3 Вопрос №3 «Метод послойного атомного осаждения, его преимущества»
Атомно-слоевое осаждение (АСО) (англ. Atomic Layer Deposition (ALD) — это технология осаждения тонких плёнок, которая базируется на последовательных химических реакциях между паром и твёрдым телом и имеет свойство самоограничения. Большинство АСО-реакций используют два химических соединения, которые обычно называют прекурсорами. Такие прекурсоры поочередно вступают в реакцию с поверхностью. В результате многократного влияния прекурсоров происходит рост тонкой плёнки.
Технология атомно-слоевого осаждения относится к методу формирования тонких пленок путем чередования импульсов газофазных прекурсоров в реакционную камеру и реакции химической адсорбции газа-твердой фазы на поверхности подложки для осаждения. Как показано на рисунке 1, процесс осаждения атомарного слоя состоит из двух полуреакций A и B в четыре элементарных этапа:
Реакция импульсной адсорбции предшественника А;
Продувка излишков реагентов и побочных продуктов инертным газом;
Реакция импульсной адсорбции предшественника В;
Избыток реагентов и побочных продуктов продувают инертным газом, а затем последовательно циркулируют для осуществления послойного роста тонкой пленки на поверхности подложки.
Рисунок 1. - Принцип работы ALD
С помощью атомно-слоевого осаждения можно наносить самые разные материалы, например:
Оксиды: в том числе HfO2, HfSiO, Al2O3, Ta2O5, TiO2, La2O3, SiO2, ZnO
Нитриды, включая TiN, TaN, AlN, SiNx, HfN
Металлы, включая Ru, Cu, W, Mo
По
сравнению с традиционной технологией
подготовки тонких пленок технология
атомно-слойного осаждения имеет очевидные
преимущества. Традиционные химические
методы растворов и физические методы,
такие как напыление или испарение (PVD),
не подходят для осаждения и формирования
пленки на поверхности трехмерных сложных
подложек из-за отсутствия контроля
поверхности или наличия теневых областей
распыления. Метод химического осаждения
из паровой фазы (CVD) требует строгого
контроля диффузии прекурсора и
однородности температуры в реакционной
камере, и трудно выполнить требования
однородности тонкой пленки и точного
контроля толщины. Напротив, технология
ALD основана на поверхностных самоограниченных
и самонасыщающихся реакциях адсорбции
и имеет поверхностный контроль. Нижняя
поверхность осаждается для формирования
пленки, при этом обеспечивая точный
контроль толщины субмонослойной пленки.
Поэтому технология ALD широко используется
в микроэлектронике, энергетике, информации
и других областях.
Рис. 2. - Сравнение ALD, PVD, CVD
Список использованных источников
[1] Удовиченко С.Ю. Пучково - плазменные технологии для создания материалов и устройств микро - и наноэлектроники Часть 2-я. Тюмень. 2014.
[2] 2. Галперин, В.А. Процессы плазменного травления в микро- и нанотехнологиях / В.А. Галперин, Е.В. Данилкин, А.И. Мочалов ; под ред. С.П.Тимошенкова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 283 с.
[3] PAM-XIAMEN [Электронный ресурс]. – Электронные данные. – Режим доступа : https://www.powerwaywafer.com/ru/atomic-layer-deposition-ald.html