DE112019003547T5

DE112019003547T5 - Wasserunempfindliche verfahren zum bilden von metalloxidfilmen und damit in zusammenhang stehenden produkten

Info

Publication number: DE112019003547T5
Application number: DE112019003547.9T
Authority: DE
Inventors: Eric R. Dickey
Original assignee: Lotus Applied Technology LLC
Current assignee: Lotus Applied Technology LLC
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-03-25
Also published as: CN112469845A; US20200017970A1; WO2020014631A1

Abstract

Hierin offenbarte wasserunempfindliche Verfahren zum Bilden von Metalloxidfilmen können verwendet werden, um beschichtete Substrate zu bilden. Die Verfahren können bei feuchtigkeitsbeladenen Substraten angewendet werden. Auf den Metalloxidfilmen können feuchtigkeitsempfindliche Filme abgeschieden werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/697,116 mit dem Titel „WATER-INSENSITIVE METHODS OF FORMING METAL OXIDE FILMS AND PRODUCTS RELATED THERETO“, eingereicht am 12. Juli 2018, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Metalloxidfilme und insbesondere auf wasserunempfindliche Verfahren zum Bilden solcher Filme und Produkte, die in Zusammenhang mit solchen Produkten stehen.
HINTERGRUND
Eine Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition - ALD) ähnelt herkömmlichen chemischen Gasphasenabscheidungsverfahren (Chemical Vapor Deposition - CVD), unterscheidet sich jedoch durch ihr selbstlimitierendes Wachstum an der Oberfläche des Substrats auf atomarer Ebene. ALD ist ein Verfahren, das Dünnschichten erzeugt, die extrem konform sind, sehr dicht sind und eine defektfreie Abdeckung bereitstellen. Ein vollständiger ALD-Zyklus wird häufig als eine Kombination aus zwei Teilreaktionen bezeichnet. Ein einzelner ALD-Zyklus schließt im Allgemeinen vier Schritte ein: (1) Exposition des Substrats gegenüber gasförmigen Vorläufermolekülen, die mit der Substratoberfläche oder anderen vorhandenen Molekülen auf der Oberfläche reagieren („reaktive Stellen“) - dies ist die erste Teilreaktion; (2) Spülen jeglicher Vorläufermoleküle, die nicht chemisch an die Oberfläche gebunden sind; (3) Einbringen von gasförmigen Reaktantenmolekülen, die mit den Vorläufermolekülen reagieren und auf der Oberfläche das gewünschte Molekül bilden - dies ist die zweite Teilreaktion; und (4) Spülen jeglicher nicht reagierter Reaktantenmoleküle und auch Spülen jeglicher Nebenprodukte der Reaktion, wodurch nur die gewünschten Moleküle auf der Oberfläche zurückbleiben, wie etwa ein Metalloxid.
Wasser ist ein gebräuchliches Reaktantenmolekül, welches in Schritt drei zum Ausführen der zweiten Teilreaktion verwendet wird. Beispielsweise ist Trimethylaluminium (TMA) mit Wasser hochreaktiv und bildet bei Kontakt mit Wasser leicht Aluminiumoxid. Somit können TMA-Moleküle während Schritt eins an reaktive Stellen chemisorbiert werden. In Schritt drei kann Wasser eingebracht werden und Aluminiumoxid an den reaktiven Stellen gebildet werden. Wenn jedoch molekulares Wasser vorhanden ist, wenn ein Substrat TMA ausgesetzt wird, dann tritt CVD-Aluminiumoxidwachstum statt selbstlimitiertem sequentiellem ALD-Wachstum auf.
Substrate werden in der Regel vor der ALD entgast und/oder getrocknet, um ein Ausgasen von Wasser während der ALD und die daraus resultierenden unerwünschten Reaktionen zu vermeiden. Wenn während der zweiten Teilreaktion Wasser erzeugt wird oder als Reaktantenmolekül verwendet wird, wird die Spülung in Schritt vier üblicherweise für einen ausreichend langen Zeitraum gewählt, um das nicht chemisorbierte Wasser von der Oberfläche des Substrats zu entfernen. Bei Niedrigtemperaturverfahren, wie etwa unterhalb von 300 °C, kann das Desorbieren des gesamten Wassers von der Oberfläche des Substrats eine erhebliche Zeit in Anspruch nehmen. Trocknen und Entgasen von Substraten und längere Spülzeiten erhöhen den Aufwand und verringern die Produktivität herkömmlicher ALD-Metalloxidbildungsprozesse.
Es besteht weiterhin Bedarf an wasserunempfindlichen ALD-Verfahren, die verwendet werden können, um Metalloxide in Gegenwart von Wasser wachsen zu lassen.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine Ausführungsform eines hierin offenbarten beschichteten Substrats.
2 veranschaulicht einen Querschnitt des rotierenden räumlichen ALD-Reaktors, der in bestimmten Experimenten verwendet wird.
3 veranschaulicht einen Querschnitt desselben in 2 veranschaulichten Reaktors, wobei für bestimmten Experimente jedoch absichtlich Wasserdampf in den Reaktor eingebracht wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Metalloxidfilme und insbesondere auf wasserunempfindliche Verfahren zum Bilden solcher Filme und Produkte, die in Zusammenhang mit solchen Produkten stehen.
