利用改進的霧和霧流的霧化前體沉積設備和方法

2023-05-06 05:34:16 2

專利名稱：利用改進的霧和霧流的霧化前體沉積設備和方法
背景技術：
1、發明領域本發明涉及集成電路中薄膜電元件的製作材料和方法，特別涉及在霧化沉積設備中用來沉積薄膜的液態前體溶液。
2、現有技術如所公知，集成電路中的電元件由各薄膜層構成，這些薄膜層由布線層連接、由絕緣層隔開。矽玻璃之類的簡單薄膜材料和化合物使用液態沉積工藝形成。複雜化合物、即含有兩種元素以上的化合物在現有技術中總是使用真空噴塗(即電子束、D.C.、R.F.、離子束等)、雷射燒蝕、包括有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)在內的化學反應氣相沉積和使用溶膠-凝膠(醇鹽)或羧酸鹽的塗液法之類工藝形成。但是，這些方法中沒有一種方法能生成其特性可完全滿意地使用在集成電路中的金屬氧化物。在噴塗除外的所有這些現有工藝中，所生成的薄膜存在重大物理缺陷，例如開裂、剝落等。
現有工藝、特別是噴塗根本無法可靠、重複生成理想配比在集成電路所要求的容差範圍內的金屬氧化物。某些工藝、例如MOCVD對人有害或有毒。大多數工藝需要會破壞集成電路的高溫、造成待覆蓋基片的很差的「階梯覆蓋」，例如現有技術造成薄膜在基片上任何不連續的邊界處稍稍過度沉積。在現有液相沉積工藝中，厚度無法控制在製作集成電路所要求的精度範圍內。因此，迄今為止，除了一個或兩個成本較高的特殊應用場合、例如在期望壽命不長的鐵電集成電路中使用噴塗的鈦酸鉛鋯，集成電路中不使用金屬氧化物或其他複雜材料。
McMillan等人的美國專利5,456,945使用超聲波轉換器在沉積室中生成霧或氣溶膠，從而對現有技術作出重大改進。在沉積室中，在一基片支架與一擋板之間施加一DC電壓，造成氣溶膠粒子極化。用流率不變的載氣、例如氬把氣溶膠傳送到集成電路基片或晶片上，以進行液態薄膜的沉積。這些液態薄膜經乾燥、退火，生成集成電路的薄膜。
當在5,456,945專利所述霧化沉積設備中處理前體時，對液相前體的選擇影響到階梯覆蓋、液態薄膜沉積率和最終薄膜的形態。使用某些液態前體溶液造成沒有材料按要求沉積。有的溶液的階梯覆蓋很差，而有的溶液階梯覆蓋雖好，但薄膜形態很差。因此要求工作在霧化沉積設備中的液態前體溶液既能提供良好的階梯覆蓋，又能提供良好的薄膜形態。還要求確定用來設計和開發在霧化沉積設備中合適工作的前體溶液的各參數。
方案為克服上述問題、對現有技術作出改進，本發明提供一種用於霧化沉積設備的液態前體溶液中的助溶劑系統。液態前體在霧化沉積設備中經處理生成的金屬氧化物薄膜具有良好階梯覆蓋和良好薄膜形態，從而可用於集成電路。此外，該助溶系統提高了薄膜沉積率。
本發明方法和設備使用一種液態前體溶液生成金屬化合物。該溶液在霧化沉積設備中經處理生成具有良好階梯覆蓋和良好形態的薄膜。該液態前體包括一金屬有機部份，該金屬有機部份包括至少一種金屬有機化合物。該金屬有機部份中的金屬總有效含量在液態前體溶液薄膜的退火過程中生成固體金屬化合物。例如，該有金屬有機部份可含有在氧退火中生成鈦酸鋇鍶(BST)的鋇、鍶和鈦金屬。對於這些金屬所得BST的與液態前體溶液對應的理想配比小於這些金屬在退火過程中的任何揮發損耗。
該金屬有機部份與一助溶系統混合。該助溶系統包括對所述金屬有機部份增溶的第一溶劑和把液態前體溶液的表面張力減小到每釐米10-40達因的一稀釋劑。表面張力的範圍最好為14-34、更好為16-26。這些表面張力值為在使用環境溫度下的測量值。該環境溫度最好約為20℃。該金屬有機部份、該第一溶劑和該稀釋劑形成一均質化合物。
可用作稀釋劑或表面張力減小劑的合適材料一般為低分子量極化碳氫化合物，例如叔丁基醇、正丁二胺、二乙胺、乙醚和異戊烷。甲醇特別可與2-甲氧基乙醇溶劑一起使用。甲基·乙基酮特別可與二甲苯、辛烷和其他非極化溶劑一起使用。也可使用氨氣之類的無機化合物。稀釋劑不得在溶液中反應，但如溶液在消耗前沒有根本的改變，容許輕度反應。最好是，稀釋劑在空氣中的表面張力為稀釋劑加入其中的液態前體溶液的表面張力的75％或以下。這一要求意味著，稀釋劑在20℃下的表面張力通常小於每釐米20達因。稀釋劑如要使用在霧化沉積設備中，其在大氣壓下的沸點應大於60℃。當稀釋劑的體積百分比佔溶液中所有溶劑的60％時，可用這些溶液生成形態良好的薄膜。
本發明霧或氣溶膠為液體粒子在一氣體中的懸浮體。該霧或氣溶膠中的粒子由液體前體溶液構成。粒子的大小一般在膠態大小範圍內，即，在至少一個單一維度上為1nm-1μm。在該大小範圍內，粒子的表面積比體積大得多，從而表現出不尋常的現象，即粒子不因重力從溶液中沉澱出來，且常常小到足以穿過過濾膜片。膠態大小對氣溶膠的形成無關緊要。這些粒子必須沉積在集成電路基片、例如矽晶片上，在基片上生成液態前體溶液薄膜。
一霧化沉積設備用來霧化液態前體。優選的霧化沉積設備包括超聲波或文丘裡裝置，文丘裡裝置使用公知的汽車汽化器原理霧化該液體。這些裝置需要根據粒子大小的經驗測量值進行手工調節。
下述方程(1)描述由一超聲波霧發生器中的超聲波轉換器生成的粒子的直徑(1)D=12*Ra2*3]]>其中，D為粒子直徑，Fa為超聲波轉換器生成的超聲波的頻率，γ為液態前體溶液的表面張力，ρ為液態前體溶液的密度。超聲波能量的強度對粒子直徑沒有影響，除非液態前體溶液因超聲波能量過多、轉換成熱量而開始沸騰。超聲波能量的強度影響到所生成的霧的體積，但一般不影響到粒子直徑。
從方程(1)顯然可見，如液態前體溶液的表面張力或密度落在生成膠態粒子的範圍之外，會生成在膠態範圍之外的粒子。主要的問題是粒子過大，因為這些粒子會形成液坑或液珠而弄溼基片，從而降低薄膜質量。
