專利名稱：濺射沉積中硒化銀膜化學(xué)計(jì)量比和形態(tài)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用硫?qū)俨Ａ纬傻碾娮杩勺兇鎯?chǔ)器件領(lǐng)域，特別涉及一種將硒化銀膜沉積在硫?qū)俨Ａ系母倪M(jìn)方法。
背景技術(shù)：
與目前使用的存儲(chǔ)技術(shù)相比，由于在開關(guān)特性、不揮發(fā)性、存儲(chǔ)速度、可靠性、熱特性和耐用性方面有潛在的優(yōu)點(diǎn)，所以將硫?qū)倩锊牧嫌糜陔娮杩勺兇鎯?chǔ)器件在目前引起極大的關(guān)注。在下面的論文中報(bào)道了此領(lǐng)域中的研究“High Speed Memory Behavior and Reliabilityof an Amorphous As2S3Film doped with Ag”，Hirose等人，Phys.Stat.Sol.(1980)，第K187-K190頁；“Polarity-dependent memoryswitching and behavior of Ag dendrite in Ag-photodoped amorphousAs2S3films”，Hirose等人，Journal of applied Physics，第47卷，No.6(1976)，第2767-2772頁；和“Dual Chemical Role of Ag as anAdditive in Chalcogenide Glasses”，Mitkova等人，Physical ReviewLetters，第83卷，No.19(1999)，第3848-3851頁，本文中引入其內(nèi)容作為參考。
在許多使用硫?qū)倩锊牧系拇鎯?chǔ)元件設(shè)計(jì)中，將硒化銀(As2S)的膜與硫?qū)倩锊牧蠈咏Y(jié)合。硒化銀膜對(duì)電氣性能是重要的。因此，硒化銀沉積是制造電阻可變存儲(chǔ)器件的一個(gè)重要方面。最可利用的對(duì)硒化銀沉積的研究有限，通常選擇蒸發(fā)沉積來形成硒化銀膜。
蒸發(fā)沉積的硒化銀具有伴隨的問題，因?yàn)槲y的分解性使得不可能獲得硒化銀的精密化學(xué)計(jì)量比。我們認(rèn)為，在蒸發(fā)法中，當(dāng)銀開始向低濃度擴(kuò)散時(shí)，它開始聚集。由于銀被束縛在簇或聚集體中，所以在蒸發(fā)過程的開始，硒更容易蒸發(fā)。因此，在蒸發(fā)法的過程中，硒更迅速地蒸發(fā)，造成沉積靶變?yōu)楦汇y的。接近蒸發(fā)過程的結(jié)束，很少乃至沒有硒因?yàn)槌练e而留在基質(zhì)上，而因?yàn)槌练e主要留下銀。因此，大量的硒沉積在基質(zhì)上，隨后主要是銀沉積。因此，蒸發(fā)法沒有均勻沉積硒化銀，并且控制蒸發(fā)硒化銀的化學(xué)計(jì)量比和表面形態(tài)是困難的。
而且，蒸發(fā)沉積無助于工業(yè)應(yīng)用。濺射沉積更容易用于工藝過程，而且與蒸發(fā)沉積法相比，濺射沉積具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，濺射沉積提供更好的膜厚度和質(zhì)量控制。
通常，通過將基質(zhì)放在抽真空或加壓至所需壓力的沉積室中進(jìn)行濺射沉積或?yàn)R射。然后，在該室內(nèi)產(chǎn)生通常由靶產(chǎn)生的膜材料的粒子流，該顆粒冷凝到基質(zhì)上而出現(xiàn)沉積。在另一種常常稱為離子束轟擊濺射的濺射法中，高能的離子源束射向靶。轟擊離子的力將足夠的能量傳給靶的原子以使活化的原子離開靶子并形成粒子流。在基質(zhì)上得到的沉積物形成薄膜。
由于銀的高擴(kuò)散性能，硒的低熔點(diǎn)以及硒化銀的記憶性能，在濺射沉積的過程中控制硒化銀膜的化學(xué)計(jì)量比和形態(tài)是困難的。例如，硒化銀塊材是導(dǎo)電的，但其電導(dǎo)率(約幾千ohm-1cm-1)較大多數(shù)金屬的電導(dǎo)率相對(duì)低。并且，銀濃度對(duì)器件的電氣性能是關(guān)健的，因此必須使銀濃度保持在接近于約66.7原子％(本文中，后面表示為“％”)。隨著銀濃度高于約67.5％，在硒化銀膜中和/或硒化銀膜上許多結(jié)節(jié)缺陷。這些缺陷的尺寸可以為約1/10微米，這對(duì)亞微米器件制造有嚴(yán)重的負(fù)面影響。盡管還不知道形成這些缺陷的準(zhǔn)確機(jī)理，但我們認(rèn)為這些缺陷是由超過硒化銀膜中所需化學(xué)計(jì)量比的銀濃度要求的過量銀造成的。
