Chemická depozice par chalkogenidů - Chalcogenide chemical vapour deposition

Chemická depozice par chalkogenidů je navrhovaná technologie pro nanášení tenkých vrstev chalkogenidy tj. materiály odvozené od sulfidy, selenidy, a teluridy. Konvenční CVD lze použít k nanášení filmů z většiny kovů, mnoha nekovových prvků (zejména křemík ) a také velké množství sloučenin včetně karbidů, nitridů, oxidů. CVD lze použít k syntéze chalkogenidových brýlí.[1]

Tenké vrstvy na bázi sulfidu

Výroba chalkogenid tenké filmy je předmětem výzkumu.[2] Například trasy do disulfid germania filmy by mohly obsahovat chlorid germania a sirovodík:

GeCl4 (g) + 2 H2S (g) → GeS2(s) + 4 HCl (g)

Alternativně prostřednictvím plazmaticky zesíleného CVD existuje reakce GeH4/ H2S.[3][4]

Nastavení CVD germania sulfidu[5]

Tenké vrstvy na bázi teluridu

Paměť náhodného přístupu s fázovou změnou (PCRAM) přitahovala značný zájem jako kandidát na energeticky nezávislá zařízení pro vyšší hustotu a rychlost provozu.[6][7] Ternární Ge2Sb2Te5 (GST) sloučenina je pro tuto aplikaci široce považována za nejživější a nejpraktičtější skupinu materiálů pro fázovou změnu.[8] K nanášení materiálů GST do pórů submikronových buněk byly použity techniky CVD.[9] Mezi výzvy patří potřeba kontrolovat variabilitu zařízení a zařízení a nežádoucí změny materiálu fázové změny, které lze vyvolat výrobním postupem. Očekává se, že omezená buněčná struktura, kde se materiál fázové změny vytváří uvnitř kontaktu prostřednictvím, bude nezbytná pro zařízení příští generace PCRAM, protože vyžaduje nižší spínací výkon.[10] Tato struktura však vyžaduje složitější ukládání aktivního chalkogenidu do buněčných pórů. Techniky CVD by mohly poskytnout lepší výkon a umožnit výrobu tenkých vrstev s vyšší kvalitou ve srovnání s těmi získanými rozprašováním, zejména pokud jde o konformitu, pokrytí a řízení stechiometrie, a umožňuje implementaci fólií s fázovou změnou v nanoelektronických zařízeních. Kromě toho je dobře známo, že depozice CVD poskytuje materiály o vyšší čistotě a poskytuje prostor pro ukládání nových materiálů s fázovou změnou s optimalizovanými vlastnostmi.

Přístroj CVD pro depozici tenkého filmu Ge-Sb-Te je zobrazen schematicky vpravo.

Schéma systému CVD používaného pro depozici tenkého filmu Ge-Sb-Te[11]

Reference

  1. ^ DW Hewak, D. Brady, RJ Curry, G. Elliott, CC Huang, M. Hughes, K. Knight, A. Mairaj, MN Petrovich, R. Simpson, C. Sproat, „Chalcogenide glass for photonics device applications“, kniha sekce v Fotonické brýle a sklokeramika (Ed. Ganapathy Senthil Murugan) ISBN  978-81-308-0375-3, 2010
  2. ^ P. J. Melling, „Alternativní metody přípravy chalkogenidových brýlí“, Keramický bulletin, 63, 1427–1429, 1984.
  3. ^ E. Sleeckx, P. Nagels, R. Callaerts a M. Vanroy, „Plazmatické CVD amorfní GeXS1 − x a GeXSe1 − x filmy ", J. de Physique IV, 3, 419–426, 1993.
  4. ^ Huang, C. C .; Hewak, D. W. (2004). „Vysoce čisté sklo sulfidu germania pro optoelektronické aplikace syntetizované chemickou depozicí par“. Elektronické dopisy. 40 (14): 863–865. doi:10.1049 / el: 20045141.
  5. ^ C. C. Huang, C. C. Wu, K. Knight, D. W. Hewak, J. Non-Cryst. Pevné látky, 356, 281–285 (2010)
  6. ^ M. H. R. Lankhorst, B. W. S. M. M. Ketelaars a R. A. M. Wolters, Přírodní materiály, 4 (2005) 347–352.
  7. ^ C. W. Jeong; S. J. Ahn; Y. N. Hwang; Y. J. Song; J. H. Oh; S. Y. Lee; S.H. Lee; K. C. Ryoo; J. H. Park; J. H. Park; J. M. Shin; F. Yeung; W. C. Jeong; J. I. Kim; G. H. Koh; G. T. Jeong; H. S. Jeong; K. Kim (2006). "Vysoce spolehlivý kruhový kontakt pro paměť fázových změn s vysokou hustotou". Japonský žurnál aplikované fyziky. 45 (4B): 3233–3237. Bibcode:2006JaJAP..45.3233J. doi:10.1143 / JJAP.45.3233.
  8. ^ R. Bez a F. Pellizzer, "Průběh a perspektiva paměti fázové změny" Archivováno 04.01.2014 na Wayback Machine, E * PCOS 2007, Zermatt, Švýcarsko, září 2007.
  9. ^ J. Bae, H. Shin, D. Im, HG An, ​​J. Lee, S. Cho, D. Ahn, Y. Kim, H. Horii, M. Kang, Y. Ha, S. Park, UI Chung, JT Moon a WS Lee, „Nedávný vývoj paměti RAM s náhodným přístupem (PRAM)“ Archivováno 04.01.2014 na Wayback Machine, E * PCOS 2008, Praha, Česká republika, září 2008.
  10. ^ Y. S. Park, K. J. Choi, N. Y. Lee, S. M. Yoon, S. Y. Lee, S. O. Ryu a B. G. Yu, Jpn. J. Appl. Phys., 45 (2006) L516 – L518.
  11. ^ C. C. Huang, B. Gholipour, J. Y. Ou, K. Knight, D. W. Hewak, Elektronické dopisy, 47, 288–289 (2011)