動，此距離允許在往復(fù)移動距離的一個橫越中有兩個或更多個沉積周期。在一個實施方案中，使基材的給定區(qū)域在通道中暴露于氣流小于500毫秒，優(yōu)選小于100毫秒。在擺動期間基材對通道的相對移動速度為至少0.1cm/sec，通道中的氣流為至少.lcm/sec。在沉積期間基材的溫度優(yōu)選低于300。C,更優(yōu)選低于250。C。例如，在一個特別應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)各0-M周期在V4的處理表面上形成一個原子直徑層。因此，在此情況下，需要4個周期在所述處理表面上形成一個原子直徑均勻?qū)?。同樣，在此情況下為了形成10個原子直徑的均勻?qū)樱枰?0個周期。在本發(fā)明方法的一個實施方案中使用的分配歧管10所用的往復(fù)移動的一個優(yōu)點是允許在面積超過輸出面36面積的基材20上沉積。圖13示意顯示如何能夠利用沿著箭頭R所示的y軸往復(fù)運動和相對于x軸垂直或橫向于往復(fù)運動移動實現(xiàn)此較寬區(qū)域覆蓋。同樣應(yīng)強(qiáng)調(diào)，通過移動分配歧管10,利用提供移動的基材載體74移動基材20,或者移動分配歧管10和基材20兩者，可如圖13所示以x或y方向移動。在圖13中，沉積器和基材的相對移動相互垂直。此相對移動平行也是可能的。在此情況下，相對移動需要具有代表擺動的非零頻率分量和代表基材移位的零頻率分量。此組合可通過以下方式取得擺動與分配歧管在固定基材上移動組合；擺動與基材相對于固定基材分配歧管移動組合；或其中擺動和固定移動由兩個基材移動提供的任何組合。在一個優(yōu)選的實施方案中，可在或接近大氣壓并在寬范圍環(huán)境和基材溫度(優(yōu)選在低于300。C的溫度)進(jìn)行ALD。優(yōu)選需要相對潔凈環(huán)境使污染的可能性最小；然而，在使用本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案時，獲得優(yōu)良性能不需要完全"凈室"條件或惰性氣體填充的封閉體。圖14顯示具有用于^是供相對精確控制和無污染物環(huán)境的室50的原子層沉積(ALD)60過程。氣體供應(yīng)源28a、28b和28c通過供應(yīng)線32將第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)提供到分配歧管10。任選使用柔性供應(yīng)線32幫助容易地移動分配歧管10。為簡單起見，任選的真空蒸氣回收過程和其他載體組件未在圖13中顯示，但也可以使用。輸送子系統(tǒng)54提供基材載體，基材載體沿著分配歧管10的輸出面36輸送基材20，從而提供使用本公開所用坐標(biāo)軸系統(tǒng)在x方向的移動。通過控制邏輯處理器56,例如計算機(jī)或?qū)Ｓ梦⑻幚砥餮b置，可提供移動控制和閥及其他承載組件的全面控制。在圖14的布置中，控制邏輯處理器56控制用于對分配歧管10提供往復(fù)移動的傳動裝置30,也控制輸送子系統(tǒng)54的輸送電動機(jī)52。圖15顯示用于在網(wǎng)基材66上沉積薄膜的原子層沉積(ALD)系統(tǒng)70的一個供選實施方案，所述網(wǎng)基材66沿著作為基材載體的網(wǎng)輸送機(jī)62被輸送通過分配歧管10。分配歧管輸送裝置64以橫向于網(wǎng)移動方向的方向跨網(wǎng)基材66的表面輸送分配歧管10。在一個實施方案中，分配歧管輸送裝置64使用穿過網(wǎng)基材66寬度的導(dǎo)螺桿。在另一個實施方案中，在適合位置沿著網(wǎng)62使用多個分配歧管10。圖16顯示在網(wǎng)布置中利用靜態(tài)分配歧管IO的另一種原子層沉積(ALD)系統(tǒng)70，其中流型垂直于圖14的結(jié)構(gòu)定向。在此布置中，網(wǎng)輸送機(jī)62的移動自身提供ALD沉積所需的移動。也可在此環(huán)境中使用往復(fù)移動，例如重復(fù)反轉(zhuǎn)網(wǎng)輥旋轉(zhuǎn)的方向，以使基材66相對于分配歧管10向前和向后移動。通過允許橫跨其軸與輥軸一致的弧往復(fù)移動分配歧管，而網(wǎng)以持續(xù)運動移動，也可得到往復(fù)移動。