In einigen Ausführungsformen von wasserunempfindlichen Verfahren zum Bilden eines Metalloxids auf einem Substrat umfassen die Verfahren das Einsetzen eines Substrats in einen Atomlagenabscheidungsreaktor (ALD-Reaktor) und das Durchführen mehrerer ALD-Zyklen, damit ein Metalloxid auf dem Substrat wächst. Die Verfahren schließen die Exposition des Substrats, während es sich in dem ALD-Reaktor befindet, gegenüber einem gasförmiger Metallvorläufer auf Aminobasis in Gegenwart von durch Trimethylaluminium (TMA) nachweisbarem Wasser ein (d. h., um den Metallvorläufer auf Aminobasis an reaktive Stellen zu chemisorbieren, um die erste Teilreaktion zu bewirken). Der Metallvorläufer auf Aminobasis schließt keine Alkoxygruppen ein, die direkt an das Metall gebunden sind. Die Verfahren schließen ferner die anschließende Exposition des Substrats gegenüber einem Oxidationsmittel und das Bilden des Metalloxids auf dem Substrat ein (d. h. zweite Teilreaktion). Die vorherigen Schritte werden wiederholt, damit der Metalloxidfilm auf dem Substrat wächst. Es ist zu beachten, dass eine Wachstumsrate des Metalloxidfilms auf ein Fehlen einer Reaktion zwischen dem Metallvorläufer auf Aminobasis und dem Wasser hindeutet. Somit kann der Metalloxidfilm mittels selbstlimitierender sequentieller ALD-Reaktionen in Gegenwart von Wasser wachsen.
Es birgt eine Reihe von Vorteilen, in der Lage zu sein, Metalloxidfilme mit Wasser, das während der Exposition gegenüber dem Metallvorläufer auf Aminobasis vorhanden ist, wachsen lassen zu können. Beispielsweise können feuchtigkeitsbeladene Substrate mit einem Metalloxid beschichtet werden, ohne dass die Substrate entgast oder getrocknet werden müssen. Auf den Metalloxiden können dann feuchtigkeitsempfindliche Filme abgeschieden werden. Ein weiteres Beispiel von Vorteilen ist, dass, da Wasser während der Exposition gegenüber gasförmigen Metallvorläufern auf Aminobasis vorhanden sein kann, Spülzeiten reduziert werden können, da es möglicherweise nicht erforderlich ist, das gesamte physisorbierte Wasser, das auf der Oberfläche des Substrats vorhanden ist, zu desorbieren. Darüber hinaus kann Wasserdampf absichtlich während der Exposition gegenüber gasförmigen Metallvorläufern auf Aminobasis eingebracht werden. Die absichtliche Wassereinbringung kann zum Beispiel verwendet werden, um Eigenschaften von Substratoberflächen (z. B. um die Anzahl der auf der Substratoberfläche vorhandenen Hydroxylgruppen zu erhöhen), ohne Bedenken hinsichtlich der Reaktivität mit dem Metallvorläufer auf Aminobasis, zu modifizieren.
Wie vorstehend erwähnt, schließt der Metallvorläufer auf Aminobasis keine Alkoxygruppen ein, die direkt an das Metall gebunden sind. Zudem schließt der Metallvorläufer auf Aminobasis in bestimmten Ausführungsformen keine Halogen- oder Halogenalkylgruppen ein, die direkt an das Metall gebunden sind. In bestimmten Ausführungsformen enthält der Metallvorläufer auf Aminobasis keine Alkoxygruppen, Halogengruppen oder Halogenalkylgruppen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „Alkoxy“ auf ein -O-Alkyl mit dem Sauerstoffatom als Anbindungspunkt an den Rest des Moleküls.
„Halogen“ bezieht sich auf Chlor-, Fluor-, Brom- oder Iodsubstituenten. Ebenso bezieht sich „Halogenalkyl“ auf eine Alkylgruppe, die mit einem oder mehreren Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jodatomen, z. B. Fluormethyl-, Difluormethyl-, Trifluormethyl-, Pentafluorethyl-, 1,1-Difluorethyl-, Chlormethyl-, Chlorfluormethyl- und Trichlormethylgruppen, substituiert ist.
Der Begriff „Alkyl“, wie er hierin alleinstehend oder als Teil einer anderen Gruppe verwendet wird, bezieht sich auf eine gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffgruppe mit einem Kohlenstoffatom als Anbindungspunkt an den Rest des Moleküls. Eine Alkylgruppe kann in unsubstituierter Form oder substituiert mit einem oder mehreren Substituenten vorliegen, zusätzlich zu einem genannten Teil einer anderen Gruppe (z. B. zusätzlich zu einem Halogensubstituenten). Beispiele für Alkylgruppen sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, sec-Butyl, fe/f-Butyl, 3-Pentyl, Hexyl, Ethenyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, 2-Methyl-1-propenyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl, Ethinyl, 1-Propinyl, 1-Methyl-2-propinyl, 2-Propinyl, 1-Butinyl und 2-Butinyl, die jeweils wahlweise durch einen oder mehrere Substituenten substituiert sein können.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „Amino“ auf eine -NR^xR^y -Gruppe, wobei das Stickstoffatom der Anbindungspunkt an den Rest des Moleküls ist. In bestimmten Ausführungsformen sind R^x und R^y nicht besonders eingeschränkt. Zum Beispiel können R^x und R^y unabhängig voneinander Wasser, ein beliebiger organischer Substituent, ein anderes Metallatom (z. B. ein anderes Siliciumatom) oder miteinander verbunden sein, um eine Ringstruktur zu bilden. Außerdem können alle vorstehenden Beispiele für R^x und R^y weiter substituiert werden. Trotzdem sind in bestimmten Ausführungsformen R^x und R^y unabhängig voneinander entweder Wasser oder Alkyl (einschließlich unsubstituiertem Alkyl und gesättigtem unsubstituiertem Alkyl), wie etwa in bestimmten Ausführungsformen, in denen der Stickstoff der Aminogruppe direkt an ein Siliciumatom gebunden ist.
Es versteht sich, dass das Metall des Metallvorläufers auf Aminobasis die Art des gebildeten Metalloxids bestimmt. In bestimmten Ausführungsformen schließt der Metallvorläufer auf Aminobasis einen Siliciumvorläufer auf Aminobasis ein, und der resultierende Metalloxidfilm umfasst einen Siliciumdioxidfilm. Insbesondere kann der Siliciumvorläufer auf Aminobasis mindestens ein Stickstoffatom (d. h. einen Aminostickstoff) umfassen, das direkt an ein Siliciumatom gebunden ist. Zusätzlich kann das Siliciumatom ferner nur direkt an Atome gebunden sein, die unabhängig von anderen Stickstoffatomen (z. B. zusätzlichen Aminogruppen), anderen Siliciumatomen oder Wasserstoffatomen ausgewählt sind. Noch spezieller kann das Siliciumatom ferner nur direkt an Atome gebunden sein, die unabhängig von anderen Stickstoffatomen oder anderen Siliciumatomen gewählt sind.