按照方程(1)，通過調節液態前體溶液的表面張力γ或密度ρ可改進粒子直徑D。表面張力的減小或密度的增加可形成更小粒子。碳氫化合物溶液的密度的增加一般造成粘度的增加以及表面張力的相應增加。因此，密度的增加一般為表面張力的相應增加克服或超過。另一方面，可通過加入表面張力減小劑減小粒子大小。稀釋劑或表面張力減小劑的作用的一部分可被溶液密度的相應減小抵銷。
(2)γ=γ1X1+γ2X2-βX1X2其中，γ為所改變的溶液表面張力(達因/釐米)，γ1為第一溶液的表面張力(達因/釐米)，γ2為第二溶液的表面張力(達因/釐米)，X1為用在總溶液中的摩爾百分比表示的第一溶液的濃度，X2為用在總溶液中的摩爾百分比表示的第二溶液的濃度，β為根據經驗得出的隨溫度而變的常數。
也可通過加熱溶液來減小表面張力。可用超聲波加熱溶液。加熱溶液所造成的一個問題是，加熱過度會造成溶液沸騰，結果較輕溶劑和表面張力減小劑發生分餾。按照方程(2)，最佳的表面張力減小劑的沸點較低。較輕溶液成分的蒸餾是十分有害的，因為這些成分會凝結在霧化沉積設備上。這一凝結由於凝結材料的滴落而造成該設備無法工作。
使用該液體前體的一霧化沉積設備中有一面積與基片大致相同的擋板。在這裡，大致相同的面積的意思是，擋板在基片平面中的面積與基片面積只相差10％或以下。擋板的光潔度容差為所述擋板與所述基片之間的平均距離的5％。如使用面積和容差不在這些參數範圍內的擋板，所沉積薄膜的厚度均勻性就會下降。
用來製作集成電路的該霧化沉積設備包括一沉積室；該沉積室中的一基片，該基片界定一基片平面；液體前體霧化裝置；以及使該霧均勻流過該基片、在該基片上形成液體前體的薄膜的裝置，其中，使霧流動的該裝置包括基片上方一與基片平行、相間距的擋板，該擋板在一與基片平行的平面中的面積與該基片在基片平面中的面積大致相同。最好是，擋板的光潔度容差為所述擋板與所述基片之間的平均距離的5％。最好是，該設備還包括把沉積室保持在真空下的裝置、在擋板與基片之間施加一DC偏壓的裝置、調節擋板以改變擋板與基片之間距離的裝置。最好是，該設備包括靠近並環繞在基片一邊的外圍、在與基片平面平行的方向上把霧注入沉積室中的一注入噴嘴組件、靠近並環繞在基片的另一邊的外圍的一排氣組件，該基片、該擋板、該注入噴嘴組件和該排氣組件一起在該沉積室中界定一半封閉區域。最好是，該設備包括一在霧沉積在基片上時在一與基片平面平行的平面中轉動該基片的裝置和一對在沉積室中流動的霧進行紫外線輻射的裝置。最好是，當霧在沉積室中流動時，沉積室大致保持在環境溫度下。
溫度變化時，表面張力和霧粒大小相應發生變化。這些變化可用已知信息、例如下列方程計算(3)γ=a-bT其中，γ為表面張力(達因/釐米)，T為溫度(℃)，a和b為經驗常數，例如見J.J.Jasper,J.Phys.Chem Ref.Data 1,841pp.5.91-5.113(1972)。超聲波霧化造成對液態前體不希望有的加熱，最終造成液體沸騰。液態前體的溫度最好保持在造成液態前體沸騰的大小以下，該溫度通常低於40℃。
從下面結合附圖的詳細說明中可清楚看出本發明的其他目的、優點和特徵。
附圖的簡要說明

圖1為本發明霧化沉積系統的沉積室的側視剖面圖；圖2為圖1系統的進氣和排氣噴嘴組件的平面視圖；圖3為圖1和2系統的進氣噴嘴的放大平面視圖；圖4為本發明霧化沉積系統的一霧發生器的側視示意圖；圖5為本發明一緩衝室及其進氣和排氣的平面示意圖；圖6為本發明集成電路製作過程的流程圖；圖7為本發明一霧化沉積系統的俯視圖；圖8和9示出一擋板組件和基片處於兩種不同位置，表明擋板與基片之間的關係可調節；圖10為示出紫外線輻射源放置在本發明沉積室中的透視圖；圖11為用本發明設備和方法製作的集成電路晶片的一部分的截面側視剖面圖；圖12為按本發明沉積的各種薄膜的光學(橢率計)層厚對BST摩爾濃度的曲線圖；圖13為厚度、介電常數和tanδ對加入用來製成各種BST薄膜的9.5ml的0.239M BST溶液中的甲醇的曲線圖；以及圖14為各種薄膜樣本的BST摩爾濃度對階梯覆蓋比的曲線圖。
對優選實施例的說明1、概要-方法和結果圖6示出本發明工藝優選實施例的流程圖，圖11示出由該工藝製作的集成電路的一部分。在步驟P1提供基片5。在本領域中，「基片」一詞的一般意義指在其上沉積所要沉積的一層1130的任一材料層或若干材料層5，其特殊意義指在其上形成集成電路1110的矽晶片1122。除非另有所指，基片一詞在本文中指使用本發明工藝和設備在其上沉積一層材料的任何物體。在步驟P1中提供的基片最好包括一P型矽晶片1122。
在步驟P2，製作集成電路層1124、1126和1128，形成在其上沉積一金屬氧化物層1130的一基片5。首先，用溼法形成一厚約500nm(納米)的二氧化矽絕緣層1124。一般，在沉積鈦層1126、鉑層1128、介電層1130和鉑層1132後把二氧化矽層蝕刻成一預定集成電路裝置1112所需形狀。鈦金屬的一薄層1126最好使用就地噴塗沉積在二氧化矽1124上，然後一厚200nm的鉑電極最好使用就地噴塗沉積在鈦1126上。「就地」的意思是，噴塗鈦和鉑時都保持真空。鈦層1126可有可無。當使用鈦層1126時，它擴散入二氧化矽和鉑中，把鉑1128粘接到二氧化矽1124上。然後使用下文所述本發明設備和方法沉積一層材料1130，例如鈣鈦礦的鈦酸鉛鋯或鈦酸鋇鍶或分層超點陣材料的鉭酸鍶鉍或鉭酸鍶鉍鈮。另一厚200nm的鉑層1132沉積在層1130上。晶片1110然後經退火、用光掩模工藝形成圖案、向下蝕刻到電極層1128，生成圖11剖面圖所示電容集成電路裝置1112，為對該裝置進行測試，測試裝置的一引線與鉑電極層1128連接，另一電極層1132與一與測試裝置另一引線連接的細探針接觸。