常規(guī)的濺射方法還導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)幾乎僅僅由β-硒化銀組成的沉積硒化銀膜。然而，對(duì)于最佳的器件性能來說，理想的是制造含α-和β-硒化銀的硒化銀膜。
理想的是具有一種改進(jìn)的沉積硒化銀膜的方法。對(duì)于濺射沉積來說，具有一種控制硒化銀的化學(xué)計(jì)量比和形態(tài)的方法也是理想的。具有一種形成含α-和β-硒化銀的濺射沉積硒化銀的方法也是理想的。
發(fā)明概述本發(fā)明一個(gè)示范性的實(shí)施方案包括將硒化銀膜沉積在基質(zhì)上的方法。該方法包括使用低壓濺射沉積方法。優(yōu)選的濺射沉積方法包括RF濺射或脈沖DC濺射。優(yōu)選地，該濺射沉積將在約0.3-約10mTorr的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。本發(fā)明特別用于沉積具有較好化學(xué)計(jì)量比精度的硒化銀膜。本發(fā)明也特別用于濺射沉積硒化銀膜，同時(shí)避免在整個(gè)硒化銀膜內(nèi)和在該硒化銀膜的表面上形成結(jié)節(jié)缺陷。最后，在約10mTorr的濺射壓力和小于約250W的濺射功率下，本發(fā)明也用于沉積包含α-和β-硒化銀的硒化銀膜。
根據(jù)以下結(jié)合附圖提供的詳細(xì)說明將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些及其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1(a)是使用20mTorr壓力沉積的脈沖DC濺射沉積硒化銀膜的SEM圖。
圖1(b)是使用10mTorr壓力沉積的脈沖DC濺射沉積硒化銀膜的SEM圖。
圖1(c)是使用3mTorr壓力沉積的脈沖DC濺射沉積硒化銀膜的SEM圖。
圖2說明在不同濺射壓力和功率下濺射的沉積硒化銀膜的兩個(gè)X-射線衍射圖。
發(fā)明詳述在下面的詳細(xì)說明中，涉及到本發(fā)明各種具體結(jié)構(gòu)的實(shí)施方案和方法的實(shí)施方案。用足夠的細(xì)節(jié)描述這些實(shí)施方案以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。應(yīng)該理解的是，可以使用其它實(shí)施方案，并且可以進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)上的、邏輯上的和電氣上的改變而不背離本發(fā)明的精神或范圍。
術(shù)語“硒化銀”意在包括各類硒化銀，包括具有稍過量或缺乏銀的種類，例如Ag2Se、Ag2+xSe和Ag2-xSe。
術(shù)語“硫?qū)俨ＡА币庠诎ɑ谥贿x自VIA族中的元素(S、Se、Te、Po、O)或選自其與IV族(Si、Ge)和/或V族(P、As、Sb、Bi)中元素組合的各種組合物結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明涉及一種沉積硒化銀的方法。根據(jù)本發(fā)明，使用例如0.3-約10mTorr的低壓來濺射沉積硒化銀。并且，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用RF濺射方法或脈沖DC濺射方法沉積硒化銀。
硒化銀本身具有電存儲(chǔ)性能，即電導(dǎo)率，而濺射沉積方法通常包括強(qiáng)電流、電壓和離子轟擊。因此，濺射沉積方法中的電和熱效應(yīng)都會(huì)影響硒化銀濺射靶和沉積的硒化銀膜。出于上述原因，濺射沉積需要考慮怎樣將電能施加到硒化銀靶上。
因?yàn)槲y的電導(dǎo)率較大多數(shù)金屬的電導(dǎo)率相對(duì)低，所以D.C.濺射不起作用。規(guī)則的DC磁控管濺射試驗(yàn)沒有效，主要是因?yàn)榈入x子體不容易引燃。