Zu Beispielen für Siliciumvorläufer auf Aminobasis gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, SAM-24 (Air Liquide), auch bekannt als Bisdiethylaminosilan (BDEAS), ORTHRUS (Air Liquide), Trisdiethylaminosilan (TDMAS oder 3DMAS), Bistertbutylaminosilan (BTBAS), Diisopropylaminosilan (DIPAS) und Bisdiisopropylaminosilan (BDIPADS), eine Dimer-Version von DIPAS. Andere Beispiele für Siliciumvorläufer auf Aminobasis schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Trisilylamin (TSA), Neopentasilan, N(SiH₃)₃ und Tris(isopropylamino)silan (TIPS).
Metallvorläufer auf Aminobasis, einschließlich Siliciumvorläufer auf Aminobasis, können mit Wasser reaktiv sein. Zum Beispiel ist bekannt, dass BDEAS leicht mit flüssigem Wasser reagiert, um Diethylamin zu erzeugen. Es wurde festgestellt, dass feuchtigkeitsreaktive Metallverbindungen auf Aminobasis, wie etwa feuchtigkeitsreaktive Siliciumverbindungen auf Aminobasis, in gasförmigem Zustand als ALD-Vorläufer in der Gegenwart von Wasserdampf verwendet werden können, ohne mit dem Wasser zu reagieren. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass feuchtigkeitsreaktive Metallvorläufer auf Aminobasis, in gasförmigem Zustand und bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur nicht ohne weiteres mit in dem ALD-Reaktor vorhandenem Wasserdampf reagieren. Dies gilt insbesondere für feuchtigkeitsreaktive Metallvorläufer auf Aminobasis, bei denen der Stickstoff der Aminogruppe direkt an ein Siliciumatom gebunden ist. Dementsprechend kann in einigen Ausführungsformen der Reaktorkammerdruck bei weniger als 50 Torr gehalten werden, wie etwa als nicht einschränkendes Beispiel bei 4 mTorr bis 40 Torr.
„TMA-nachweisbares Wasser‟, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Wassermenge, die ausreicht, um einen nachweisbaren Aluminiumoxidfilm zu bilden, wenn TMA vorhanden wäre. Somit bezieht sich der Begriff nicht auf eine bestimmte Menge Wasser, aber erfordert mindestens eine minimale Menge an Wasser, um einen Aluminiumoxidfilm zu erzeugen, wenn das Wasser mit TMA umgesetzt wurde. „TMA-nachweisbares Wasser“ kann bestimmt werden, indem eine Probe des Substrats in den ALD-Reaktor gegeben wird und das Substrat anstelle des Metallvorläufers auf Aminobasis TMA ausgesetzt wird. Bildet sich auf dem Probensubstrat oder einer der Reaktoroberflächen ein Aluminiumoxidfilm, so liegt TMA-nachweisbares Wasser vor. Wenn sich kein Film bildet, liegt kein TMA-nachweisbares Wasser vor. Ein Aluminiumoxidfilm kann auf verschiedene Weise nachgewiesen werden, wie etwa durch Beobachten des sichtbaren Wachstums eines Aluminiumoxidfilms auf den Innenflächen des Reaktors. Quantitative Ansätze schließen die Verwendung von Ellipsometrie oder optischen Interferenzmessungen auf einem glatten Substrat ein, um das Vorhandensein und die Dicke eines Aluminiumoxidfilms festzustellen. Auch chemische Analysen, wie etwa die Verwendung von RBS, sind mögliche Nachweisverfahren. Weiterhin unterscheidet sich „TMA-nachweisbares Wasser“ von Reaktorbedingungen, bei denen kein Wasser vorhanden ist oder in Mengen vorhanden ist, die für ein ALD-Verfahren mittels TMA tolerierbar wären.
Die hierin offenbarten Ausführungsformen können in Abwesenheit von Wasser verwendet werden, jedoch besteht einer der Vorteile der hierin offenbarten Verfahren darin, dass die Exposition des gasförmigen Metallvorläufers auf Aminobasis in Gegenwart von Wasser durchgeführt werden kann. Somit können die hierin offenbarten Ausführungsformen mit feuchtigkeitsbeladenen Substraten verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Substrat, das erhebliche Mengen an Wasser enthält, beschichtet werden (wie etwa ein unbegastes oder teilweise entgastes Substrat), obwohl das Substrat während des ALD-Prozesses TMA-nachweisbare Mengen an Wasser ausgasen kann. Beispiele für signifikante Mengen an Wasser in einem feuchtigkeitsbeladenen Substrat schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen Wassergehalt von mindestens 0,001 Vol.-% oder mindestens 0,01 Vol.-% der Volumenstruktur des Substrats, in Bauelementen in oder auf der Volumenstruktur des Substrats, oder beides ein. „Feuchtigkeitsbeladenes Substrat“, wie der Begriff hierin verwendet wird, schließt kein Substrat ein, in dem flüssiges Wasser vorhanden ist. Somit kann in einigen Ausführungsformen ein feuchtigkeitsbeladenes Substrat höchstens 5 Vol.-% Wasser aufweisen (z. B. 0,001 % bis 5 %, 0,01 % bis 5 %, 0,1 % bis 5 % oder 0,1 % bis 3 %).
Viele Arten von feuchtigkeitsbeladenen Substraten könnten von den hierin offenbarten Verfahren profitieren. Beispielsweise weisen Leiterplatten (PCB) häufig temperaturempfindliche Bauelemente in der oder auf der Massenstruktur der PCB auf. Vor dem Verkapseln der PCB, wie etwa mit Parylenen, ist es in der Regel notwendig, die Leiterplatten zu entgasen, um das in der Massenstruktur und in den Bauelementen vorhandene Wasser zu entfernen. Bei den niedrigen Temperaturen (z. B. 50° - 100 °C), die erforderlich sind, um eine Beschädigung der Bauelemente zu vermeiden, kann das Entgasen sehr lange dauern. Alternativ ist es unter Verwendung der hierin offenbarten Verfahren möglicherweise nicht erforderlich, die PCB vor der Verkapselung zu entgasen. Eine Dünnschicht eines Metalloxids, wie etwa Siliciumdioxid, kann auf den PCBs wachsen gelassen werden und Feuchtigkeit wirksam innerhalb der PCB versiegeln.