參考圖17，圖17顯示分配歧管10的一部分的實施方案，其中輸出面36具有一定量曲率，這一曲率對一些網(wǎng)涂覆應(yīng)用有利。可4是供凸曲率或凹曲率。本發(fā)明的方法能有利在寬范圍溫度在基材上進(jìn)行沉積，在一些實施方案中包括室溫或接近室溫。本發(fā)明的方法可在真空環(huán)境操作，但尤其適于在或接近大氣壓操作。本發(fā)明方法有多種應(yīng)用，包括制造薄膜晶體管(TFT)和包含薄膜晶體管(TFT)的電子器件。這些器件包括例如更復(fù)雜的電路，例如移位寄存器、集成電路、邏輯電路、智能卡、存儲器、射頻識別標(biāo)簽、有源矩陣顯示器的背面、有源矩陣顯示器(例如液晶或OLED)、太陽能電池、環(huán)形振蕩器和互補(bǔ)電路，如反相電路，例如利用半導(dǎo)體材料的組合。在有源矩陣顯示器中，可使用用本發(fā)明方法制的晶體管作為顯示器像素的電壓保持電路的部分。在此器件中，TFT由本領(lǐng)域已知的方法可操作連接。個實例是有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)。一種這類器件是光電子顯示器，這種顯示器包括具有電極和置于電極之間的電光材料的元件。可將透明晶體管的連接電極連接到顯示元件的電極，同時開關(guān)元件和顯示元件至少部分相互重疊。在此應(yīng)了解，光電子顯示元件為其光學(xué)性質(zhì)在電量(如電流或電壓)影響下變化的顯示元件，例如，通常被稱為液晶顯示器(LCD)的元件。顯示元件在電學(xué)的意義上作為一種由伴隨薄膜晶體管充電或放電的電容器。光電顯示器件可包括很多顯示元件，各顯示元件具有其自己的例如在矩陣中排列的薄膜晶體管。某些有源矩陣像素設(shè)計，尤其是提供電流驅(qū)動顯示效應(yīng)的那些設(shè)計，可能需要數(shù)個晶體管和像素電路中的其他電氣元件。阻擋層和鈍化薄膜是本發(fā)明ALD方法的其他有用應(yīng)用。在此情況下，次序ALD層或與聚合物交替的ALD施加到塑性載體上，以防止水分滲透，尤其用于顯示應(yīng)用。本發(fā)明方法的其他應(yīng)用為光學(xué)薄膜，如美國專利公布2005/008713Al所公開。實施例所有以下薄膜實施例利用圖18所示的流程裝置。流程裝置供有氮氣流81,氮氣流81經(jīng)純化，以將氧和水污染物除到低于lppm。氣體由歧管轉(zhuǎn)移到數(shù)個流量計，流量計控制吹掃氣體和通過氣泡器轉(zhuǎn)移的氣體的流量，以選擇反應(yīng)性前體。除了氮供應(yīng)源外，也將空氣流90輸送到所述裝置?？諝饨?jīng)預(yù)處理，以除去水分。.將以下流輸送到ALD涂覆裝置包含在氮氣中稀釋的金屬前體的金屬前體流92;包含在氮氣中稀釋的非金屬前體或氧化劑的含氧化劑流93;和只由惰性氣體組成的氮吹掃流95。這些流的組成和流量如下所述控制。氣泡器82包含二乙基鋅在己烷中的1摩爾濃度溶液。氣泡器83包含三曱基鋁在己烷中的2摩爾濃度溶液。兩個氣泡器均保持在室溫。流量計85和86將純氮氣流分別輸送到二乙基鋅氣泡器82和三曱基鋁氣泡器83。氣泡器的輸出現(xiàn)在包含用相應(yīng)的前體溶液飽和的氮氣。這些輸出流與從流量計87輸送的氮氣稀釋流混合，得到金屬前體流總流92。在以下實施例中各流如下流量計85:至二乙基鋅氣泡器流流量計86:至三曱基鋁氣泡器流流量計87:至金屬前體稀釋流氣泡器84包含處于室溫的純水。流量計88將純氮氣流輸送到氣泡器84,其輸出代表飽和水蒸氣流?？諝饬饔闪髁坑?1控制。水氣泡器輸出和空氣流與從流量計89的稀釋流混合，以產(chǎn)生含氧化劑的流總流93,此總流具有可變水成分、氧成分和總流量。在以下實施例中各流如下流量計88:至水氣泡器流量計89:至氧化劑稀釋流流量計91:至空氣流流量計94控制輸送到涂覆裝置的純氮流。然后將物流或流92、93和95輸送到大氣壓涂覆頭，在此將它們引出通道或微室槽，如圖19所示。在微室和基材97之間存在約0.15mm間隙96。微室為約2.5mm高，0.86mm寬，并且延伸于76mm涂覆頭長度。將此結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)物質(zhì)輸送到槽的中部，并流出前部和后部。為了進(jìn)行沉積，使涂覆頭位于一部分基材上，然后以往復(fù)方式在基材上移動，如箭頭98所示。