取決于靶年齡，在較高壓力，例如約20mTorr或更高壓力下濺射沉積導(dǎo)致銀濃度低于或高于所需約66.7％的化學(xué)計(jì)量比銀濃度的膜。已經(jīng)觀察到，使用RF或脈沖DC磁控管濺射沉積的相對(duì)新靶的高壓沉積，例如約20mTorr或更高，產(chǎn)生銀濃度只有約60％的硒化銀膜，這比所需66.7％的化學(xué)計(jì)量比銀濃度低得多。也已觀察到，使用RF或脈沖DC磁控管濺射沉積的相對(duì)老靶的高壓沉積，例如約20mTorr或更高，產(chǎn)生銀濃度高于約67.5％的硒化銀膜。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在約0.3-約10mTorr的低壓下，可以使用RF或脈沖DC磁控管濺射沉積方法來沉積更精密化學(xué)計(jì)量比的硒化銀膜，同時(shí)避免在該膜中形成結(jié)節(jié)缺陷。還已發(fā)現(xiàn)，硒化銀靶組成隨靶的壽命而改變，而使用低壓濺射沉積方法用老的和新的硒化銀靶都可以獲得精密化學(xué)計(jì)量比沉積物。
圖1說明具有氮化硅薄膜的、由工業(yè)等級(jí)硅片形成的基質(zhì)的SEM圖，所述氮化硅膜具有約500埃厚的脈沖DC濺射沉積的硒化銀膜。使用200kHz、脈沖寬度1056ns、恒定動(dòng)力供應(yīng)150W的DentonVacuum Discovery24脈沖DC濺射沉積圖1中所示的硒化銀膜。使用具有約66.7％的化學(xué)計(jì)量比銀濃度的硒化銀靶來沉積硒化銀膜。比較各種壓力下脈沖DC濺射沉積硒化銀膜的SEM圖表明，約0.3-約10mTorr的低壓濺射沉積降低并消除結(jié)節(jié)缺陷形成。觀察到，使用高壓，即約20mTorr沉積的硒化銀膜具有高于約67.5％的銀濃度，并且如圖1(a)所示，在該膜的表面上和整個(gè)膜內(nèi)形成結(jié)節(jié)缺陷；如圖1(b)所示，使用10mTorr低壓形成的沉積硒化銀膜具有相對(duì)少的結(jié)節(jié)缺陷；如圖1(c)所示，使用3mTorr的更低壓力的沉積膜具有無結(jié)節(jié)缺陷的光滑表面。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案，在約0.3-約10mTorr，更優(yōu)選約2-約3mTorr的低壓下，使用RF濺射沉積方法濺射沉積硒化銀靶，從而提供這樣的硒化銀膜，該膜具有很少，甚至沒有結(jié)節(jié)缺陷，銀濃度約等于用于濺射沉積該硒化銀膜的硒化銀靶的銀濃度。例如，在RF濺射沉積方法中使用銀濃度約為66.7％的硒化銀靶的情況下，沉積的硒化銀膜的銀濃度小于約67.5％，優(yōu)選約67％，更優(yōu)選約66.7％。根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的方法可以用于任何年齡的硒化銀靶，同時(shí)還提供這樣一種濺射沉積硒化銀膜，所述硒化銀膜的銀濃度約等于用于沉積該硒化銀膜的硒化銀靶的銀濃度。
在根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的濺射方法中，濺射沉積通常發(fā)生在室中。首先建立初始基礎(chǔ)真空壓力(initial base vacuum pressure)。該初始基礎(chǔ)真空壓力可以是任何合適的壓力，包括高于約10mTorr的壓力，這可以幫助引燃等離子體。在濺射方法的過程中，應(yīng)該將工藝氣體維持在約0.3-約10mTorr，優(yōu)選約2-約3mTorr的壓力下。工藝氣體可以是任何合適的濺射工藝氣體，例如氪、氙、氦、氖、氬或它們的組合。優(yōu)選的工藝氣體是氬。盡管不希望受到任何特定功率的限制，但在濺射方法的過程中施加的功率優(yōu)選為，例如，約100-約500瓦，最優(yōu)選為約150瓦。能量密度和能量需要可以改變，這取決于選擇的系統(tǒng)或靶的尺寸。例如，4英寸或更大的靶需要更大的功率。優(yōu)選的RF頻率為約100kHz-約20MHz，優(yōu)選為13.5MHz。示范性的濺射沉積系統(tǒng)是Denton Vacuum Discovery24。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案，在約0.3-約10mTorr的低壓下，使用脈沖DC濺射沉積方法濺射沉積硒化銀，從而提供這樣的硒化銀膜，該膜具有的銀濃度約等于用于濺射沉積該硒化銀膜的硒化銀靶的銀濃度。例如，在脈沖DC濺射沉積方法中使用銀濃度約為66.7％的硒化銀靶的情況下，沉積的硒化銀膜的銀濃度小于約67.5％，優(yōu)選約67％，更優(yōu)選約66.7％。約4-約5mTorr的低壓是優(yōu)選的。RF濺射沉積與脈沖DC濺射沉積之間的差異在于，對(duì)于脈沖DC濺射，約4-約5mTorr的沉積壓力制造銀濃度基本上等于硒化銀靶銀濃度，例如66.7％的沉積硒化銀膜。然而，通常，低壓沉積提供具有更精密硒化銀化學(xué)計(jì)量比的更光滑濺射沉積硒化銀膜。使用的優(yōu)選低壓可以依靶的狀況，例如靶的年齡而改變。