In einem anderen Beispiel könnten die hierin offenbarten Verfahren zum Bilden einer optischen Beschichtung auf Polymerlinsen verwendet werden. Eine Dünnschicht eines Metalloxids, wie etwa Siliciumdioxid, kann auf den Polymerlinsen wachsen gelassen werden und Feuchtigkeit wirksam innerhalb der Polymerlinsen versiegeln. Feuchtigkeitsempfindliche Filme mit gewünschten optischen Eigenschaften könnten dann auf den Polymerlinsen abgeschieden werden.
In noch einem weiteren Beispiel kann es schwierig sein, poröse Membrane zu entgasen, aber es kann wünschenswert sein, feuchtigkeitsempfindliche Filme, wie etwa Metalloxide, auf den porösen Membranen abzuscheiden. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, Metalloxide auf porösen Polymermembranen für Batterieseparatoren abzuscheiden. Solche Membranen können beispielsweise mikroporös sein und eine Volumenstrukturdicke von bis zu einem Millimeter aufweisen, wie etwa 8 Mikrometer bis 50 Mikrometer. Derartige poröse Polymermembranen werden üblicherweise in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt. Weiterhin kann das Polymer temperaturempfindlich sein. Der Zeit- und Raumbedarf für die Entgasung solcher poröser Polymermembranen kann erheblich sein. Unter Verwendung der hierin offenbarten Verfahren können Metalloxidfilme, wie etwa Siliciumdioxid, auf den porösen Polymermembranen gebildet werden, ohne dass die Membranen entgast oder getrocknet werden müssen, wodurch erhebliche Kosten gespart werden, die Gesamtprozesszeit reduziert wird und der Produktionsdurchsatz der Substrate erhöht wird.
Das TMA-nachweisbare Wasser, das vorhanden ist, während das Substrat dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis ausgesetzt wird, kann Restwasser einschließen, das in dem ALD-Reaktor, beispielsweise aus einem vorherigen Verfahrensschritt, vorhanden ist. Somit kann das Substrat trocken oder feuchtigkeitsbeladen sein, aber es ist Restwasser im ALD-Reaktor vorhanden. Zum Beispiel kann während Schritt drei des ALD-Zyklus (d. h. während der zweiten Teilreaktion) Wasser ein Oxidationsmittel sein oder kann durch die zweite Teilreaktion erzeugt werden. Die Spülzeit von Schritt vier des ALD-Zyklus kann auf eine Zeitdauer verkürzt werden kann, die ausreicht, um Nicht-Wasser-Produkte in der Nähe von dem oder auf dem Substrat zu entfernen; die Spülzeit kann jedoch so gewählt werden, dass sie nicht ausreicht, um physisorbiertes Wasser von dem Substrat unterhalb von TMA-nachweisbaren Niveaus zu desorbieren. Dies kann besonders für Niedrigtemperatur-ALD-Prozesse (Temperaturen unter 300 °C) vorteilhaft sein, bei denen die für das Desorbieren von physisorbiertem Wasser erforderliche Zeit erheblich wird. Zum Beispiel nimmt die Zeit zum Entfernen von Wasser exponentiell zu, wenn die Temperatur unter 100 °C sinkt. Somit können unter Verwendung der hierin offenbarten Verfahren bei niedrigen Temperaturen immer noch kurze Spülzeiten verwendet werden, was die Produktivität und den Durchsatz erhöht.
Das Restwasser kann auch durch Exposition der Reaktoreinbauten gegenüber Umgebungsluft vorhanden sein. Beispielsweise kann Wasserdampf zeitweilig vorhanden sein, nachdem die inneren Teile des Reaktors während einer Entlüftung und/oder eines Austauschs von Substraten der Umgebungsraumluft ausgesetzt wurden. In solchen Situationen kann wasserhaltige Luft in eingeschlossenen Innenvolumina nur langsam abgepumpt werden, so dass Restwasserdampf zeitweilig im Reaktor verbleibt. Außerdem kann sich an Innenflächen des Reaktors physisorbiertes Wasser nach Exposition gegenüber Umgebungsluft langsam von den Oberflächen ablösen. Dies gilt insbesondere für niedrige Reaktortemperaturen. Für wasserempfindliche Prozesse, wie etwa TMA-basierte Al₂O₃-Abscheidung, bedeutet dies, dass nach Erreichen des erforderlichen Prozessdrucks vor Beginn des Durchgangs eine längere Pumpzeit und/oder Vorwärmung erforderlich ist. Diese längere Pump-/Erwärmungszeit ist für die hierin offenbarten Verfahren unter Verwendung von Metallvorläufern auf Aminobasis, wie etwa Siliciumvorläufern auf Aminobasis, nicht erforderlich.
Das TMA-nachweisbare Wasser, das während der Exposition des Substrats gegenüber dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis vorhanden ist, kann Wasserdampf einschließen, der absichtlich während der Exposition gegenüber dem gasförmigen Metallvorläufers auf Aminobasis eingebracht wird. Wie zuvor erörtert, kann absichtliche Wassereinbringung zum Beispiel verwendet werden, um Eigenschaften von Substratoberflächen zu modifizieren, ohne Bedenken hinsichtlich der Reaktivität mit dem gasförmigen Metallvorläufers auf Aminobasis haben zu müssen.
Unabhängig davon, ob der Wasserdampf aus der Entgasung stammt, als Rest aus einem vorherigen Verfahrensschritt oder aus der Umgebungsluft vorhanden ist oder absichtlich eingebracht wurde, nicht einschränkende Beispiele für vorhandenes TMA-nachweisbares Wasser schließen Wasserdampf mit einem Partialdruck von mindestens 10^-5 Torr oder mindestens 10^-3 Torr ein.