往復(fù)循環(huán)的長度為32mm。往復(fù)循環(huán)移動速率為30mm/sec。使用以下表征A.晶體管測試和分析用本發(fā)明方法制造的器件的晶體管表征用HewlettPackardHP4156⑧參數(shù)分析儀進(jìn)行。器件測試在暗密封體內(nèi)空氣中進(jìn)行。結(jié)果一般由數(shù)個器件平均得到。對于各器件，漏電流(Id)測量為柵壓(Vg)不同值的源-漏電壓(Vd)的函數(shù)。此外，對于各器件，漏電流還測量為源-漏電壓不同值的柵壓的函數(shù)。對于大多數(shù)器件，對于所測的各漏電壓，Vg從-10V掃描到40V,—般IOV、20V和30V。遷移率4企測從30V掃描取得。從數(shù)據(jù)提取的參數(shù)包括場效應(yīng)遷移率O)、閾電壓(Vth)和對于所測漏電流的lon/Ioff比率。場效應(yīng)遷移率在飽和區(qū)域提取，其中Vd>Vg-Vth。在此區(qū)域中，漏電流由以下公式給出(參見，SzeinSemiconductorDevices—PhysicsandTechnology,JohnWiley&Sons(1981》其中W和L分別為通道寬度和長度，C。x為介電層的電容，此電容為電介質(zhì)厚度和物質(zhì)介電常數(shù)的函數(shù)。給定此公式，從對々Id與Vg曲線的線性部分的直線擬合提取飽和場效應(yīng)遷移率。閾電壓Vth為此直線擬合的x-截距。對log漏電流作為柵壓的函數(shù)作圖。從logId繪圖提取的參數(shù)包括I。n/I。ff比率。I。n/I。ff比率筒單為最大與最小漏電流的比率。B.擊穿電壓表征數(shù)分析儀進(jìn)行。器件測試在暗密封體內(nèi)空氣中進(jìn)行。關(guān)于介電層，擊穿電壓相當(dāng)于跨實質(zhì)電流由于介電擊穿開始流動所在層的電壓。為了評估擊穿電壓，將所述介電薄膜涂在導(dǎo)體上(一般為重?fù)诫s的硅晶片)，并且使金屬觸點置于介電層的頂部。將硅晶片保持接地，同時從0至IOOV掃描對頂部金屬觸點施加的電壓。在掃描期間，測量流入頂部金屬觸點的電流。雖然在擊穿前可能發(fā)生顯著電流泄漏，但將擊穿電壓認(rèn)作為見到電流尖銳增加所在的點。c.薄膜厚度測量以下實施例的氧化鋁薄膜厚度用J.A.WOOLAMALPHA-SE白光橢圓偏振計測量。將獲得的數(shù)據(jù)擬合到一個模型中，其中受4企驗層由Cauchy色散模型代表。模型擬合輸出得到薄膜厚度和折光率。以下實施例證明以上系統(tǒng)能夠制造電介質(zhì)、導(dǎo)體和半導(dǎo)體的高性能薄膜涂層。實施例1本實施例說明制造本發(fā)明的氧化鋅半導(dǎo)體薄膜用以制造工作薄膜晶體管。在此結(jié)構(gòu)中，器件的柵為重?fù)诫s的硅晶片，絕緣體為沉積氧化鋅半導(dǎo)體薄膜之前由在硅晶片上熱加工生長的二氧化硅薄膜。氧化鋅半導(dǎo)體層用本發(fā)明的沉積系統(tǒng)施加。用200。C基材溫度和以下條件進(jìn)行兩個試驗表1<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>在沉積氧化鋅后，通過蔭罩由蒸發(fā)將鋁觸點施加到以上器件，達(dá)500A厚度。蔭罩用50(H效米通道寬度和50微米通道長度產(chǎn)生器件。所有制出的器件給予大于lC^的通斷(on/off)比率，遷移率如下表所列，為每樣品三個器件的平均值表2<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>以上數(shù)據(jù)顯示，可用此裝置制造利用氧化鋅半導(dǎo)體層的高遷移率優(yōu)良品質(zhì)的器件。實施例2本實施例說明制造本發(fā)明的氧化鋁薄膜，表明能夠制造具有優(yōu)良擊穿電壓的高品質(zhì)絕緣薄膜。在此結(jié)構(gòu)中，用棵硅晶片作為一個電極，用本發(fā)明上述設(shè)備在此電極上生長氧化鋁薄膜。氧化鋁層用基材在200。C和以下沉積條件施加，其中2-B為重復(fù)數(shù)據(jù)點。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>在氧化鋁沉積后，用橢圓偏振法測量樣品的厚度和折光率。