在步驟P6製備一底劑。在該優選實施例中，該步驟包括提供一定數量的單一溶劑，例如2-甲氧基乙醇、二甲苯或己酸丁酯，雖然也可把上述三種溶劑之類的若干溶劑組合在一起。該溶劑、不管是單一溶劑還是若干溶劑的組合，為前體的最終溶劑，即，在步驟P22沉積前體的溶劑，這在下文交代。下面例示出可用作底劑的溶劑及其沸點醇，例如1-丁醇(117℃)、1-戊醇(117℃)、2-戊醇(119℃)、1-己醇(157℃)、2-己醇(136℃)、3-己醇(135℃)、2-乙基-1-丁醇(146℃)、2-甲氧基乙醇(124℃)、2-乙氧基乙醇(135℃)和2-甲基-1-戊醇(148℃)；酮，例如2-己酮(甲基乙基酮)(127℃)、4-甲基-2-戊醇(甲基異丁酮)(118℃)、3-庚酮(丁基乙基酮)(123℃)和環己酮(156℃)；酯，例如乙酸丁酯(127℃)、2-甲氧乙基乙酸酯(145℃)和2-乙氧乙基乙酸酯(156℃)；醚，例如2-甲氧乙基醚(162℃)和2-乙氧乙基醚(190℃)；以及芳香碳氫化合物，例如二甲苯(138℃-143℃)、甲苯(111℃)和乙基苯(136℃)。
在步驟P8把底劑沉積到基片5上。在該優選實施例中，如下詳述，該底劑經霧化、經-濾網33篩選後在一沉積室12中沉積到基片5上。「霧」一詞在本文中定義為一氣體攜帶的細液滴。「霧」包括氣溶膠，氣溶膠一般定義為固態或液態粒子在一氣體中的膠態懸浮體。霧還包括蒸汽、煙霧以及前體溶液在一氣體中的其他霧化懸浮體。由於上述各詞為流行用法，因此其定義並不精確、相互重疊、不同作者使用不同的詞。在本文中，氣溶膠一詞包括Aerosol Science andTechnology,(Parker C.Reist,McGraw-Hill,Inc.,New York,1983)中的所有懸浮體。「霧」在本文中的意義比氣溶膠更寬泛，包括氣溶膠所不包括的懸浮體、蒸汽或煙霧。如虛線P11和P12所示，可在前體霧流入或流經沉積室12時、也可在前體霧沉積在基片5上後對前體霧進行紫外線(UV)輻射。但是，在優選實施例中，跳過步驟P11和P12。
我們發現，在沉積前體前使用底劑較之不使用底劑，所生成的薄膜的形態更好、漏電量小。
在步驟20製備前體溶液。該前體最好為按美國專利申請08/132,744所述製備的烷氧基羧酸金屬鹽。溶液製備的一詳細例子見下文。通常在步驟20製備、儲存一定量的前體備用。緊在沉積前體前，進行溶劑交換步驟和濃度調節步驟或此兩者，以提供用於沉積的最佳前體。溶劑交換步驟的詳情見美國專利申請08/165,082。該最終前體溶液最好用作在沉積底劑後整個沉積過程的唯一前體源。但是，本發明也可使用並聯或串聯的多個前體源。特別是，可並聯使用其他前體源對最終所需化合物進行摻雜或改良。
本發明所使用前體溶液為穩定溶液。在這裡，「穩定」的意思是，在前體形成過程中形成所需最終化合物的關鍵氧-金屬鍵，這些鍵在形成後是穩定的。這有兩個方面的意思。首先，溶液在較長儲存期中不發生反應或質量不下降。其次，前體形成時所形成的鍵在整個沉積過程中保持穩定，構成所需最終化合物中的至少一部分鍵。即，前體中的金屬-氧鍵保持穩定，在沉積過程後成為最終所需金屬氧化物的金屬-氧鍵。
本發明原理在步驟P21中實施。稀釋劑或表面張力減小劑加入已在步驟P20製備的前體溶液中。或者，也可在步驟P20中製備表面張力減小劑已到位的前體溶液；但是，典型表面張力減小劑的低沸點在這種情況下常常防止溶液蒸餾而除去水和低沸點醚。溶液中的水和低沸點醚轉而溫和反應，在若干月中降低溶液穩定性。
在步驟P22中，經篩選的前體溶液霧在環境溫度下均勻流過和流到基片5上。在這裡，環境溫度指周圍溫度。即，除了來自周圍的熱量沒有其他熱量加到基片上。使用UV輻射時，周圍溫度比室溫稍高，不使用UV輻射時，在真空下處理基片，環境溫度可稍低於室溫。因此，環境溫度一般為-50℃-100℃。環境溫度最好為15℃-40℃。
如下所述，該流動過程的關鍵一點是，霧從多個進氣孔流過基片5後從多個排氣孔流出基片5上方區域，這些孔環繞分布在基片5周邊旁，在基片5上生成一均勻分布的霧流。
在沉積過程中、沉積過程後或在沉積過程中和後，前體溶液經處理在基片5上生成一固體材料薄膜。在這裡，「處理」指下列處理的任一處理或組合受真空作用、紫外線輻射、電極化、乾燥、加熱和退火。在該優選實施例中，在沉積過程中在步驟P24中對前體溶液進行紫外線輻射。最好在步驟P28中還在沉積後進行紫外線輻射。在沉積後，在該優選實施例中沉積在基片5上的液體材料最好還在真空下保持一段時間，然後加熱、退火。UV固化過程的化學機理尚不完全清楚。據說，UV有助於構成所需最終化合物的金屬氧化物分子或其他元素與溶劑和有機物或前體化合物的其他生成物離解。
在步驟P26中進行乾燥，除去基片上溶液薄膜中的易揮發有機部分。前體最好在一乾燥大氣中、溫度為約200℃-500℃的熱板上乾燥足夠除去液態薄膜中的所有有機材料的時間後留下金屬氧化物。這一時間最好為約1-30分鐘。最好在空氣中以400℃溫度乾燥約2-10分鐘。如基片5周圍的大氣抽成真空，上述溫度可相應降低。也可在乾燥步驟中使用快速熱處理，例如使用滷素燈。
乾燥後的前體在步驟30中經退火生成所需金屬氧化物層1130(見圖11)。該退火步驟稱為第一退火，以與其後退火步驟相區別。第一退火最好在氧氣中在500℃-1000℃溫度下進行30分鐘-2小時。一般在700℃-800℃的溫度下進行步驟30約80分鐘，最優選的退火溫度為750℃。最好在氧氣中以推/拉過程進行步驟30，該推/拉過程包括「推」入爐子中10分鐘，從爐子中「拉」出10分鐘。所述退火時間包括熱蔓延進出爐子所花時間。
鐵電薄膜之類許多複雜薄膜的一個重要參數是其厚度必須十分薄(例如20nm-500nm)。用本發明工藝和設備很容易獲得如此薄的薄膜。需要時，也可用本發明生成厚得多的薄膜。