Die anschließende Exposition des Substrats gegenüber dem Oxidationsmittel (d. h. Schritt drei des ALD-Zyklus und der zweiten Teilreaktion) kann eine Exposition des Substrats gegenüber einem sauerstoffhaltigen Plasma einschließen. Das sauerstoffhaltige Plasma schließt eine aktivierte Sauerstoffspezies ein.
Wie es sich verstehen sollte, werden Sauerstoffatome, die in dem Metalloxid enthalten sind, durch Reaktion des Oxidationsmittels (z. B. aktivierten Sauerstoffspezies) bereitgestellt. Das heißt, dass das der Oberfläche des Substrats zugeführte Oxidationsmittel mit chemisorbierten Metallspezies (z. B. Siliciumspezies) reagiert.
Das Oxidationsmittel kann ein Gemisch sein oder im Wesentlichen aus einer einzigen Verbindung bestehen. In einigen Ausführungsformen wird ein Oxidationsmittel ausgewählt, das eine deaktivierte Form aufweist, gegenüber der die Metallvorläufer unempfindlich sind, so dass eine Vermischung des deaktivierten Oxidationsmittels mit einem anderen Vorläufer nicht zu einer zufälligen Film- und/oder Partikelbildung führt. Anders ausgedrückt kann die Oxidationsmittelquelle so ausgewählt werden, dass das Oxidationsmittel (z. B. aktivierte Sauerstoffspezies) mit dem chemisorbierten Metall reaktiv ist, während die Oxidationsmittelquelle dies nicht ist, wie in US-Patent Nr. 8,187,679 , dessen Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Oxidationsmittel Sauerstoffradikale einschließen, die durch Plasmaaktivierung der Oxidationsmittelquelle erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein Plasma, das mit einem sauerstoffhaltigen Gas gespeist wird, das hauptsächlich aus trockener Luft besteht (einschließlich trockener Luft, die aus einer Mischung aus Stickstoff- und Sauerstoffgasen synthetisiert ist), Sauerstoffradikale erzeugen. Andere nicht einschränkende Beispiele für gasförmige Oxidationsmittelquellen schließen eines oder mehrere von Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂) und Mischungen aus Stickstoff (N₂) und Kohlendioxid ein. In einigen Ausführungsformen kann ein sauerstoffhaltiges Plasma unmittelbar mit dem Substrat in Kontakt treten (z. B. einem Direktplasma). Indirekte (z. B. Remote-Plasma) Aktivierung und Zufuhr von Sauerstoffradikalen zur Substratoberfläche kann in einigen Ausführungsformen eingesetzt werden.
Andere Energiequellen der Radikalaktivierung und Plasmazündungs-/-stabilisierungsgase können ebenfalls als Oxidationsmittel eingesetzt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In einigen Ausführungsformen können aktivierte Sauerstoffspezies, einschließlich Ozon (O₃), entfernt von dem oder in der Nähe des Substrats von einer Oxidationsmittelquelle erzeugt werden. In einigen Ausführungsformen können aktivierte Sauerstoffspezies durch thermisches Zersetzen oder Cracken einer Oxidationsmittelquelle erzeugt werden. Wasserstoffperoxid (H₂O₂) ist ein nicht einschränkendes Beispiel einer Oxidationsmittelquelle, die in einem thermisch aktivierten ALD-Prozess verwendet werden kann. Aus Wasserstoffperoxid erzeugte Sauerstoffradikale können mit chemisorbierten Metallspezies reagieren, um ein Metalloxid zu bilden. In einigen dieser Ausführungsformen kann H₂O₂ mit Wasser (H₂O) als Wasserdampf gemischt werden, um die Konzentration von Sauerstoffradikalen durch Verschieben des kinetischen Gleichgewichts des Radikalbildungsprozesses zu ändern.
Wenn das Oxidationsmittel ein sauerstoffhaltiges Plasma ist, kann es möglich sein, die hierin offenbarten Verfahren bei niedrigen Temperaturen (z. B. weniger als 300 °C) durchzuführen. Dies kann für temperaturempfindliche Substrate von Vorteil sein. Die hierin offenbarten Verfahren können das Halten des ALD-Reaktors bei einer Temperatur von weniger als 300 °C einschließen, einschließlich weniger als 200 °C, weniger als 150 °C, weniger als 100 °C oder weniger als 50 °C. Wie zuvor erörtert, wird es bei Temperaturen unter 100 °C schwierig, an der Oberfläche des Substrats sorbiertes Wasser zu entfernen. Restwasser ist jedoch, wie zuvor erörtert, für die hierin offenbarten Verfahren unproblematisch. Daher können temperaturempfindliche Substrate bei niedrigen Temperaturen und in Gegenwart von Restwasser mit Metalloxiden beschichtet werden.
Die ALD-Reaktoren, die zur Durchführung der hierin offenbarten Verfahren verwendet werden, können Pulsreaktoren oder räumliche ALD-Reaktoren sein. Die US-Patente Nr. 8,187,679 , 8,202,366 und 9,297,076 , deren Inhalte jeweils durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind, offenbaren Ausführungsformen räumlicher ALD-Reaktoren, die in den hierin offenbarten Verfahren verwendet werden könnten. Das US-Patent Nr. 4,058,430 , dessen Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, offenbart Ausführungsformen von Pulsreaktoren, die in den hierin offenbarten Verfahren verwendet werden könnten.