在那之后，用蔭罩蒸發(fā)將鋁觸點施加到樣品D薄膜的頂部，以便能夠進(jìn)行介電擊穿測量。這些結(jié)果顯示于下表中表4<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>對于樣品D,對樣品的三個區(qū)域進(jìn)行擊穿測量。平均擊穿為7.9MV/cm，顯示形成高品質(zhì)八1203介電層。實施例3本實施例說明用重?fù)诫s的硅作為柵物質(zhì)，然后用八1203作為電介質(zhì)并用ZnO作為半導(dǎo)體，制造工作晶體管器件，其中用本發(fā)明沉積后面兩種物質(zhì)。首先根據(jù)以下條件沉積氧化鋁薄膜表5<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>在氧化鋁沉積后，兩個樣品用以上裝置才艮據(jù)以下條件用ZnO涂覆表6<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>以上數(shù)據(jù)顯示，通過用本發(fā)明的裝置沉積所有臨界層，可制造高品質(zhì)薄膜晶體管。實施例4本實施例說明用重?fù)诫s的硅作為柵物質(zhì)，然后用八1203作為電介質(zhì)并用ZnO作為半導(dǎo)體，制造工作晶體管器件，其中根據(jù)本發(fā)明沉積后面兩種物質(zhì)，并且改變沉積溫度，以表明能夠在一定溫度范圍制造有用的器件。首先根據(jù)以下條件沉積氧化鋁薄膜表8<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>在氧化鋁沉積后，用以上裝置根據(jù)以下條件用ZnO涂覆樣-口口，表9<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>上表數(shù)據(jù)顯示，可用本發(fā)明的裝置在不同溫度制造優(yōu)良品質(zhì)的薄膜晶體管。實施例5本實施例說明在玻璃基材上制造氧化鋁薄膜，證明可在本發(fā)明中使用多種基材。首先根據(jù)以下條件沉積氧化鋁薄膜表11<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>關(guān)于如何在沉積前預(yù)處理玻璃基材作出變化。在以lOOmTorr室壓力運4亍的SPIPlasma-PrepIIPlasmaEtcher(WestChester,PA)中進(jìn)行氧等離子處理。Pirhana凈化由樣品在100ml30%過氧化氫在200ml濃碌"酸的新制備溶液中浸漬組成。下表顯示處理和所得樣品的厚度表12<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>以上樣品顯示可在玻璃基材上沉積薄膜，盡管基于表面預(yù)處理有一些厚度變化。實施例6本實施例說明用氧化錫銦作為柵物質(zhì)，然后用Al203作為電介質(zhì)并用ZnO作為半導(dǎo)體，制造工作晶體管器件，其中用本專利所述的發(fā)明沉積后面兩種物質(zhì)。首先根據(jù)以下條件沉積氧化鋁薄膜表13<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>在氧化鋁沉積后，用以上裝置根據(jù)以下條件用ZnO涂覆樣品表14<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>給予樣品如下表所列的各種凈化處理。利用臺面超聲凈化器在異丙醇(IPA)中進(jìn)行聲處理，所述處理由樣品在IPA中聲處理5分鐘組成。02等離子/CFx處理由以下步驟組成，如以上實施例5所述進(jìn)行2'02等離子處理，隨后如US6,208,075所述通過等離子輔助的CHF3沉積方法沉積lnm氟碳化合物(CFx)層。表15<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>以上所示結(jié)果表明，可用本發(fā)明的設(shè)備在ITO上制造堆疊的器件,表明完全透明器件的可能性。實施例7本實施例顯示根據(jù)本發(fā)明制造導(dǎo)電材料的能力。導(dǎo)體為鋁摻雜的氧化鋅。通過同時加入如下表所示的二乙基鋅和三曱基鋁生長薄膜。