本發明非常適合於沉積高質量的化合物薄膜，例如鐵電體、超導體、具有高介電常數的材料和寶石等。例如可用本發明沉積其一般組成為ABO3的鐵電材料薄膜，包括PbTiO3、PbxZryTiO3、PbxLayZrzTiO3和YMnO3，其中，Y代表任何稀土元素。此外，也可用本發明沉積鈦酸鋇鍶[(Ba,Sr)TiO3]、鈦酸鍶(SrTiO3)以及其他多元素化合物薄膜，這些多元素化合物例如見申請日為1992年10月23日、題為「LayeredSuperlattice Materials for Ferroelectric,High DielectricConstant,and Integrated Circuit Fabrication.」的美國專利申請965,190。
2、沉積設備圖1示出本發明一優選實施例的薄膜沉積設備1。設備1包括一沉積室2，該沉積室中有一基片支架4、一擋板6、一進氣噴嘴組件8、一排氣噴嘴組件10和一紫外線輻射源16。沉積室2包括一主體12，一可牢牢蓋住主體12的蓋14，從而在沉積室2中界定一封閉空間。蓋14用鉸鏈15可樞轉地連接在主體12上。工作時，霧和惰性載氣以方向43用管45從進氣噴嘴組件8輸入，從而霧沉積在基片5上。多餘的霧和載氣從排氣噴嘴10排出沉積室2。
基片支架4由兩塊不鏽鋼之類導電材料圓板3、3』構成，頂板3與底板(場板)3』用一絕緣材料、例如Delrin之類的乙縮醛絕緣。在一實施例中，使用一5英寸直徑基片5，直徑一般為6英寸的基片支架支撐在一轉軸20上，該轉軸與一電動機18連接，因此支架4和基片5在沉積過程中可轉動。一絕緣軸22電絕緣基片支架4和支撐其上的基片5與加到沉積室主體12上的DC偏壓，從而在基片支架4與擋板6之間(經主體12)生成DC偏壓。這一DC偏壓可比方說用來場極化在基片5上沉積的薄膜。絕緣軸22用聯軸節21與轉軸20連接。電源102用引線106在接頭108處與沉積室2的主體12連接，用引線104經饋入裝置23與銅套25連接，從而在場板3』與擋板6之間形成一DC偏壓。
擋板6用不鏽鋼之類導電材料製成，其大小足以平行地伸展在基片5上方，從而迫使經管26和噴嘴組件8注入的氣化源或霧在擋板6與基片支架4之間基片5上方流動。擋板6的直徑最好與基片5相同。我們發現，如擋板6在一與基片平行的平面中的面積與基片面積之差為10％或以下，可獲得最佳結果。即，擋板6的面積不比基片5面積大或小10％。如圖1所示，擋板6最好用若干杆24與蓋14連接，從而每當打開蓋時擋板6離開基片5。
圖8和9示出擋板6與基片支架4的距離不同。各杆24一般為與沉積室蓋14連接的不鏽鋼杆。每一桿24有一孔，孔中有一螺栓35(圖1)把該杆24與擋板6連接在一起。每一桿24中攻有絲口，該絲口中的一定位螺絲36把螺栓35牢牢固定在杆24上。旋鬆定位螺絲36、重新調整杆24與螺栓25的相對位置後旋緊定位螺絲36，無需從蓋14上取下杆24即可把每一桿的有效長度調節達1/2英寸。各杆24可卸下，換上長度L、L』不同的杆24組，以根據源材料、流率等粗調擋板6與基片支架4(和基片5)之間的相應間距S、S』。例如，可調節杆長L使間距S為0.10-2.00英寸。一旦完成粗調，還可如上所述調節杆24。因此，杆24、螺栓35和定位螺絲35構成一調節擋板36的調節裝置。當沉積如下製備的鈦酸鋇鍶前體溶液時，基片5與擋板6之間的間距最好為約0.34英寸-0.4英寸。最好是，擋板6的光潔度容差為擋板6與基片5之間距離的5％。即，基片5與擋板6之間的距離在任何一點上與任何另一點上的差別為基片5與擋板6之間的平均距離的5％或以下。例如，如基片5與擋板6之間的平均距離為0.38英寸，則基片上任一點離開擋板的距離不大於0.40英寸或不小於036英寸。
我們發現，在上述容差內的擋板、即其面積與基片大致相同、光潔度容差為5％或以下的擋板比上述容差範圍外的擋板提供更佳厚度均勻性和更高沉積率。
圖7為本發明一實施例的設備的俯視圖。如圖7所示，一0-1000託溫度補償電容壓力計710監測沉積室2中的壓力，其信號控制一下遊控制閥(未示出)以保持沉積室2中的精確壓力。打開閥713可把沉積室2抽成不到5.0×10-6託的高度真空。沉積室2的高度真空便於在沉積操作前吸收室壁上和該室內一基片5上的潮氣。
沉積操作過程中沉積室的真空壓力為約100-800託。沉積室排氣系統包括一經閥726與沉積室2連接的液氮冷阱709。沉積室2可經一氣動開槽閥703與一外部室(未示出)連通。沉積操作過程中可用視孔718觀察沉積室2的內部情況。
供應前體溶液時，用質量流控制器708和VCR閥725-3調節從惰性氣體源736流入霧發生器46-1的氬(或氮)之類惰性氣體的流率來控制前體經緩衝室42擴散入沉積室2的速率。另一質量流控制器748和閥725-4與霧發生器46-2連接，霧發生器46-2經閥725-5與緩衝室42連接，從而通過調節從惰性氣體源736流入霧發生器46-2的氬之類惰性氣體的流率來控制底劑經緩衝室42擴散入沉積室2的速率。用一獨立的質量流控制器758把源738中的氧氣和/或其他惰性氣體或反應-活性氣體經VCR閥725-7引入緩衝室42。
圖2特別示出進氣噴嘴組件8和排氣噴嘴組件10。進氣噴嘴組件8包括一接受來自下文結合圖5所述緩衝室42的霧化溶液的輸入管26。輸入管26與弧形管28連接，弧形管28內圓周面上有孔心相距1/4英寸的多個小孔或輸入孔31，孔中有可卸下螺絲30和可卸下輸入噴嘴33。
圖3為一輸入噴嘴33的平面視圖。它包括一螺絲33和一濾網310，該螺絲包括具有邊緣303的擴大、空心頭部301和空心杆部39(圖2)。濾網310最好在把頭部301裝在杆部39之前靠摩擦緊套在頭部301中，但也可釺焊在邊緣303表面上。最好是，噴嘴33的所有部分、包括濾網310用不鏽鋼製成。濾網310最好為一不鏽鋼織造濾網，網絲之間的間距315約為一平方微米。我們發現，如其他條件相同，這種濾網的使用會造成沉積率稍稍下降，但只須增加孔31的數量和/或孔的大小這一問題很容易解決。濾網準直霧，使得基片上方的霧流更均勻、更少渦流，從而霧流發生異常的機會減小，這些異常會造成非均勻性。