Die Fähigkeit, ein Metalloxid, wie etwa Siliciumdioxid, auf einem feuchtigkeitsbeladenen Substrat wachsen zu lassen, kann vorteilhaft sein, wenn es wünschenswert ist, einen feuchtigkeitsempfindlichen Film auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat abzuscheiden. Ein feuchtigkeitsbeladenes Substrat kann mit dem Metalloxid und dann mit dem auf dem Metalloxid gebildeten feuchtigkeitsempfindlichen Film beschichtet werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich ein „feuchtigkeitsempfindlicher Film“ auf einen Film, der nach seiner Herstellung wasserreaktiv ist oder in Gegenwart von Wasser eine unerwünschte Änderung der Eigenschaften erfährt. Ein „feuchtigkeitsempfindlicher Film“ bezieht sich auch auf einen Film, die sich aus Materialien ergibt, die zum Bilden des Films verwendet werden, wobei die Materialien unter den zum Bilden des Films genutzten Bedingungen wasserreaktiv sind. Anders ausgedrückt gilt der resultierende Film auch dann als wasserempfindlich, wenn die endgültige Form des Films nicht wasserempfindlich ist, das Verfahren zur Herstellung des Films jedoch wasserempfindlich ist.
In einigen Ausführungsformen schließen Verfahren zum Bilden eines feuchtigkeitsempfindlichen Films auf einem feuchtigkeitsbeladenen Substrat das Bereitstellen eines feuchtigkeitsbeladenen Substrats ein, das Wachsen eines Metalloxidfilms auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat unter Verwendung von Atomlagenabscheidung (ALD) mit einem Metallvorläufer auf Aminobasis, der frei von Alkoxygruppen (und wahlweise Halogen- oder Halogenalkylgruppen) ist, die direkt an das Metall gebunden sind oder wahlweise nicht einmal in dem Molekül vorhanden sind, und dann ein Abscheiden eines feuchtigkeitsempfindlichen Films auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat. Die hierin offenbarten Verfahren, um das Metalloxid wachsen zu lassen, können verwendet werden. Das Abscheiden des feuchtigkeitsempfindlichen Films kann das Wachsen des feuchtigkeitsempfindlichen Films unter Verwendung von ALD oder CVD, Laminieren, Bürsten, Tauchbeschichten, Sputtern oder Kombinationen davon, einschließen. Ein Fachmann, der mit dieser Offenbarung vertraut ist, wird verstehen, dass es eine Vielzahl von nach dem Stand der Technik bekannten Methoden gibt, um Filme abzuscheiden, die feuchtigkeitsempfindlich sein können.
Beschichtete Substrate, die durch die hierin offenbarten Verfahren hergestellt werden, werden ebenfalls durch diese Offenbarung in Betracht gezogen. Zum Beispiel veranschaulicht 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines beschichteten Substrats 100. Das beschichtete Substrat 100 schließt ein feuchtigkeitsbeladenes Substrat 10 ein. Die Massenstruktur 10a des feuchtigkeitsbeladenen Substrats 10 schließt ein Bauelement 10b, das sich in der Massenstruktur 10a befindet, und ein zusätzliches Bauelement 10c, das sich auf der Massenstruktur 10a befindet, ein. Ein Metalloxidfilm 20, der auf der oberen Oberfläche des feuchtigkeitsbeladenen Substrats 10 gewachsen ist, entspricht der Topologie der oberen Oberfläche des feuchtigkeitsbeladenen Substrats 10. Ein feuchtigkeitsempfindlicher Film 30 wird auf dem Metalloxidfilm 20 abgeschieden. In der dargestellten Ausführungsform entspricht der feuchtigkeitsempfindliche Film 30 der Topologie des Metalloxidfilms 20. Es versteht sich jedoch, dass, je nach dem für den feuchtigkeitsempfindlichen Film 30 verwendeten Abscheidungsverfahren, der Film dem Metalloxidfilm 20 entsprechen kann oder nicht.
BEISPIEL - ALP von SiO₂ mittels eines Aminosilans in Gegenwart von Wasser
2 veranschaulicht einen Querschnitt des rotierenden räumlichen ALD-Reaktors 200, der in den Experimenten verwendet wird. Der Reaktor 200 schließt eine beheizte Platte 120, Seitenwände 130 und einen beheizten Deckel 140 ein, die eine Kammer 150 definieren. Substrate 110 befanden sich in Umfangsrichtung auf der oberen Oberfläche der beheizten Platte 120. Der Reaktor 200 war ein „Warmwand“-Reaktor, insofern als die Temperatur der Substrate 110 höher war als die Temperatur der Seitenwände 130. Barrieren 160 trennten einen Plasmabereich 170 von einem Vorläuferbereich 180. Ein Direktplasma 172 wurde von einem Plasmagenerator 171 erzeugt. Die Substrate 110 wurden durch Drehung der beheizten Platte 120 gedreht, um eine sequenzielle Exposition gegenüber einem Metallvorläufer auf Aminobasis und Plasma 172 bereitzustellen. Die Anzahl der Umdrehungen definierte die Anzahl der ALD-Zyklen. In der für diese Untersuchung verwendeten Konfiguration wurde das Prozessgas in den Plasmabereich 170 der Kammer 150 eingebracht. Pumpen wurde nur auf den Vorläuferbereich 180 angewendet. Dadurch wurde sichergestellt, dass alle in der Kammer 150 vorhandenen Prozessgase und Hintergrunddämpfe den Vorläuferbereich 180 passieren, bevor sie aus dem Reaktor 200 austreten.
In den ersten beiden Fällen wurde absichtlich kein Wasserdampf eingebracht, und daher war der einzige eventuell vorhandene Wasserdampf auf Hintergrund-Wasserdampf zurückzuführen, der bei der vorherigen Kammerentlüftung in die Atmosphäre eingebracht wurde.
Für die zweiten beiden Fälle (Fälle 3 und 4) wurde eine Wasserquelle für einen Dampfauszug in den Mittelbereich 190 des Reaktors 200 eingelassen, wie in 3 veranschaulicht. Die in die Kammer eingebrachte Menge an Wasserdampf wurde mittels eines Nadelventils in der Druckleitung (nicht gezeigt) variiert.
In diesen Experimenten wurden S1O2-Filme mit verschiedenen Mengen von in dem Vorläuferbereich 180 vorhandenem Wasser abgeschieden, wie in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1

