Атомно-слойная эпитаксия - Atomic layer epitaxy

Атомный слой эпитаксия (ALE),[1] более широко известный как осаждение атомного слоя (ALD),[2] это специализированная форма роста тонких пленок (эпитаксия ) которые обычно вносят чередующиеся монослои двух элементов на подложку. Полученная структура кристаллической решетки является тонкой, однородной и совпадает со структурой подложки. Реагенты подаются на субстрат 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 участки, доступные для хемосорбции. Время простоя используется для смывания излишков материала. производство полупроводников для выращивания тонких пленок толщиной в нанометровом масштабе.

Техника

Этот метод был изобретен в 1974 г. и запатентован в том же году (патент опубликован в 1976 г.) доктором. Туомо Сунтола в компании Instrumentarium, Финляндия.[3][4] Целью доктора Сунтолы было выращивание тонких пленок из Сульфид цинка изготовить электролюминесцентный плоские дисплеи. Основная хитрость, используемая для этого метода, - использование самоограничивающейся химической реакции для точного контроля толщины осаждаемой пленки. С первых дней существования ALE (ALD) превратилась в глобальную технологию тонких пленок.[5] что позволило продолжить Закон Мура. В 2018 году Suntola получила Премия тысячелетия в области технологий для технологии ALE (ALD).

По сравнению с базовым химическое осаждение из паровой фазы в ALE (ALD) химические реагенты попеременно подаются импульсами в реакционной камере, а затем хемосорбируются насыщающим образом на поверхности подложки, образуя хемосорбированный монослой.

ALD вводит два дополнительных предшественника (например, Al (CH3)3 и H2О [2]) или в реакционную камеру. Обычно один из предшественников адсорбировать на поверхность подложки до тех пор, пока он не пропитает поверхность, и дальнейший рост не может происходить до тех пор, пока не будет введен второй прекурсор. Таким образом, толщина пленки контролируется количеством циклов прекурсора, а не временем осаждения, как в случае обычных процессов CVD. ALD позволяет чрезвычайно точно контролировать толщину и однородность пленки.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сунтола, Туомо (1 января 1989 г.). «Атомно-слойная эпитаксия». Отчеты по материаловедению. 4 (5): 261–312. Дои:10.1016 / S0920-2307 (89) 80006-4. ISSN  0920-2307.
  2. ^ 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 атомного слоя: 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; Бечеланы, Михаэль; Бердова Мария; Бояджиев, Стефан; Кэмерон, Дэвид Ч .; Чен, Ронг; Чубаров, Михаил (16 декабря 2016 г.). Обзорная статья: Рекомендуемый список для чтения ранних публикаций по осаждению атомных слоев - Итоги 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; Лескеля, Маркку; Ритала, Микко; Пуурунен, Риикка Л. (2013). «Кристалличность неорганических пленок, выращенных осаждением атомных слоев: обзор и общие тенденции». Журнал прикладной физики. 113 (2): 021301. Дои:10.1063/1.4757907.

внешняя ссылка