排霧噴嘴組件10包括一弧形排霧管29，其上有多個小孔或排霧孔31，孔31中有可卸下螺絲30。排霧噴嘴組件10的結構與進氣噴嘴組件8大致相同，只是不包括輸入噴嘴33，一管34與一真空/排霧源(未示出)連通。管28和29的端帽可卸下，以便清掃。進氣噴嘴組件8的弧形管28和排霧噴嘴組件10的相應弧形管29分別環繞基片支架4兩邊的圓周部4-1、4-2。
在沉積BST薄膜的一實施例中，管28和29中的孔31、31』的中心通常位於基片支架4上方0.375英寸。但是，如圖8和9所示，這一距離可根據具體沉積過程調節。
管28、29一般為外徑為1/4″、內徑約為3/16″的不鏽鋼管。管28、29的內表面最好電拋光。管28、29中的孔31、31』的孔心之間的距離約為1/4″，孔31、31』攻絲，以旋入4-40個(1/8″)凹頭螺絲。
使用這一結構，在弧形管28中的螺絲30位置上選擇性地插入噴嘴33而調節噴嘴33的位置以及選擇性地除去弧形管29中的螺絲30而調節打開的排霧孔的位置，即可對各種溶液和流率等等良好地控制基片5上方的霧化溶液流或霧流，從而在基片5上均勻沉積薄膜。
如圖1和2所示，基片支架4、擋板6、進氣噴嘴組件8和排霧噴嘴組件10相配合而界定一環繞基片5頂面的較小、半封閉沉積區17，在整個沉積過程中氣化溶液被限制在該區中。儘管以上示出、說明了基片支架4、擋板6、進氣噴嘴組件8和排霧噴嘴組件10的實施例，但應指出，在本發明範圍內這些結構可變動。例如，弧形進氣和排霧管28和29可代之以其他結構的管，例如V形或U形管、或開槽管、或基片支架上方的噴頭形裝置、或只是多個獨立的噴嘴和獨立的排霧孔。
圖5為本發明一集流組件40的剖面圖。該集流組件40向進氣噴嘴組件8供應氣化溶液(霧或氣溶膠)，一般包括一緩衝室42、多個經閥725-2、725-5、725-7與相應霧發生器連接的進口44、一調節緩衝室42到噴嘴組件8的流體的沉積閥725-1和一排氣閥725-6。本發明的一個特徵是，來自閥725-2、725-5、725-7的進口44與到沉積閥725-1的出口49成90°。緩衝室42足夠大，使霧在該室中滯留約1-5分鐘、最好約2.5分鐘。這一時間滯留和進口44與出口49之間的90°角使得霧中會造成表面形態問題的任何大液滴即大於約2微米的液滴發生沉降。當同時使用不止一霧時、例如一起引入底劑和前體時(見下文)，它可使這些霧混合成一單一、均質霧。在該優選實施例中，緩衝室42最好為一內徑(圖5垂直方向上)為約3英寸、長(圖5中水平方向上)約5英寸的不鏽鋼圓筒。
使用時，在一個或多個霧發生器46-1、46-2、46-n中生成的一霧或多個不同霧經閥725-2、725-5、725-7及其進口44流入緩衝室42中。
流入緩衝室42中的各霧混合成單一、均勻霧化溶液後以合適流率經閥725-1和輸入管26流入沉積室2中。閥725-1可關閉，從而需要時沉積室2可抽真空，或必要時可清洗和衝洗該集流系統。同樣，排氣閥725-6的出口與一真空源(未示出)連接，從而當需要排空/清洗一個或多個霧發生器46時，可關閉閥725-1，打開閥725-6和一個或多個閥725-*，緩衝室42可用泵(未示出)或使用標準負壓型排氣裝置抽真空而清洗霧發生器46和緩衝室42。
用超聲波攪動穩定前體溶液，使溶液霧化，生成穩定前體溶液的霧，然後把霧引入沉積室2。圖4為本發明所使用霧發生設備一實施例的側視示意圖。霧發生器46包括一密封容器54、一液密和真空密封在容器54底壁中的TDK TU-26B之類超聲波轉換器56和一頻率和振幅可調的電源72。容器54為一內部沒有過濾盒的改良MilliporeWaferguard T-Line濾氣裝置(產品號YY50 005 00)。箭頭420和422所示氣流方向與該過濾器正常操作時相反。轉換器56裝在霧發生器46底部一凹孔中。霧發生器46還包括供載氣通過容器54的進氣孔60和排氣孔62。電源72包括一頻率控制裝置，即一可調節轉換器56的頻率的頻率控制轉盤73，和一振幅控制裝置，即一可調節轉換器56的振幅的振幅控制轉盤75。調節轉換器的頻率和振幅即可控制霧的粒子大小。調節粒子大小即可調節表面形態、階梯覆蓋和沉降過程的沉積率。
工作前，把一定量的前體溶液64引入容器54中。工作時，接通電源，開動轉換器56，生成前體溶液的霧66，惰性載氣從孔60流入霧66中後被霧溼化和飽和，然後溼化的載氣從排氣孔62流入集流組件40。該載氣通常為氬、氦或氮之類惰性氣體，但在合適情況下也可使用反應氣體。
圖4所示霧發生器46特別管用，因為它生成可有效流入或注入沉積室2的氣化溶液而不發生凝固之類複雜現象。
圖10為一透視圖，示出一紫外線輻射源16位於沉積室2中。在沉積過程中和沉積過程後用紫外光增強本過程，該紫外線輻射據說可促進溶劑和有機物與前體的離解，從而加速乾燥過程。此外，在沉積過程前使用紫外線輻射有利於除去(退吸)沉積室2和基片5上的潮氣。紫外線光源16在沉積室中的位置無關緊要，因為紫外線輻射可經沉積室2的不鏽鋼壁向輸入噴嘴8與排氣噴嘴10之間的空間反射以及反射到基片5上，從而該輻射可提供上述光增強效應。
UV源16包括至少一個位於沉積室2中、在其中施加紫外線輻射浴的UV燈。可使用的光譜源包括UV燈和準分子雷射器。無論哪種情況，由UV源16施加的輻射浴調節到使所需化合物與溶劑和有機物或其他生成物的離解最佳。在第一種情況下，按照離解或斷裂溶劑鍵、前體化合物鍵和/或在沉積過程中形成的、在給定前體溶液中保持所需化合物的任何中間有機複合鍵所需能量「調節」由準分子雷射器發出的紫外線輻射頻譜。或者，如UV源16為一UV燈(或多個燈)，則通過一個(或一組)UV燈與另一個(或一組)頻譜更符合要求的UV燈的交換實施該「調節」。
