本發(fā)明涉及原子層沉積，具體而言，涉及一種提高原子層沉積金屬鎢薄膜在硅襯底膜基結(jié)合力的方法。
背景技術(shù)：
1、在微電子領(lǐng)域，金屬薄膜作為電極、引線和其他功能薄膜被廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)物理氣相沉積(pvd)方法在硅襯底上直接沉積鎢膜時，存在厚度控制不精確、保形性差、難以在高深寬比結(jié)構(gòu)上形成均勻薄膜等問題。此外，通入過熱式ald方法沉積鎢的工藝溫度窗口很寬，速率快，所用前驅(qū)體均為氣態(tài)，蒸氣壓較高。但是當(dāng)在硅襯底上沉積時發(fā)現(xiàn)沉積溫度較高時(大于150℃)，很難形成連續(xù)薄膜，由于鎢與硅襯底的不匹配性較大，會導(dǎo)致膜層發(fā)生剝落，無法形成連續(xù)薄膜，導(dǎo)致在硅襯底上沉積鎢膜的工藝窗口很窄。而低溫沉積可以形成連續(xù)薄膜，但會導(dǎo)致膜基結(jié)合力較差，限制了低溫沉積在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、薄膜的附著問題是薄膜化元器件研究工作的一個重要組成部分，在實際鍍膜工作中，由于金屬本身物理化學(xué)性質(zhì)的不同，金屬與基片之間熱膨脹系數(shù)、彈性模量的差異，引起薄膜附著性差，經(jīng)常出現(xiàn)薄膜脫落的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了元器件性能。因此本發(fā)明公開了一種金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝，旨在解決上述提到的問題。
2、本發(fā)明采用了如下方案：
3、一種金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝，包括如下步驟：
4、s1、將單晶硅片放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔體的腔室中，抽真空至0.001～1.0tor，設(shè)置反應(yīng)溫度為100-150℃，保持時間1h；
5、s2、將腔室進(jìn)行抽真空，向反應(yīng)腔體中通入前驅(qū)體a，進(jìn)源時間為0.1～1s，保壓時間為1～5s，循環(huán)次數(shù)1次；所述前驅(qū)體a為六羰基鎢或wf6；
6、s3、進(jìn)源結(jié)束后對腔室抽真空10s，然后通入惰性氣體進(jìn)行吹掃，以將過量的前驅(qū)體a及副產(chǎn)物從腔室中清除，吹掃時間1～60s，吹掃次數(shù)1～3次；
7、s4、向反應(yīng)腔體中通入前驅(qū)體b，進(jìn)源時間為0.01～0.2s，保壓時間為1～5s，循環(huán)次數(shù)1～2次；所述前驅(qū)體b為水或臭氧；
8、s5、進(jìn)源結(jié)束后通入惰性氣體進(jìn)行吹掃，以將過量的氧前驅(qū)體及副產(chǎn)物從腔室中清除，吹掃時間1～60s，吹掃次數(shù)1～3次；
9、s6、步驟s2-s5重復(fù)1～250次，得到1-3nm氧化鎢包覆層；
10、s7、接著向反應(yīng)腔體中通入前驅(qū)體c，進(jìn)源時間為0.1～1s，保壓時間為1～5s，循環(huán)次數(shù)1次；所述前驅(qū)體c為活性前驅(qū)體wf6；
11、s8、進(jìn)源結(jié)束后通入惰性氣體進(jìn)行吹掃，以確保過量的前驅(qū)體c及副產(chǎn)物從腔室中清除，吹掃時間1～60s，吹掃次數(shù)1～3次；
12、s9、向反應(yīng)腔體中通入前驅(qū)體d，進(jìn)源時間為0.01～0.2s，保壓時間為1～5s，循環(huán)次數(shù)1～2次；所述前驅(qū)體d為si2h6；
13、s10、進(jìn)源結(jié)束后對腔室通入惰性氣體進(jìn)行吹掃，以確保過量的前驅(qū)體d及副產(chǎn)物從腔室中清除，吹掃時間1～60s，吹掃次數(shù)1～3次；
14、s11、步驟s7-s10重復(fù)1～100次，得到1-50nm金屬鎢包覆層。
15、s12、在工藝結(jié)束后，對腔體升溫以對膜層進(jìn)行高溫退火。
16、進(jìn)一步地，步驟s12中，所述高溫退火的溫度為300℃-400℃。
17、進(jìn)一步地，采用的惰性氣體為n2或者ar氣。
18、進(jìn)一步地，在步驟s1中，鍍膜前先對單晶硅片進(jìn)行清洗以去除表面的有機(jī)物和雜質(zhì)顆粒。
19、本發(fā)明還提供了一種硅片產(chǎn)品，通入過任意一項所述的金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝制備而成。
20、有益效果：
21、1、本方案在鍍膜前對硅襯底進(jìn)行清洗，去除大部分有機(jī)物和雜質(zhì)顆粒，大大提高了薄膜的成核密度，降低膜/硅襯底在界面處的孔隙，增強(qiáng)膜/硅襯底的附著性。
22、2、在沉積鎢膜之前先形成過渡層氧化鎢，改善了襯底與鎢膜層的不匹配性，提高了膜基結(jié)合力。
23、3、限定了在硅襯底上原子層沉積鎢膜的工藝溫度為150℃以下才可以形成連續(xù)薄膜，保證在取樣后不發(fā)生脫落。
24、4、在沉積結(jié)束后，對硅片進(jìn)行高溫退火(300℃-400℃)，通入過高溫退火有利于薄膜的取向度，促進(jìn)了晶體生長，減少晶格缺陷，調(diào)整了薄膜應(yīng)力，增強(qiáng)了薄膜的附著性。
1.一種金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝，其特征在于，步驟s12中，所述高溫退火的溫度為300℃-400℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝，其特征在于，采用的惰性氣體為n2或者ar氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝，其特征在于，在步驟s1中，鍍膜前先對單晶硅片進(jìn)行清洗以去除表面的有機(jī)物和雜質(zhì)顆粒。
5.一種硅片產(chǎn)品，其特征在于，通入過權(quán)利要求1-4任意一項所述的金屬鎢薄膜沉積在硅襯底膜基上的工藝制備而成。