與上述根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的方法相似，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案的濺射沉積也發(fā)生在室中，例如Denton Vacuum Discovery24中，其中首先建立合適的初始基礎(chǔ)真空壓力，并使用合適的工藝氣體。然而，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案，在濺射方法的過程中，應(yīng)該將工藝氣體維持在約0.3-約10mTorr，優(yōu)選約4-約5mTorr的壓力下。盡管不希望受到任何特定功率的限制，但在濺射方法的過程中施加的功率優(yōu)選為，例如，約100-約500瓦，最優(yōu)選為150瓦；優(yōu)選的脈沖DC頻率可以為，例如約100-約250kHz，優(yōu)選為約200kHz。然而，能量密度和能量要求可以改變，并且t取決于選擇的系統(tǒng)和/或靶的尺寸。例如，4英寸或更大的靶需要更大的功率。脈沖寬度應(yīng)該為約1000-約1200ns，優(yōu)選為約1056ns。
盡管還不知道解釋實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值起點(diǎn)的準(zhǔn)確機(jī)理，但濺射壓力、離子動(dòng)能、散射誘導(dǎo)能量降低和/或RF與脈沖DC等離子體電性質(zhì)之間有聯(lián)系。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，發(fā)明人建議在較低壓力下使用RF濺射沉積方法或脈沖DC濺射沉積方法來沉積較好精度化學(xué)計(jì)量比的硒化銀膜，并避免在該膜上形成結(jié)節(jié)缺陷。因此，壓力可以在約0.3-約10mTorr的低壓范圍內(nèi)改變以微調(diào)硒化銀膜的銀濃度。也可以改變功率源。這在器件制造中非常重要，因?yàn)樵S多器件需要元素濃度稍微偏離(即，±2％濃度)約66.7％的優(yōu)選值。因此，由于低壓濺射沉積也可以用在相對(duì)老的靶上，同時(shí)仍然提供更精密的銀化學(xué)計(jì)量比濃度，所以本發(fā)明延長(zhǎng)了靶壽命，因此降低了工藝成本。
根據(jù)本發(fā)明，除了在濺射沉積的過程中控制硒化銀的化學(xué)計(jì)量比和形態(tài)之外，理想的是也控制了沉積硒化銀的晶體結(jié)構(gòu)。
硒化銀(例如Ag2Se)由于其406K(約130℃)的低溫相轉(zhuǎn)變點(diǎn)而眾所周知。Ag2Se在低于406K的溫度下形成稱為“β相”的斜方結(jié)構(gòu)。Ag2Se在高于406K(約133℃)的溫度下經(jīng)歷結(jié)構(gòu)改變，其中Se形成體心立方亞晶格，同時(shí)銀經(jīng)受熔化轉(zhuǎn)變。在此所謂的“α相”或“超離子相(superionic phase)”中，Ag離子顯示液體狀分散。Se亞晶格在約1170K(897℃)下也將經(jīng)受熔化轉(zhuǎn)變。
根據(jù)本發(fā)明，理想的是由α-和β-硒化銀相的混合物形成沉積的硒化銀膜。這種混合物對(duì)由硒化銀膜形成的某些器件的最佳性能來說是關(guān)健的。根據(jù)本發(fā)明，可以在相對(duì)低功率/相對(duì)高壓力的條件下，通過濺射方法形成含α和β相的硒化銀膜。
圖2說明濺射沉積硒化銀膜的兩幅X-射線衍射(XRD)圖200和220。圖1說明在350W的濺射功率和50sccm的氬氣濺射氣體流速下濺射沉積的硒化銀膜的XRD圖200，該氣體流速相應(yīng)于約7mTorr的濺射氣壓。圖2說明在350W的濺射功率和75sccm的氬氣濺射氣體流速下濺射沉積的硒化銀膜的XRD圖220，該氣體流速相應(yīng)于約10mTorr的濺射氣壓。圖200和220表明，在后一種狀況下，在粗略模式2θXRD圖中，在約23和37度出現(xiàn)α和β峰。
