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epitaxia de capas atómicas

La epitaxia de capas atómicas (ALE), [ 1 ] más conocida como deposición de capas atómicas (ALD), [ 2 ] es una forma especializada de crecimiento de películas delgadas ( epitaxia...

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La epitaxia de capas atómicas (ALE), [ 1 ] más conocida como deposición de capas atómicas (ALD), [ 2 ] es una forma especializada de crecimiento de películas delgadas ( epitaxia ) que generalmente deposita monocapas alternas de dos elementos sobre un sustrato. La estructura de red cristalina obtenida es delgada, uniforme y alineada con la estructura del sustrato. Los reactivos se introducen en el sustrato en pulsos alternos con tiempos muertos entre ellos. La ALE aprovecha el hecho de que el material entrante se une fuertemente hasta que todos los sitios disponibles para la quimisorción están ocupados. Los tiempos muertos se utilizan para eliminar el material sobrante. Se utiliza principalmente en la fabricación de semiconductores para el crecimiento de películas delgadas con espesores en la escala nanométrica.

Técnica

Esta técnica fue inventada en 1974 y patentada ese mismo año (patente publicada en 1976) por el Dr. Tuomo Suntola en la empresa Instrumentarium, Finlandia. [ 3 ] [ 4 ] El objetivo del Dr. Suntola era cultivar películas delgadas de sulfuro de zinc para fabricar pantallas planas electroluminiscentes . El principal truco utilizado en esta técnica es el uso de una reacción química autolimitante para controlar con precisión el espesor de la película depositada. Desde sus inicios, ALE (ALD) se ha convertido en una tecnología global de películas delgadas [ 5 ] que ha permitido la continuación de la ley de Moore . En 2018, Suntola recibió el Premio de Tecnología del Milenio por la tecnología ALE (ALD).

En comparación con la deposición química de vapor básica , en la deposición de capas atómicas (ALE, por sus siglas en inglés), los reactivos químicos se pulsan alternativamente en una cámara de reacción y luego se quimisorben de manera saturante en la superficie del sustrato, formando una monocapa quimisorbida.

La ALD introduce alternativamente dos precursores complementarios (por ejemplo , Al(CH₃ ) ₃ y H₂O ) en la cámara de reacción. Normalmente, uno de los precursores se adsorbe sobre la superficie del sustrato hasta saturarla, impidiendo el crecimiento hasta la introducción del segundo precursor. De este modo, el espesor de la película se controla mediante el número de ciclos de precursores, en lugar del tiempo de deposición, como ocurre en los procesos CVD convencionales. La ALD permite un control extremadamente preciso del espesor y la uniformidad de la película.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Suntola, Tuomo (1 de enero de 1989). "Epitaxia de capas atómicas". Materials Science Reports . 4 (5): 261– 312. doi : 10.1016/S0920-2307(89)80006-4 . ISSN 0920-2307 . 
  2. 1 2 Puurunen, Riikka L. (2005). "Química de superficies de la deposición de capas atómicas: un estudio de caso para el proceso de trimetilaluminio/agua". Journal of Applied Physics . 97 (12) 121301: 121301–121301–52. Bibcode : 2005JAP....97l1301P . doi : 10.1063/1.1940727 .
  3. ^ Puurunen, Riikka L. (1 de diciembre de 2014). "Una breve historia de la deposición de capas atómicas: epitaxia de la capa atómica de Tuomo Suntola" . Deposición química de vapor . 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, Mikhail (16 de diciembre de 2016). "Artículo de revisión: Lista de lecturas recomendadas de publicaciones tempranas sobre deposición de capas atómicas: resultado del "Proyecto virtual sobre la historia de ALD"" . Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films . 35 (1): 010801. doi : 10.1116/1.4971389 . hdl : 10138/313116 . ISSN 0734-2101 . 
  5. ↑ Mükkulainen, Ville; Leskelä, Markku; Ritala, Mikko; Puurunen, Riikka L. (2013). "Cristalinidad de películas inorgánicas cultivadas por deposición de capas atómicas: descripción general y tendencias generales". Revista de Física Aplicada . 113 (2): 021301–021301–101. Código Bib : 2013JAP...113b1301M . doi : 10.1063/1.4757907 .
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