當用氣化環氧基羧酸鹽源沉積鐵電薄膜、例如當如下所述沉積一前體生成鈦酸鋇鍶(BST)時，最好使用一Danielson Phototron PSM-275UV輻射源16發射其波長約為180nm-260nm的UV光。在該波長範圍內的UV輻射可特別有效地調諧、離解在氣化環氧基羧酸鹽、溶膠-凝膠、MOD或其他液態化學源中保持BST的鍵。
圖1所示設備1包括在沉積過程中在沉積室2中施加一DC偏壓的電裝置102。電裝置102包括DC輸入104和輸出106。施加在輸入套筒25與沉積室主體12之間的DC電位一般為350v。DC偏壓實現鐵電薄膜的就地極性調整，提高薄膜質量。常常希望沿晶體c-軸(主極化軸)偶極有序化，該有序化降低會造成疲勞和剩磁問題的錯位密度。也可用大於或小於350v的DC偏壓獲得上述結果。此外，在沉積過程中，可在沉積室2中同時或先後使用紫外線輻射和DC偏壓以及反覆使用它們。
可用熱板(未示出)之類的輔助加熱裝置對已沉積在基片上的前體溶液薄膜進行烘烤和/或退火，烘烤和退火最好在另一室中進行，儘管如結合圖6步驟P11和P12所述也可在沉積室2中進行烘烤/退火過程。退火最好在一氧氣爐中進行。也可用比方說從漫射準分子雷射源發出的高能量密度紫外線輻射進行退火。
3、工作例例1鈦酸鋇鍶溶液的製作下面為鈦酸鋇鍶(BST)前體製備和把BST用作電容電介質製作一電容的過程的一詳細例子。表1Ba0.7Sr0.3TiO3
在表1中，「FW」表示分子量，「grams」表示以克為單位的重量，「mmole」表示毫摩爾，「Equiv.」表示溶液中的當量摩爾數。計量表1所示各材料的數量後開始步驟P20(圖6)。把鋇加入100ml的2-甲氧基乙醇中起反應。把第一數量的2-乙基己醇酸加入該混合物中後攪拌。然後在混合物中加入鍶。反應一旦完成，在該混合物中加入第二數量的2-乙基己醇酸。然後把該混合物加熱到115℃最大溫度後攪拌，蒸餾掉所有水。然後冷卻該混合物。在該混合物中加入異丙醇鈦，然後再用2-甲氧基乙醇稀釋到220ml。然後把該混合物加熱到116℃最大溫度後攪拌。然後蒸餾掉所有異戊烷和水，步驟P20完成。在步驟21，該混合物然後再用2-甲氧基乙醇精確稀釋到410ml。所得混合物的濃度為0.239M，鋇與鍶之比為0.69986比0.30014。
***生成由2-乙基己醇酸鋇、2-乙基己醇酸鍶和2-甲氧基乙醇鈦組成的前體溶液的化學反應如下例Ⅰ，2-乙基己醇酸鋇(4)(金屬鋇)+(2-乙基己醇酸)→(2-乙基己醇酸鋇)+(氫氣)
例Ⅱ，2-乙基己醇酸鍶(5)(金屬鍶)+(2-乙基已醇酸)→(2-乙基己醇酸鍶)+(氫氣)Sr+2HO2C8H15→Sr(O2C8H15)2+H2例Ⅲ，2-甲氧基乙醇鈦(6)(2-異丙醇鈦)+(2-甲氧基乙醇)→(2-甲氧基乙醇鈦)+(異丙醇)Ti(OCH(CH3)2)4+4HOCH2CH2OCH3→Ti(OCH2CH2OCH3)4+4HOCH(CH3)2把2-甲氧基乙醇用作溶劑可用蒸餾除去所有水，由於2-甲氧基乙醇的沸點較高，因此水蒸發後留下2-甲氧基乙醇。因此，所得前體基本無水。之所以使用2-乙基乙醇酸鍶和鋇，是因為使用這些前體中那樣的中等鏈長羧酸鹽形成的薄膜較之使用較長鏈長羧酸鹽形成的薄膜在烘烤時不易開裂、起泡或剝落。試用過2-甲氧基乙醇鋇和鍶，但證明對空氣和水過分敏感。使用2-甲氧基乙醇鈦生成的薄膜比使用對空氣不敏感的2-乙基已醇酸鈦好，但是，儘管2-甲氧基乙醇鈦對空氣敏感，但它對空氣的敏感程度比異丙醇鈦低。
2-甲氧基乙醇還與過渡金屬元素反應生成中間金屬醇鹽、例如上例中的2-甲氧基乙醇鋇。該中間金屬醇鹽的醇鹽配位體在放熱反應中被羧化物配位體、例如上例中2-乙基己醇酸取代，生成金屬羧酸鹽或取代不完全的烷氧基羧酸金屬鹽。
按照一般反應理論，如把金屬醇鹽加入烷氧基羧酸金屬鹽中後加熱該溶液，則發生如下反應(7)(8)其中，M和M』為金屬；R、R』和R″為碳原子數最好為0-16的烷基；a和b為表示相應取代基的相對數量的整數。由於金屬醇鹽比金屬羧酸鹽更容易反應，因此一般先發生方程(7)的反應。因此，一般形成低沸點醚。這些醚從前體中蒸發，留下有機含量減少的最終前體並局部形成最終所需金屬氧化物的金屬-氧-金屬鍵。如加熱充分，還發生一定程度的反應(8)，生成金屬-氧-金屬鍵和酯。酯的沸點一般較高而留在溶液中。這些高沸點有機物在最終前體沉積在基片上後減慢乾燥過程，從而減小開裂和缺陷，因此，不管何種情況，形成金屬-氧-金屬鍵，最終前體的性能提高。
如把金屬羧酸鹽加入烷氧基羧酸金屬鹽中後加熱該混合物，則發生如下反應(9)
其中，R-COOOC-R』為酸酐，各項如上所述。該反應所需熱量比上述反應(7)和(8)多得多，速率慢得多。
除了上述生成烷氧基羧酸金屬鹽的反應，還發生比方說如下反應(10)其中，各項如上所述。該反應使中間烷氧基羧酸金屬鹽的醇鹽部分全由羧酸金屬鹽取代；但是，據說，在本文所述參數下，羧酸鹽並不完全取代醇鹽。羧酸鹽的完全取代需要多得多的熱量，即使熱量多得多也不容易發生。
例2加入表面張力減小劑從例1的0.239M溶液中取出9.5ml。加入5.0ml醇用作表面張力減小劑把溶液濃度稀釋到0.156M。
例3薄膜電容器的製作用例2所述BST溶液以圖6所示本發明方法、圖1-5和7-10所示本發明設備製作圖11所示電容器。
把BST前體放入霧發生器46-1(圖7)的容器54中，把2-暢氧基乙醇溶劑放入霧發生器46-2的容器54中。一基片、包括由二氧化矽層和鉑沉積層構成的矽晶片在一爐子中在大氣壓、180℃下烘烤15分鐘。把該基片放到沉積室中基片支架4上。沉積室用一與閥726連接的泵(未示出)抽真空成0.4託。然後用基片轉動電動機18轉動基片支架4。沉積室然後用惰性前體源經閥727和707慢慢增壓到約595託。然後，打開真空管道702，使沉積室壓力穩定在約595託上。在基片支架與擋板之間施加350vDC偏壓。