雖然不受理論的限制，但基于XRD圖200和220，好像在濺射過程中硒化銀與基質(zhì)的較低能量沖擊在沉積膜中產(chǎn)生更多的α相硒化銀。較低的濺射功率和較高的濺射壓力降低賦予濺射硒化銀分子的動(dòng)能，因此導(dǎo)致硒化銀與基質(zhì)的較低能量沖擊。而且，似乎將基質(zhì)加熱至高于室溫(約25℃)的溫度也提高沉積膜中的α相。
雖然硒化銀的晶體結(jié)構(gòu)(即α和β相的混合物)對(duì)于使用這種膜的器件的最佳性能來說是重要的，但是膜的化學(xué)計(jì)量比和組織(例如光滑性)也影響如上所述的器件性能。因此，一定程度上降低濺射功率或升高濺射壓力導(dǎo)致顯示具有粗糙表面或非所要求的化學(xué)計(jì)量比的膜，為了制造具有所需化學(xué)計(jì)量比并且結(jié)構(gòu)顯示α和β兩相的光滑硒化物膜，必須平衡濺射功率和壓力參數(shù)。然而，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，與用于制造該膜的方法無關(guān)，理想的是在沉積的硒化銀膜中存在有α相。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)示范性實(shí)施方案，在使所述硒化銀膜的結(jié)構(gòu)含α相和β相的濺射條件下濺射沉積硒化銀膜。具體地說，使用小于約250W的濺射功率和至少約10mTorr的濺射壓力濺射沉積硒化銀。而且，在濺射功率小于約250W，濺射壓力約為10mTorr的濺射條件下，可以在基質(zhì)上形成含α和β結(jié)構(gòu)相、具有約等于硒化銀濺射靶銀濃度的銀濃度且無表面缺陷的硒化銀膜。
雖然已經(jīng)描述并說明了本發(fā)明的示范性實(shí)施方案，但是可以進(jìn)行變化和改變而不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明不受上述說明的限制，而只受附加的權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種沉積硒化銀的方法，包括在濺射沉積室中提供硒化銀濺射靶；將濺射氣體引入所述室中，其中將所述濺射氣體保持在約0.3-約10mTorr的壓力下；和在所述靶上進(jìn)行濺射工藝，從而制造沉積的硒化銀膜。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述沉積的硒化銀膜具有的銀濃度約等于所述硒化銀靶的銀濃度。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述硒化銀靶具有約66.7％的銀濃度。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述沉積硒化銀膜具有小于約67.5％的銀濃度。
5.權(quán)利要求3的方法，其中所述沉積硒化銀膜具有約67％的銀濃度。
6.權(quán)利要求3的方法，其中所述沉積硒化銀膜具有約66.7％的銀濃度。
7.權(quán)利要求2的方法，其中所述硒化銀膜基本上沒有結(jié)節(jié)缺陷。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述濺射沉積方法是RF濺射沉積方法。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述濺射壓力為約2-約3mTorr。
10.權(quán)利要求1的方法，其中使用約100-約500瓦的濺射功率進(jìn)行所述濺射沉積。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述功率為約150瓦。
12.權(quán)利要求8的方法，其中使用約100kHz-約20MHz的頻率進(jìn)行所述沉積方法。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述頻率約為13.5MHz。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述濺射沉積方法是脈沖DC濺射沉積方法。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述壓力為約4-約5mTorr。
