形成層的方法
【專利摘要】一種形成層的方法，該方法包括：提供具有適于在其上沉積的至少一個表面的襯底；以及將粒子束引向襯底的表面，該粒子束包括中等帶電的離子(MCI)，幾乎所有的MCI獨立地具有從±2至±6的帶電和不大于約200eV的動能，其中MCI穿透到襯底表面之中不超過約以在襯底上形成層。
【專利說明】形成層的方法
【背景技術(shù)】
[0001] 在亞單層至幾納米深度的尺度上的表面、界面或亞表面（sub-surface)層的材料 設(shè)計在許多多樣的領(lǐng)域內(nèi)變得越來越技術(shù)上重要。這些領(lǐng)域可包括例如數(shù)據(jù)存儲、微電子、 催化和生物醫(yī)藥應(yīng)用，這里僅提到了其中的一些。執(zhí)行這類材料設(shè)計的新過程因此也一直 是必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0002] 在表面納米設(shè)計技術(shù)中的過程相互作用可被限制于表面層原子或離表面幾個鍵 長內(nèi)的深度。本文公開了延伸和改善表面納米設(shè)計技術(shù)的方法，所述表面納米設(shè)計技術(shù)包 括例如表面注入（SI)、表面亞植入（SSP)、蝕刻、摻雜和界面設(shè)計。本文公開的方法利用緩 慢的、低至中等的多帶電的單原子或分子或簇團、離子。應(yīng)用可包括例如表面改性、材料合 成以及在從表面延伸若干納米的深度規(guī)模上的組合改性、蝕刻和界面設(shè)計。在這里討論了 碳或氫化碳薄膜，但公開的方法廣泛地適用于其它材料，包括例如單層石墨以及其它元素 或這些元素的組合。在一些實施例中，可形成高達大約250原子質(zhì)量單位的元素層以及它 們的組合。此外，可形成多種類型的材料，例如包括亞穩(wěn)表面組成或表面層。本文包含的對 碳薄膜的引用只是示例性的，并因此旨在說明本公開的范圍但不構(gòu)成限制。
[0003] 本文公開了形成層的方法，該方法包括：提供具有至少一個表面的襯底，該至少 一個表面上適于進行沉積；以及將粒子束引向襯底的表面，該粒子束包括中等帶電的離子 (MCI)，幾乎所有的MCI獨立地具有從±2至±6的帶電和不大于約200eV的動能，其中MCI 不穿透到襯底表面內(nèi)超過約，
【權(quán)利要求】
1. 一種形成層的方法，所述方法包括： 提供具有至少一個表面的襯底，所述至少一個表面上適于進行沉積；以及 將粒子束引向所述襯底的表面，所述粒子束包括中等帶電離子（MCI)，幾乎所有的MCI 獨立地具有從±2至±6的帶電和不大于約200eV的動能， 其中MCI穿透到所述襯底的表面之中不超過約30A以在襯底上形成層。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述MCI是單原子物種、分子多原子物種、簇 團物種或其組合。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有在大約5eV和200eV之間 的動能。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有在大約5eV和lOOeV之間 的動能。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有從±3至±6的帶電。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有±3的帶電。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子束的源被配置成產(chǎn)生多倍帶電的 離子。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述源從電子回旋共振（ECR)離子源、多交 點離子源或電子束離子阱（EBIT)離子源中選取。
9. 一種形成層的方法，所述方法包括： 提供具有至少一個表面的襯底，所述至少一個表面上適于進行沉積；以及 將粒子束引向所述襯底的表面，所述粒子束包括中等帶電離子（MCI)，幾乎所有的MCI 獨立地具有從±2至±10的帶電和不大于約2000eV的動能， 其中MCI穿透到所述襯底的表面之中不超過約50A以在襯底上形成層。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有在大約5eV和2000eV之 間的動能。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有從±3至±6的帶電。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述粒子束的源被配置成產(chǎn)生多倍帶電的 離子。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述源從電子回旋共振（ECR)離子源、多 交點離子源或電子束離子阱（EBIT)離子源中選取。
14. 一種形成層的方法，所述方法包括： 提供具有至少一個表面的襯底，所述至少一個表面上適于進行沉積；以及 將粒子束引向所述襯底的表面，所述粒子束包括中等帶電離子（MCI)，其中幾乎所有 的MCI獨立地具有從±2至±10的帶電和約5eV與2000eV之間的動能，并且使用至少加 速-減速束傳輸技術(shù)將所述粒子束引導(dǎo)在所述表面處， 其中MCI穿透到襯底表面之中不超過約50A以在襯底上形成層。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有從±3至±6的帶電。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，幾乎所有MCI具有在大約5eV和200eV之 間的動能。
17. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述粒子束的源被配置成產(chǎn)生多倍帶電 的尚子。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述源從電子回旋共振（ECR)離子源、多 交點離子源或電子束離子阱（EBIT)離子源中選取。
19. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述MCI包括碳。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述MCI具有從±3至±6的帶電。
【文檔編號】H01L21/02GK104303265SQ201380012402
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月3日
【發(fā)明者】P·G·皮徹 申請人:希捷科技有限公司