使用氬載氣在DC偏壓下、但不用紫外線輻射把底劑沉積到基片上。關閉閥725-6後打開注入閥725-1和沉積閥725-4和725-5，使100SCCM的氬氣流從源736流過超聲波霧發生器46-2，然後開動該霧發生器一分鐘，使得約厚100埃的底劑在環境溫度下沉積到基片上。然後關閉沉積閥725-1後打開閥725-6，關掉霧發生器46-2的超聲波轉換器56，緩衝室42經放氣孔705排氣，直到霧發生器46-2達到環境溫度。然後用源736的氬氣經放氣孔705衝洗緩衝室42。然後關閉閥725-4和725-5.。
使用氬載氣在DC偏壓下、但不用紫外線輻射沉積液態前體溶液。重新打開沉積閥725-1並打開閥725-3和725-2，使氬氣流從源736流過超聲波霧發生器46-1，然後開動該霧發生器20分鐘，使得約厚800埃的薄膜在環境溫度下沉積到基片上。該沉積過程使用氬載氣使得底劑霧和BST前體霧在基片5上方流動。在足夠數量的BST前體沉積在基片上生成薄膜後，關掉霧發生器46-1和基片轉動電動機。然後關閉沉積閥725-1後打開閥725-6，緩衝室42經放氣孔705排氣，直到霧發生器46-1達到環境溫度。然後用源736的氬氣經放氣孔705衝洗緩衝室42。晶片保留在沉積室中，慢慢把該室抽真空成0.4託。然後，關閉閥713，沉積室放氣到大氣壓。然後從沉積室中取出晶片在400℃下烘烤2分鐘。該晶片然後在氧氣中在800℃下退火80分鐘。然後使用公知光刻工藝蝕刻該晶片，生成多個電子裝置1112。
對各樣本重複進行上述過程。其結果總結在下表2中。對氬氣流率、BST溶液摩爾濃度和退火溫度的變動對結果的影響進行考察。
圖12為以埃為單位的光學(橢率計)層厚對BST摩爾濃度的曲線圖。曲線A描述樣本3、4和6的結果。曲線B描述樣本18、19和20的結果。從圖12可知，測量20分鐘中沉積所生成薄膜的厚度得出的沉積率隨著BST摩爾濃度的增加因甲醇的減少而減小。沉積率隨著摩爾濃度的增加而減小與人們的通常預期相反，人們通常認為摩爾濃度的增加應該造成沉積率增加。上述方程(1)可用來解釋沉積率隨摩爾濃度的增加而減小，氣溶膠粒子的膠態流體物理過程減小了粒子直徑。
圖13為以nm為單位的厚度、介電常數和tanδ相對加入樣本3、4和6的9.5ml的0.239M BST溶液中的甲醇的曲線圖。因此，BST摩爾濃度向圖13右邊減小。如上所述，厚度隨著摩爾濃度的減小而增加。介電常數隨著摩爾濃度的減小而減小，tanδ隨著摩爾濃度的減小先減小後增加。介電常數的減小和假想介電損耗(tanδ)的變動表明，薄膜形態隨著甲醇的增加而惡化。因此，薄膜厚度增加的優點在一定程度上被薄膜質量的下降所抵銷。
圖14為樣本3、4和6的BST摩爾濃度對階梯覆蓋率的曲線圖。用該階梯上方一水平部上的層厚除以該階梯下方一水平部上的層厚算出該比。點C代表不進行退火的樣本19。
本發明不限於沉積用超聲波生成的霧。也可用文丘裡、噴射或其他霧化方法生成氣溶膠霧。儘管方程(1)不直接適用於這些其他的霧化方法，但前體溶液的表面張力仍遵從其他方程生成膠態粒子。
本發明特別適用於沉積鐵電材料、超導材料、高介電常數材料、寶石等的複雜薄膜，但不限於這類複雜薄膜。儘管以上說明了本發明當前來說是優選的各實施例，但應指出，在本發明精神或基本特徵內也可用其他具體形式實施本發明。因此上述各實施例在所有方面都應看出是例示性的而非限制性的。本發明的範圍由後附權利要求而非由上述說明限定。
權利要求
1.一種通過使用霧化沉積設備(1)形成金屬氧化物的液態前體溶液(64)，所述液態前體溶液包括一金屬有機部份，該金屬有機部份包括至少一種金屬有機化合物，所述金屬有機部份中的金屬總有效含量在所述液態前體溶液的薄膜的退火過程中生成一固體合成物；以及用來溶解所述金屬有機部份的第一溶劑；所述液態前體溶液的特徵在於把所述液態前體溶液的表面張力減小到每釐米10-40達因的一稀釋劑，所述金屬有機部份、所述第一溶劑和所述稀釋劑形成一均質混合物。
2.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述表面張力的值為每釐米14-34達因。
3.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述表面張力的值為每釐米16-26達因。
4.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述稀釋劑是從包含沸點大於64℃的有機化合物的組中選取的。
5.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述稀釋劑是從包含在20℃下粘度小於0.7釐泊的有機化合物的組中選取的。
6.按權利要求5所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述稀釋劑是從包含在20℃下比重大於0.7的有機化合物的組中選取的。
7.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述稀釋劑包含甲醇。
8.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述稀釋劑為甲基乙基酮。
9.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述固體合成物是從包含鈣鈦礦和分層超點陣材料的組中選取的。
10.按權利要求1所述的液態前體溶液，其特徵在於，所述金屬部的所述有效含量按照由所述液態前體溶液得到的所述金屬化合物的摩爾數提供摩爾濃度為每升0.1-0.2摩爾的所述液態前體溶液。