表16<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>神笨針間隔約0.5cm,由使歐姆表接觸樣品測量樣品電阻率。測量結(jié)果以下顯示表17<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>以上結(jié)果表明可用本發(fā)明制造導(dǎo)電薄膜。部件清單10分配歧管12輸出通道14,16，18氣體入口20基材22間壁24氣體輸出口26排氣口28a，28b,28c氣體供應(yīng)源30傳動裝置32供應(yīng)線36輸出面38改向板40孑匕42間壁板44輸送板46a,46b,46c管48改向室50室52輸送電動才幾54輸送子過程56控制邏輯處理器58擋板60原子層沉積(ALD)過程62網(wǎng)輸送機(jī)64分配歧管輸送66網(wǎng)基材70原子層沉積(ALD)過程72擴(kuò)散層74基材載體81氮氣流82,83,84氣泡器85,86，87，88,89,91,94流量計90玄氣流92金屬前體流93含氧化劑流95氮氣吹掃流96間隙97實例基材98魂D距離F1,F2,F3,F4凡Fo，F(xiàn)m，F(xiàn)e氣流H高度I惰性氣態(tài)物質(zhì)通道長度M第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)0第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)R術(shù)W通道寬度權(quán)利要求1.一種在基材上沉積薄膜物質(zhì)的方法，所述方法包括沿著伸長的通道同時引導(dǎo)一系列氣流，使得氣流實質(zhì)平行于基材的表面，并且相互實質(zhì)平行，從而實質(zhì)防止氣流以相鄰伸長通道的方向流動，其中所述系列的氣流按次序包含至少第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)、惰性吹掃氣體和第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)，任選重復(fù)數(shù)次，其中第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)能夠與用第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)處理的基材表面反應(yīng)。2.權(quán)利要求l的方法，其中所述氣流由分配歧管提供，所述分配歧管包括在平面圖中面對基材的平行、布置在與其緊密接近的基材之上的一系列開放的伸長輸出通道，所述分配歧管的面與經(jīng)歷沉積的基才才的表面間隔lmm以內(nèi)。3.權(quán)利要求1的方法，其中所述基材通過多個隔開的分配歧管處理。4.權(quán)利要求l的方法，其中所述基材通過單一分配歧管處理。5.權(quán)利要求1的方法，其中所述基材的給定區(qū)域在通道中暴露于氣流小于100毫秒。6，權(quán)利要求2的方法，其中所述基材對分配歧管的相對移動在至少0.1cm/sec的速度。7.權(quán)利要求1的方法，其中所述氣流為至少lcm/sec。8.權(quán)利要求1的方法，其中所述基材在沉積期間的溫度低于300。C。9.權(quán)利要求1的方法，其中所迷第一氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)為含金屬的化合物，第二氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)為非金屬化合物。10.權(quán)利要求9的方法，其中所述金屬為周期表第II、III、IV、V或VI族的元素。11.權(quán)利要求9的方法，其中所述含金屬的化合物為可在低于30(TC溫度蒸發(fā)的有機(jī)金屬化合物。12.權(quán)利要求9的方法，其中所述含金屬的氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)與非金屬氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)，以生成選自五氧化鉭、氧化鋁、氧化鈦、五氧化鈮、氧化鋯、氧化鉿、氧化鋅、氧化鑭、氧化釔、氧化鈰、氧化釩、氧化鉬、氧化錳、氧化錫、氧化銦、氧化鴒、二氧化硅、硫化鋅、硫化鍶、疏化铞、硫化鉛及其混合物的氧化物或硫化物。