Epitaxe atomové vrstvy - Atomic layer epitaxy

Atomová vrstva epitaxe (ALE),[1] obecněji známý jako ukládání atomové vrstvy (ALD),[2] je specializovaná forma růstu tenkých vrstev (epitaxe ), které se obvykle střídají jednovrstvé dvou prvků na podklad. Dosažená krystalová mřížová struktura je tenká, uniformní a vyrovnaná se strukturou substrátu. Reaktanty jsou přivedeny na substrát jako střídavé pulzy s „mrtvými“ časy mezi nimi. ALE využívá skutečnosti, že příchozí materiál je silně vázán, dokud nebudou obsazena všechna místa dostupná pro chemisorpci. Mrtvé časy se používají k vypláchnutí přebytečného materiálu výroba polovodičů pěstovat tenké filmy o tloušťce v měřítku nanometrů.

Technika

Tato technika byla vynalezena v roce 1974 a patentována ve stejném roce (patent publikovaný v roce 1976) Dr. Tuomo Suntola ve společnosti Instrumentarium, Finsko.[3][4] Účelem Dr. Suntoly bylo vypěstovat tenké filmy Síran zinečnatý vymyslet elektroluminiscenční ploché displeje. Hlavním trikem používaným pro tuto techniku ​​je použití samoregulační chemické reakce pro přesné řízení tloušťky naneseného filmu. Od počátků se ALE (ALD) rozrostla na globální technologii tenkých filmů[5] který umožnil pokračování Moorův zákon. V roce 2018 společnost Suntola obdržela Millennium Technology Prize pro technologii ALE (ALD).

Ve srovnání se základním chemická depozice par V případě ALE (ALD) se chemické reaktanty pulzují alternativně v reakční komoře a poté se chemisorbují nasyceným způsobem na povrch substrátu za vzniku chemisorbované monovrstvy.

ALD zavádí dva doplňkové prekurzory (např. Al (CH3)3 a H2Ó [2]) alternativně do reakční komory. Typicky jeden z předchůdců bude adsorbovat na povrch substrátu, dokud nenasycuje povrch a další růst nemůže nastat, dokud není zaveden druhý předchůdce. Tloušťka filmu je tedy řízena spíše počtem cyklů prekurzoru než dobou nanášení, jak je tomu u běžných procesů CVD. ALD umožňuje extrémně přesnou kontrolu tloušťky a rovnoměrnosti filmu.

Viz také

Reference

  1. ^ Suntola, Tuomo (1. ledna 1989). "Epitaxe atomové vrstvy". Zprávy o vědě o materiálech. 4 (5): 261–312. doi:10.1016 / S0920-2307 (89) 80006-4. ISSN  0920-2307.
  2. ^ A b Puurunen, Riikka L. (2005). "Chemie povrchu depozice atomové vrstvy: Případová studie pro proces trimethylaluminium / voda". Journal of Applied Physics. 97 (12): 121301. doi:10.1063/1.1940727.
  3. ^ Puurunen, Riikka L. (1. prosince 2014). „Krátká historie ukládání atomové vrstvy: Epitaxe atomové vrstvy Tuomo Suntoly“. Chemické vylučování par. 20 (10–11–12): 332–344. doi:10.1002 / cvde.201402012. ISSN  1521-3862.
  4. ^ Ahvenniemi, Esko; Akbashev, Andrew R .; Ali, Saima; Bechelany, Mikhael; Berdova, Maria; Boyadjiev, Stefan; Cameron, David C .; Chen, Rong; Chubarov, Michail (16. prosince 2016). „Recenze Článek: Doporučený seznam ke čtení raných publikací o depozici atomové vrstvy - výsledek„ Virtuálního projektu o historii ALD"". Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 35 (1): 010801. doi:10.1116/1.4971389. ISSN  0734-2101.
  5. ^ Miikkulainen, Ville; Leskelä, Markku; Ritala, Mikko; Puurunen, Riikka L. (2013). „Krystalinita anorganických filmů pěstovaných depozicí atomové vrstvy: Přehled a obecné trendy“. Journal of Applied Physics. 113 (2): 021301. doi:10.1063/1.4757907.

externí odkazy