La epitaxia de capa atómica (ALE), [1] más generalmente conocida como deposición de capa atómica (ALD), [2] es una forma especializada de crecimiento de película delgada ( epitaxia ) que normalmente deposita monocapas alternas de dos elementos sobre un sustrato. La estructura de la red cristalina lograda es delgada, uniforme y alineada con la estructura del sustrato. Los reactivos se llevan al sustrato como pulsos alternos con tiempos "muertos" en el medio. ALE hace uso del hecho de que el material entrante está fuertemente ligado hasta que todos los sitios disponibles para la quimisorción estén ocupados. Los tiempos muertos se utilizan para eliminar el exceso de material. Se utiliza principalmente en la fabricación de semiconductores. para hacer crecer películas delgadas de espesor en la escala nanométrica.
Técnica
Esta técnica fue inventada en 1974 y patentada el mismo año (patente publicada en 1976) por el Dr. Tuomo Suntola en la empresa Instrumentarium, Finlandia. [3] [4] El propósito del Dr. Suntola era cultivar películas delgadas de sulfuro de zinc para fabricar pantallas planas electroluminiscentes . El principal truco utilizado para esta técnica es el uso de una reacción química autolimitante para controlar de forma precisa el espesor de la película depositada. Desde los primeros días, ALE (ALD) se ha convertido en una tecnología global de película delgada [5] que ha permitido la continuación de la ley de Moore . En 2018, Suntola recibió el Millennium Technology Prize for ALE (ALD).
En comparación con la deposición química básica en fase de vapor , en ALE (ALD), los reactivos químicos se pulsan alternativamente en una cámara de reacción y luego se quimisorben de manera saturada en la superficie del sustrato, formando una monocapa quimisorbida.
ALD introduce dos precursores complementarios (por ejemplo, Al (CH 3 ) 3 y H 2 O [2] ) alternativamente en la cámara de reacción. Normalmente, uno de los precursores se adsorberá sobre la superficie del sustrato hasta que sature la superficie y no pueda producirse un crecimiento adicional hasta que se introduzca el segundo precursor. Por tanto, el espesor de la película está controlado por el número de ciclos de precursores en lugar del tiempo de deposición como es el caso de los procesos CVD convencionales. ALD permite un control extremadamente preciso del espesor y la uniformidad de la película.
Ver también
Referencias
- ^ Suntola, Tuomo (1 de enero de 1989). "Epitaxia de la capa atómica". Informes de ciencia de materiales . 4 (5): 261–312. doi : 10.1016 / S0920-2307 (89) 80006-4 . ISSN 0920-2307 .
- ^ a b Puurunen, Riikka L. (2005). "Química de la superficie de la deposición de la capa atómica: un estudio de caso para el proceso de trimetilaluminio / agua". Revista de Física Aplicada . 97 (12): 121301. doi : 10.1063 / 1.1940727 .
- ^ Puurunen, Riikka L. (1 de diciembre de 2014). "Una breve historia de la deposición de la capa atómica: epitaxia de la capa atómica de Tuomo Suntola" . Deposición de vapor químico . 20 (10-11-12): 332-344. doi : 10.1002 / cvde.201402012 . ISSN 1521-3862 .
- ^ Ahvenniemi, Esko; Akbashev, Andrew R .; Ali, Saima; Bechelany, Mikhael; Berdova, Maria; Boyadjiev, Stefan; Cameron, David C .; Chen, Rong; Chubarov, Mikhail (16 de diciembre de 2016). "Artículo de revisión: lista de lectura recomendada de las primeras publicaciones sobre la deposición de la capa atómica: resultado del" Proyecto virtual sobre la historia de ALD " " . Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacío, superficies y películas . 35 (1): 010801. doi : 10.1116 / 1.4971389 . ISSN 0734-2101 .
- ^ Miikkulainen, Ville; Leskelä, Markku; Ritala, Mikko; Puurunen, Riikka L. (2013). "Cristalinidad de películas inorgánicas cultivadas por deposición de capa atómica: descripción general y tendencias generales". Revista de Física Aplicada . 113 (2): 021301. doi : 10.1063 / 1.4757907 .
enlaces externos
- Deposición de capas atómicas asistida por plasma por el grupo de procesamiento de materiales y plasma de la Universidad de Tecnología de Eindhoven
- Epitaxia de la capa atómica: ¿una herramienta valiosa para la nanotecnología?
- ALENET - Red de epitaxia de capa atómica
- Suavizado superficial de la microestructura de GaAs por epitaxia de capa atómica
- Caracterización electroquímica de la deposición de capas atómicas