13.權(quán)利要求1的方法，其中所述分配歧管的第一通道和最后通道中第一氣流和最后氣流不為氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)，以防止方法中所用的氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)與環(huán)境空氣混合。14.權(quán)利要求1的方法，其中用所述方法在基材上制造用于晶體管的半導(dǎo)體或介電薄膜，其中所述薄膜包含基于金屬氧化物的物質(zhì)，所述方法包括在300。C或更低溫度在基材上形成至少一層基于金屬氧化物的物質(zhì)，其中所述基于金屬氧化物的物質(zhì)為至少兩種反應(yīng)氣體的反應(yīng)產(chǎn)物，第一反應(yīng)氣體包含有機(jī)金屬前體化合物，第二反應(yīng)氣體包含含氧氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)。15.—種在基材上沉積薄膜的沉積方法，所述方法包括a)提供包含至少第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)的多種氣態(tài)物質(zhì)，其中第一氣態(tài)物質(zhì)和第二氣態(tài)物質(zhì)相互為反應(yīng)性，使得在第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)之一在基材的表面上時，第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)的另一種物質(zhì)反應(yīng)以在基材上沉積物質(zhì)層，并且其中第三氣態(tài)物質(zhì)相對于與第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)為惰性；b)提供待經(jīng)歷物質(zhì)薄膜沉積的基材；和c)使第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)分別流入多個開放的伸長輸出通道，各輸出通道以長度方向?qū)嵸|(zhì)平行延伸，所述輸出通道包括至少第一輸出通道、第二輸出通道和第三輸出通道，分別用于第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)，各輸出通道包括輸出口，其中用于將氣態(tài)物質(zhì)流提供到相應(yīng)輸出口的各輸出口與第一入口、第二入口和第三入口之一氣體流通；其中各伸長的輸出通道能夠沿著輸出通道的長度方向朝向輸出通道末端實質(zhì)引導(dǎo)第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)之一的相應(yīng)流，其中所迷氣態(tài)物質(zhì)在沿著輸出通道長度自輸出口移位的位置從輸出通道排氣。16.權(quán)利要求15的方法，其中所述基材的表面布置在與伸長的輸出通道低于lmm的預(yù)定距離，相對于其面對基材的開口。17.權(quán)利要求15的方法，其中所述多個開放的伸長輸出通道是在分配歧管中，并且基材的表面按預(yù)定設(shè)計緊密接近面對分配歧管的輸出面，所述輸出面在平面圖中包括開放的伸長輸出通道。18.權(quán)利要求17的方法，其中在方法操作期間，基材載體或結(jié)合到分配歧管的傳動裝置或兩者能夠在輸出面和基材的表面之間提供相對移動，同時保持預(yù)定緊密接近。19.權(quán)利要求17的方法，其中所述4妄近小于0.4mm。20.權(quán)利要求15的方法，其中各伸長輸出通道具有由間壁限定的伸長側(cè)面。21.權(quán)利要求15的方法，其中所述至少一個伸長輸出通道的寬度在0.2和5mm之間。22.權(quán)利要求15的方法，其中所述至少一個輸出通道還在輸出通道的一端包括能夠抽吸在輸出通道中接收的氣態(tài)物質(zhì)流的排氣口。23.權(quán)利要求15的方法，其中在各輸出通道的輸出口4妄近輸出通道的一端布置。24.權(quán)利要求15的方法，其中在各輸出通道的輸出口接近輸出通道的中心布置。25.