Атомно-слоевая эпитаксия

Атомно-слоевая эпитаксия (ALE), ^[1] более известный как атомно-слоевое осаждение (ALD), ^[2] представляет собой специализированную форму роста тонких пленок ( эпитаксии обычно наносятся чередующиеся монослои ), при которой на подложку двух элементов. Полученная структура кристаллической решетки является тонкой, однородной и соответствует структуре подложки. Реагенты подаются на подложку в виде чередующихся импульсов с «мертвым» временем между ними. ALE использует тот факт, что поступающий материал прочно связывается до тех пор, пока не будут заняты все места, доступные для хемосорбции. Мертвое время используется для промывки избыточного материала. Он в основном используется в производстве полупроводников для выращивания тонких пленок толщиной в нанометровом масштабе.

Техника

Эта техника была изобретена в 1974 году и в том же году запатентована (патент опубликован в 1976 году) доктором Туомо Сунтола из компании Instrumentarium, Финляндия. ^[3]^[4] Целью доктора Сунтолы было выращивание тонких пленок сульфида цинка для изготовления электролюминесцентных плоских дисплеев . Основной трюк, используемый в этом методе, заключается в использовании самоограничивающейся химической реакции для точного контроля толщины осаждаемой пленки. С самого начала ALE (ALD) превратилась в глобальную технологию тонких пленок. ^[5] что позволило продолжить действие закона Мура . В 2018 году компания Suntola получила премию Millennium Technology Prize за технологию ALE (ALD).

По сравнению с основным химическим осаждением из паровой фазы , в ALE (ALD) химические реагенты попеременно подаются в реакционную камеру, а затем хемосорбируются насыщающим образом на поверхности подложки, образуя хемосорбированный монослой.

ALD представляет два дополнительных предшественника (например, Al(CH ₃ ) ₃ и H ₂ O ^[2]) альтернативно в реакционную камеру. Обычно один из предшественников адсорбируется на поверхности подложки до тех пор, пока не насытит поверхность, и дальнейший рост не может произойти до тех пор, пока не будет введен второй предшественник. Таким образом, толщина пленки контролируется количеством циклов предшественника, а не временем осаждения, как в случае обычных процессов CVD. ALD позволяет чрезвычайно точно контролировать толщину и однородность пленки.

См. также

Нанесение атомного слоя

Ссылки

^ Сунтола, Туомо (1 января 1989 г.). «Атомно-слоевая эпитаксия». Отчеты по материаловедению . 4 (5): 261–312. дои : 10.1016/S0920-2307(89)80006-4 . ISSN 0920-2307 .
^ Jump up to: ^а ^б Пуурунен, Риикка Л. (2005). «Химия поверхности осаждения атомного слоя: пример процесса триметилалюминий/вода». Журнал прикладной физики . 97 (12): 121301. дои : 10.1063/1.1940727 .
^ Пуурунен, Риикка Л. (1 декабря 2014 г.). «Краткая история осаждения атомных слоев: эпитаксия атомного слоя Туомо Сунтола» . Химическое осаждение из паровой фазы . 20 (10–11–12): 332–344. дои : 10.1002/cvde.201402012 . ISSN 1521-3862 .
^ Ахвенниеми, Эско; Акбашев Андрей Р.; Али, Сайма; Бечелани, Михаил; Бердова, Мария; Бояджиев, Стефан; Кэмерон, Дэвид С.; Чен, Ронг; Чубаров Михаил (16 декабря 2016 г.). «Обзорная статья: Список рекомендуемых к прочтению ранних публикаций по осаждению атомных слоев — результат «Виртуального проекта по истории ALD» » . Журнал вакуумной науки и технологий A: Вакуум, поверхности и пленки . 35 (1): 010801. дои : 10.1116/1.4971389 . ISSN 0734-2101 .
^ Мииккулайнен, Вилле; Вдова, Маркку; Ритала, Микко; Пуурунен, Риикка Л. (2013). «Кристалличность неорганических пленок, выращенных методом атомно-слоевого осаждения: обзор и общие тенденции». Журнал прикладной физики . 113 (2): 021301. дои : 10.1063/1.4757907 .

Внешние ссылки

[1] Сунтола, Туомо (1 января 1989 г.). «Атомно-слоевая эпитаксия». Отчеты по материаловедению . 4 (5): 261–312. дои : 10.1016/S0920-2307(89)80006-4 . ISSN 0920-2307 .

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Пуурунен, Риикка Л. (2005). «Химия поверхности осаждения атомного слоя: пример процесса триметилалюминий/вода». Журнал прикладной физики . 97 (12): 121301. дои : 10.1063/1.1940727 .

[3] Пуурунен, Риикка Л. (1 декабря 2014 г.). «Краткая история осаждения атомных слоев: эпитаксия атомного слоя Туомо Сунтола» . Химическое осаждение из паровой фазы . 20 (10–11–12): 332–344. дои : 10.1002/cvde.201402012 . ISSN 1521-3862 .

[4] Ахвенниеми, Эско; Акбашев Андрей Р.; Али, Сайма; Бечелани, Михаил; Бердова, Мария; Бояджиев, Стефан; Кэмерон, Дэвид С.; Чен, Ронг; Чубаров Михаил (16 декабря 2016 г.). «Обзорная статья: Список рекомендуемых к прочтению ранних публикаций по осаждению атомных слоев — результат «Виртуального проекта по истории ALD» » . Журнал вакуумной науки и технологий A: Вакуум, поверхности и пленки . 35 (1): 010801. дои : 10.1116/1.4971389 . ISSN 0734-2101 .

[5] Мииккулайнен, Вилле; Вдова, Маркку; Ритала, Микко; Пуурунен, Риикка Л. (2013). «Кристалличность неорганических пленок, выращенных методом атомно-слоевого осаждения: обзор и общие тенденции». Журнал прикладной физики . 113 (2): 021301. дои : 10.1063/1.4757907 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]