16.權(quán)利要求14的方法，其中使用約100-約250kHz的頻率進(jìn)行所述沉積方法。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述頻率約為200kHz。
18.權(quán)利要求14的方法，其中使用約1000-約1200ns的脈沖寬度進(jìn)行所述濺射沉積方法。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述脈沖寬度約為1056ns。
20.一種控制濺射沉積硒化銀膜的化學(xué)計(jì)量比的方法，包括使用約0.3-約10mTorr的濺射沉積壓力濺射沉積具有預(yù)定銀濃度的硒化銀膜；和在沉積所述硒化銀膜的同時(shí)，在所述范圍內(nèi)改變所述濺射沉積壓力。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述硒化銀膜具有小于約67.5％的銀濃度。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所述硒化銀膜具有約67％的銀濃度。
23.權(quán)利要求21的方法，其中所述硒化銀膜具有約66.7％的銀濃度。
24.權(quán)利要求21的方法，其中所述硒化銀膜基本上沒有結(jié)節(jié)缺陷。
25.權(quán)利要求20的方法，其中使用約100-約300瓦的功率進(jìn)行所述濺射沉積。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述功率約為150瓦。
27.權(quán)利要求20的方法，其中使用RF濺射沉積方法進(jìn)行所述濺射沉積。
28.權(quán)利要求27的方法，其中使用約100kHz-約20MHz的頻率進(jìn)行所述RF濺射沉積方法。
29.權(quán)利要求28的方法，其中所述頻率約為13.5MHz。
30.權(quán)利要求20的方法，其中使用脈沖DC濺射沉積方法進(jìn)行所述濺射沉積。
31.權(quán)利要求30的方法，其中使用約100-約250kHz的頻率進(jìn)行所述脈沖DC濺射沉積方法。
32.權(quán)利要求31的方法，其中所述頻率約為200kHz。
33.權(quán)利要求30的方法，其中使用約1000-約1200ns的脈沖寬度進(jìn)行所述脈沖DC濺射沉積方法。
34.權(quán)利要求33的方法，其中所述脈沖寬度約為1056ns。
35.一種沉積硒化銀的方法，包括提供銀濃度約為66.7％的硒化銀濺射靶，保持約0.3-約10mTorr的濺射沉積壓力；和在所述硒化銀濺射靶上進(jìn)行RF濺射方法，其中所述RF濺射方法形成沉積的硒化銀膜。
36.權(quán)利要求35的方法，其中所述硒化銀膜具有小于約67.5％的銀濃度。
37.權(quán)利要求35的方法，其中所述硒化銀膜具有約67％的銀濃度。
38.權(quán)利要求35的方法，其中所述硒化銀膜基本上沒有結(jié)節(jié)缺陷。
39.權(quán)利要求35的方法，其中所述壓力為約2-約3mTorr。
40.權(quán)利要求35的方法，其中使用約100-約300瓦的功率進(jìn)行所述RF濺射沉積方法。
41.權(quán)利要求40的方法，其中所述功率約為150瓦。
42.權(quán)利要求35的方法，其中使用約100kHz-約20MHz的頻率進(jìn)行所述RF濺射沉積方法。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述頻率約為13.5MHz。
44.一種沉積硒化銀的方法，包括提供銀濃度約為66.7％的濺射硒化銀靶；和在約0.3-約10mTorr的壓力下進(jìn)行脈沖DC濺射沉積方法，其中所述DC濺射沉積方法形成沉積的硒化銀膜。
45.權(quán)利要求44的方法，其中所述硒化銀膜具有小于約67.5％的銀濃度。
46.權(quán)利要求44的方法，其中所述硒化銀膜具有約67％的銀濃度。
47.權(quán)利要求44的方法，其中所述硒化銀膜具有約66.7％的銀濃度。
48.權(quán)利要求45的方法，還包括由所述濺射靶形成基本上沒有結(jié)節(jié)缺陷的硒化銀膜。
49.權(quán)利要求44的方法，其中所述壓力約為4-約5mTorr。
50.權(quán)利要求44的方法，其中使用約100-約250kHz的頻率進(jìn)行所述脈沖DC濺射沉積方法。