權(quán)利要求15的方法，其中至少一個輸出通道在輸出通道內(nèi)具有用于將氣態(tài)物質(zhì)抽出輸出通道的排氣口。26.權(quán)利要求15的方法，其中至少一個輸出通道在其伸長的末端具有開口，以允許由輸出通道接收的氣態(tài)物質(zhì)流動通過分配歧管的側(cè)部或由收集歧管收集。27.權(quán)利要求17的方法，所述方法進(jìn)一步包括在沉積期間，以實質(zhì)垂直于輸出通道長度方向的方向往復(fù)移動分配歧管，從而提供具有擺動移動的分配歧管。28.權(quán)利要求17的方法，所述方法進(jìn)一步包括以實質(zhì)垂直于分配歧管輸出通道長度方向的方向往復(fù)移動基材，從而提供具有擺動移動的基材。29.權(quán)利要求28的方法，其中所述擺動為至少四個通道的寬度。30.權(quán)利要求28的方法，其中所述擺動在單一基材區(qū)域上至少10次。31.權(quán)利要求17的方法，其中所述基材載體包括用于沿著分配歧管的輸出面移動基材的基材輸送機(jī)。32.權(quán)利要求17的方法，其中所述用于薄膜物質(zhì)沉積的基材的表面積超過分配歧管輸出面的表面積。33.權(quán)利要求15的方法，其中所述基材載體包括移動網(wǎng)。34.權(quán)利要求17的方法，其中所述基材載體將基材的表面保持在分配歧管輸出面0.3mm內(nèi)的分離距離。35.權(quán)利要求31的方法，其中由基材輸送機(jī)提供的移動是連續(xù)的。36.權(quán)利要求31的方法，其中由基材輸送機(jī)提供的移動是往復(fù)的。37.權(quán)利要求15的方法，其中在第一輸出通道、第二輸出通道和第三輸出通道中的氣態(tài)物質(zhì)流在沉積搡作期間是實質(zhì)連續(xù)的。38.權(quán)利要求17的方法，所述方法在沉積過程期間進(jìn)一步包括容納分配歧管和基材的室。39.權(quán)利要求17的方法，其中所述基材和分配歧管對大氣開放。40.權(quán)利要求15的在基材上沉積薄膜的方法，所述方法進(jìn)一步包括輸送機(jī)，所述輸送機(jī)用于將網(wǎng)移動通過分配歧管的輸出面，以在承載實質(zhì)平坦基材或為用于沉積薄膜的基材的區(qū)域上實現(xiàn)薄膜沉積，其中所述基材預(yù)定緊密接近分配歧管的輸出面，其中在方法操作期間，用于基材的輸送機(jī)或用于分配歧管的傳動裝置或兩者能夠在輸出面和基材之間提供相對移動，同時保持預(yù)定緊密接近。41.權(quán)利要求40的方法，所述方法進(jìn)一步包括用于以才黃向于網(wǎng)移動的方向移動分配歧管的輸送組合件。42.權(quán)利要求40的方法，所述方法進(jìn)一步包括在兩個相反方向之間往復(fù)移動網(wǎng)的網(wǎng)輸送^L。43.權(quán)利要求40的方法，其中所述方法與環(huán)境大氣為非密封關(guān)系。全文摘要本發(fā)明涉及在基材上沉積薄膜的沉積方法，所述方法包括提供包含至少第一氣態(tài)物質(zhì)、第二氣態(tài)物質(zhì)和第三氣態(tài)物質(zhì)的多種氣態(tài)物質(zhì)，其中第一氣態(tài)物質(zhì)和第二氣態(tài)物質(zhì)相互為反應(yīng)性，使得在第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)之一在基材的表面上時，第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)的另一種物質(zhì)反應(yīng)以在基材上沉積物質(zhì)層，并且其中第三氣態(tài)物質(zhì)相對于與第一氣態(tài)物質(zhì)或第二氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)為惰性。所述方法包括使氣態(tài)物質(zhì)沿著多個伸長通道的長度方向跨與其接近的基材表面流動。文檔編號C23C16/455GK101415860SQ200780011728公開日2009年4月22日申請日期2007年3月14日優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日發(fā)明者D·H·李維申請人:伊斯曼柯達(dá)公司