Reaktortrocknungszeit Durch Wasserquelle eingebrachtes Wasser

Fall 1 1,5 Stunden 0

Fall 2 1 Minute 0

Fall 3 > 30 Minuten 1 mTorr

Fall 4 > 30 Minuten 10 mTorr
Die Reaktortrocknungszeit ist die Zeit nach dem Abpumpen der Kammer 150 auf Betriebsdruck vor Beginn des Abscheidungsprozesses. Dies kann auch als „Ausbackzeit“ bezeichnet werden, die dazu dient, das auf den Innenflächen vorhandene Hintergrundwasser zu desorbieren und abzupumpen. Der Druck des gezielt eingebrachten Wassers gibt den Anstieg des Gesamtdrucks beim Einbringen des Wasserdampfs an, d. h. den Partialdruck des während der Abscheidung vorhandenen Wassers.
Für alle Durchläufe wurden weitere Prozessgrößen konstant gehalten:

• Substrattemperatur 100 °C
• Siliciumvorläufer Bisdiethylaminosilan (BDEAS) (auch bekannt als SAM-24 von Air Liquide), Dampfauszug, erwärmt auf ~55 °C
• Sauerstoffprozessgas, 2 SLM-Durchflussrate, Druck - 1,2 Torr
• DC-Diodenplasma, 1,5 Ampere Stromstärke (~450 V)
• 1.000 Runden (ALD-Zyklen) bei einer Drehzahl von 150 U/min (2,5 Zyklen pro Sekunde)

Um das relative ALD-Verhalten und die Filmqualität zu vergleichen, wurden die Wachstumsrate pro Zyklus, der Brechungsindex und die Nass-Ätzrate verglichen und sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2

	ALD-Wachstumsrate	Brechungsindex bei 633 nm	Nass- Ätzrate
Fall 1	0,11 nm/Zyklus	1,45	51 nm/min
Fall 2	0,11 nm/Zyklus	1,45	53 nm/min
Fall 3	0,11 nm/Zyklus	1,45	51 nm/min
Fall 4	0,12 nm/Zyklus	1,45	51 nm/min

Der Brechungsindex wurde mittels Ellipsometrie mit einem Rudolph EL III Ellipsometer bestimmt. Die Nass-Ätzrate wurde durch Ätzen der nominal 113 bis 115 nm dicken Filme für 1 Minute in verdünnter Flusssäure, 50:1 Verdünnung in Wasser (1 % absolute HF-Konzentration) bestimmt. Die Filme wurden dann erneut mit dem Ellipsometer vermessen, um die Menge an geätztem S1O2 zu bestimmen.
Die ALD-Wachstumsrate, der Brechungsindex und die Nass-Ätzrate für die in den jeweiligen Fällen hergestellten Filmen zeigen an, dass in den Fällen 3 und 4 ALD stattgefunden hat, obwohl während der Exposition gegenüber dem Siliciumvorläufer auf Aminobasis Wasser vorhanden war. Außerdem weisen die Daten daraufhin, dass die Qualität der in den Fällen 3 und 4 hergestellten Filmen gleichwertig mit der Qualität der in den Fällen 1 und 2 hergestellten Filmen war. Brechungsindex und Nass-Ätzrate sind indirekte Messgrößen für die Filmqualität. Brechungsindex und Nass-Ätzrate sind relative Indikatoren der Filmdichte. Wenn in den Fällen 3 und 4 ein CVD aufgetreten wäre, hätte die Dichte der hergestellten Filme wahrscheinlich abgenommen, was zu einer Verringerung der Filmqualität geführt hätte. Wenn die Dichte der Filme abgenommen hätte, dann wäre der Brechungsindex wahrscheinlich geringer und die Nass-Ätzrate wahrscheinlich höher als die, die für die in den Fällen 1 und 2 hergestellten Filme beobachtet wurde. Da sich für die Fälle 3 und 4 der Brechungsindex und die Nass-Ätzrate für die Filme nicht von dem für die in den Fällen 1 und 2 hergestellten Filme unterschieden, deutete dies daraufhin, dass die Dichte der in allen vier Fällen hergestellten Filme ähnlich war. Dies deutet daher daraufhin, dass die Qualität der in allen vier Fällen hergestellten Filme ähnlich war.
Für den Fachmann wird es auf der Hand liegen, dass viele Änderungen an den Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen vorgenommen werden können, ohne von den zugrundeliegenden Prinzipien der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62697116 [0001]
US 8187679 [0029, 0033]
US 8202366 [0033]
US 9297076 [0033]
US 4058430 [0033]