51.權(quán)利要求50的方法，其中所述頻率約為200kHz。
52.權(quán)利要求44的方法，其中使用約1000-約1200ns的脈沖寬度進(jìn)行所述脈沖DC濺射沉積方法。
53.權(quán)利要求52的方法，其中所述脈沖寬度約為1056ns。
54.一種沉積硒化銀的方法，包括提供銀濃度約為66.7％的硒化銀濺射靶；和使用硒化銀濺射靶進(jìn)行濺射工藝，從而形成銀濃度小于約67.5％的硒化銀膜。
55.權(quán)利要求54的方法，其中使用約0.3-約10mTorr的沉積壓力進(jìn)行所述濺射沉積。
56.權(quán)利要求55的方法，其中使用RF濺射沉積方法進(jìn)行所述濺射沉積。
57.權(quán)利要求56的方法，其中使用約2-約3mTorr的濺射沉積壓力進(jìn)行所述RF濺射沉積方法。
58.權(quán)利要求54的方法，其中使用脈沖DC濺射沉積方法進(jìn)行所述濺射沉積。
59.權(quán)利要求58的方法，其中使用約4-約5mTorr的濺射沉積壓力進(jìn)行所述脈沖DC濺射沉積。
60.一種在約0.3-約10mTorr的壓力下沉積的濺射沉積硒化銀膜，所述膜基本上沒有結(jié)節(jié)缺陷。
61.權(quán)利要求60的膜，其中使用銀濃度小于約67.5％的硒化銀靶沉積所述濺射沉積硒化銀膜。
62.權(quán)利要求61的膜，其中所述硒化銀膜具有約66.7％的銀濃度。
63.權(quán)利要求61的膜，其中所述硒化銀膜具有約67％的銀濃度。
64.權(quán)利要求60的膜，其中RF濺射沉積所述硒化銀膜。。
65.權(quán)利要求63的膜，其中所述壓力為約2-約3mTorr。
66.權(quán)利要求60的膜，其中脈沖DC濺射沉積所述膜。
67.權(quán)利要求66的膜，其中所述壓力為約4-約5mTorr。
68.一種銀濃度小于約67.5％的濺射沉積硒化銀膜。
69.權(quán)利要求68的膜，其中使用銀濃度為約66.7％的硒化銀靶沉積所述濺射沉積硒化銀膜。
70.權(quán)利要求69的膜，其中所述硒化銀膜具有約67％的銀濃度。
71.權(quán)利要求69的膜，其中所述硒化銀膜具有約66.7％的銀濃度。
72.權(quán)利要求68的膜，其中RF濺射沉積所述濺射沉積硒化銀。
73.權(quán)利要求68的膜，其中脈沖DC濺射沉積所述濺射沉積硒化銀。
74.一種沉積硒化銀的方法，包括在濺射沉積室中提供硒化銀濺射靶；將濺射氣體引入所述室中；在所述靶上進(jìn)行濺射工藝，從而產(chǎn)生沉積的硒化銀膜，其中所述硒化銀包括α-硒化銀和β-硒化銀。
75.權(quán)利要求74的方法，其中在所述濺射過程中，將所述濺射氣體維持在約10mTorr的壓力下。
76.權(quán)利要求74的方法，其中在所述濺射過程中，將所述濺射過程的濺射功率維持在小于約250W下。
77.權(quán)利要求74的方法，其中所述沉積的硒化銀膜具有的銀濃度約等于所述硒化銀濺射靶的銀濃度。
78.權(quán)利要求77的方法，其中所述硒化銀靶具有約66.7％的銀濃度。
79.權(quán)利要求74的方法，其中所述硒化銀膜基本上無結(jié)節(jié)缺陷。
全文摘要
一種濺射沉積硒化銀并控制濺射沉積硒化銀膜的化學(xué)計(jì)量比、結(jié)節(jié)缺陷形成和晶體結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括在約0.3－約10mTorr的壓力下，使用濺射沉積方法沉積硒化銀。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，優(yōu)選在約2－約3mTorr的壓力下使用RF濺射沉積方法。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，優(yōu)選在約4－約5mTorr的壓力下使用脈沖DC濺射沉積方法。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以在約10mTorr的壓力和小于約250W的濺射功率下濺射沉積含α－和β－硒化銀的硒化銀膜。
文檔編號(hào)C23C14/54GK1871662SQ03820606
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者李久滔, K·哈姆普頓, A·麥克特爾 申請(qǐng)人:微米技術(shù)有限公司