11.一種在霧化沉積金屬有機液態前體中使用的設備(1)，包括液槽(54)；所述液槽中的液態前體溶液(64)，所述液態前體溶液包括一金屬有機部份，該金屬有機部份包括至少一種金屬有機化合物，所述金屬有機部份中的金屬總有效含量在所述液態前體溶液的薄膜的退火過程中生成一固體合成物；以及用來溶解所述金屬有機部份的第一溶劑，所述設備的特徵在於把所述液態前體溶液的表面張力減小到每釐米10-40達因的一稀釋劑，所述金屬有機部份、所述第一溶劑和所述稀釋劑形成一均質混合物；生成所述液態前體溶液的霧的裝置；以及在一集成電路基片上沉積所述霧、用所述霧生成所述液態前體溶液的相應薄膜的裝置。
12.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述表面張力的值為每釐米14-34達因。
13.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述表面張力的值為每釐米16-26達因。
14.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述稀釋劑是從包含沸點大於64℃的有機化合物的組中選取的。
15.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述稀釋劑是從包含在20℃下粘度小於0.7釐泊的有機化合物的組中選取的。
16.按權利要求15所述的設備，其特徵在於，所述稀釋劑是從包含在20℃下比重大於0.7的有機化合物的組中選取的。
17.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述稀釋劑包含甲醇。
18.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述稀釋劑為甲基乙基酮。
19.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述金屬化合物是從包含金屬、鈣鈦礦和分層超點陣材料的組中選取的。
20.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述金屬有機部份的所述有效含量按照由所述液態前體溶液得到的所述金屬化合物的摩爾數提供摩爾濃度為每升0.1-0.2摩爾的所述液態前體溶液。
21.按權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述稀釋劑為極性化合物。
22.按權利要求21所述的設備，其特徵在於，沉積所述霧的所述裝置包括引起所述極性化合物極化狀態的裝置。
23.一種製作其質量足以用於集成電路中的薄膜的方法，所述方法的特徵在於生成一液態前體溶液的霧(66)，該液態前體溶液包括一金屬有機部份，該金屬有機部份包括至少一種金屬有機化合物，所述金屬有機部份中的金屬總有效含量在所述液態前體溶液的薄膜的退火過程中生成一固體合成物；以及用來溶解所述金屬有機部份的第一溶劑，以及把所述液態前體溶液的表面張力減小到每釐米10-40達因的一稀釋劑，所述金屬有機部份、所述第一溶劑和所述稀釋劑形成一均質混合物；把所述霧(P22)施加到基片(1122、1124)上，從而所述霧在該基片上形成一薄膜；乾燥(P26)所述薄膜，除去所述薄膜中易揮發有機部分；以及在所述乾燥步驟後對所述薄膜進行退火(P30)，生成固體薄膜。
24.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述表面張力值為每釐米14-34達因。
25.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述表面張力的值為每釐米16-26達因。
26.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，使用在所述霧生成步驟中的所述稀釋劑是從包含沸點大於64℃的有機化合物的組中選取的。
27.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，使用在所述霧生成步驟中的所述稀釋劑是從包含在20℃下粘度小於0.7釐泊的有機化合物的組中選取的。
28.按權利要求27所述的方法，其特徵在於，使用在所述霧生成步驟中的所述稀釋劑是從包含在20℃下比重大於0.7的有機化合物的組中選取的。
29.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，使用在所述霧生成步驟中的所述稀釋劑包含甲醇。
30.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，使用在所述霧生成步驟中的所述稀釋劑為甲基乙基酮。
31.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，由所述薄膜的所述退火步驟獲得的所述固體薄膜為鈣鈦礦和分層超點陣材料。
32.按權利要求23所述的方法，其特徵在於，使用在所述霧生成步驟中的所述金屬部的所述有效含量按照由所述液態前體溶液得到的所述金屬化合物的摩爾數提供摩爾濃度為每升0.1-0.2摩爾的所述液態前體溶液。
全文摘要
一基片(5)位於一沉積室(2)中,該基片界定一基片平面。用超聲波或文丘裡設備把一包含稀釋劑的液態前體(64)霧化成膠態霧,該稀釋劑把所述液態前體溶液的表面張力減小到每釐米10－40達因。該霧生成後安置在一緩衝室中,經一系統過濾成0.01μm,然後流入在該基片與擋板之間的沉積室中,在該基片上沉積成一液態層。該液體經乾燥在該基片上形成一金屬氧化物固態薄膜,該薄膜然後製成集成電路中的一電元件。
文檔編號B05D7/24GK1311897SQ99809280
公開日2001年9月5日 申請日期1999年7月7日 優先權日1998年8月3日
發明者林慎一郎, 拉裡·D·麥克米倫, 卡洛斯·A·帕茲德阿羅 申請人:塞姆特裡克斯公司, 松下電子工業株式會社