Claims

Wasserunempfindliches Verfahren zum Bilden eines Metalloxids auf einem Substrat, das Verfahren umfassend: Einsetzen eines Substrats in einen Atomlagenabscheidungsreaktor (ALD-Reaktor); Exposition des Substrats, während es sich in dem ALD-Reaktor befindet, gegenüber einem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis in Gegenwart von durch Trimethylaluminium (TMA) nachweisbarem Wasser, wobei der Metallvorläufer auf Aminobasis keine Alkoxygruppen einschließt, die direkt an das Metall gebunden sind; anschließende Exposition des Substrats gegenüber einem Oxidationsmittel und Bilden eines Metalloxids auf dem Substrat; und Wiederholen der vorhergehenden Schritte, um einen Metalloxidfilm auf dem Substrat wachsen zu lassen, wobei eine Wachstumsrate des Metalloxidfilms auf ein Fehlen einer Reaktion zwischen dem Metallvorläufer auf Aminobasis und dem Wasser hindeutet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die anschließende Exposition des Substrats gegenüber einem Oxidationsmittel die Exposition des Substrats gegenüber einem Plasma umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Plasma ein sauerstoffhaltiges Plasma umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das in den ALD-Reaktor eingebrachte Substrat ein Substrat umfasst, das signifikante Mengen an Wasser, wie etwa mindestens 0,001 Vol.-% oder mindestens 0,01 Vol.-% einer Massenstruktur des Substrats, in Bauelementen in oder auf der Massenstruktur des Substrats oder beidem, enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das TMA-nachweisbare Wasser, das während der Exposition des Substrats gegenüber dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis vorhanden ist, Wasser umfasst, das aus dem Substrat ausgegast wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das TMA-nachweisbare Wasser, das während der Exposition des Substrats gegenüber dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis vorhanden ist, Restwasser umfasst, das in dem ALD-Reaktor vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, vor der Exposition des Substrats gegenüber dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis, eine Exposition des Substrats gegenüber einem Spülgas für eine Zeitdauer, die nicht ausreicht, um Wasser von dem Substrat unterhalb des durch TMA-nachweisbaren Niveaus desorbieren zu lassen, wodurch Restwasser in dem ALD-Reaktor vorhanden ist, während das Substrat dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis ausgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das TMA-nachweisbare Wasser, das während der Exposition des Substrats gegenüber dem gasförmigen Metallvorläufer auf Aminobasis vorhanden ist, gesondert eingebrachten Wasserdampf umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das TMA-nachweisbare Wasser Wasserdampf mit einem Partialdruck von mindestens 10^-5 Torr oder mindestens 10^-3 Torr umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Substrat ein temperaturempfindliches Substrat umfasst und ferner umfassend das Halten des ALD-Reaktors bei einer Temperatur von weniger als 300 °C, einschließlich weniger als 200 °C, weniger als 150 °C, weniger als 100 °C oder weniger als 50 °C.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, wobei der Metallvorläufer auf Aminobasis keine Halogen- oder Halogenalkylgruppen, die direkt an das Metall gebunden sind, einschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, wobei der Metallvorläufer auf Aminobasis keine Alkoxygruppen, Halogengruppen oder Halogenalkylgruppen einschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei der Metallvorläufer auf Aminobasis einen Siliciumvorläufer auf Aminobasis umfasst und wobei der Metalloxidfilm einen Siliciumdioxidfilm umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Siliciumvorläufer auf Aminobasis mindestens ein Stickstoffatom umfasst, das direkt an ein Siliciumatom gebunden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Siliciumatom ferner nur an Atome direkt gebunden ist, die unabhängig voneinander aus anderen Stickstoffatomen, anderen Siliciumatomen oder Wasserstoffatomen gewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Siliciumatom ferner nur an Atome direkt gebunden ist, die unabhängig voneinander aus anderen Stickstoffatomen oder anderen Siliciumatomen gewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Siliciumvorläufer auf Aminobasis gewählt ist aus Bisdiethylaminosilan (BDEAS), ORTHRUS, Trisdiethylaminosilan (TDMAS oder 3DMAS), Bistertbutylaminosilan (BTBAS), Diisopropylaminosilan (DIPAS), Bisdiisopropylaminodisilan (BDIPADS), Trisilylamin (TSA), Neopentasilan, N(SiH₃)₃ und Tris(isopropylamino)silan (TIPAS).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Siliciumvorläufer auf Aminobasis gewählt ist aus Bisdiethylaminosilan (BDEAS), ORTHRUS, Trisdiethylaminosilan (TDMAS oder 3DMAS), Bistertbutylaminosilan (BTBAS), Diisopropylaminosilan (DIPAS) und Bisdiisopropylaminodisilan (BDIPADS).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-18, wobei der ALD-Reaktor einen Pulsreaktor oder einen räumlichen ALD-Reaktor umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-19, ferner umfassend, nach dem Wachsen des Metalloxidfilms, Abscheiden eines feuchtigkeitsempfindlichen Films auf dem Metalloxidfilm.
Substrat, beschichtet mit einem Metalloxidfilm, hergestellt mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-20.
Verfahren zum Bilden eines feuchtigkeitsempfindlichen Films auf einem feuchtigkeitsbeladenen Substrat, das Verfahren umfassend: Bereitstellen eines feuchtigkeitsbeladenen Substrats; Wachsen eines Metalloxidfilms auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat mittels Atomlagenabscheidung (ALD) mit einem Metallvorläufer auf Aminobasis, der frei von Alkoxygruppen ist, die direkt an das Metall gebunden sind; und Abscheiden eines feuchtigkeitsempfindlichen Films auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Wachsen des Metalloxidfilms die Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-20 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei das Abscheiden des feuchtigkeitsempfindlichen Films das Wachsen des feuchtigkeitsempfindlichen Films mittels ALD, chemischer Gasphasenabscheidung, Laminierung, Bürsten, Tauchbeschichten, Sputtern oder Kombinationen davon umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22-24, wobei das feuchtigkeitsbeladene Substrat einen Wassergehalt von mindestens 0,001 Vol.-% oder mindestens 0,01 Vol.-% einer Massenstruktur des Substrats, in Bauelementen in oder auf der Massestruktur des Substrats, oder beidem, zu Beginn des Wachsens des Metalloxidfilms auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat aufweist.
Feuchtigkeitsbeladenes Substrat, beschichtet mit einem wasserreaktiven Film, der mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 22-25 hergestellt wurde.
Beschichtetes Substrat, umfassend: ein feuchtigkeitsbeladenes Substrat; einen Metalloxidfilm, der auf dem feuchtigkeitsbeladenen Substrat gewachsen ist; und einen feuchtigkeitsempfindlichen Film, der auf dem Metalloxidfilm abgeschieden ist.
Beschichtetes Substrat nach Anspruch 27, wobei das feuchtigkeitsbeladene Substrat einen Wassergehalt von mindestens 0,001 Vol.-% oder mindestens 0,01 Vol.-% einer Massenstruktur des Substrats, in Bauelementen in oder auf der Massenstruktur des Substrats oder beidem, aufweist.