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      科普系列:選擇性原子層沉積技術

      文章出處:互聯網 責任編輯:東莞艾德新材料科技有限公司 發表時間:2022-04-27
        

      很多涉及原子層沉積技術(ALD)的人都知道,選擇性原子層沉積是當今熱議的話題。各類論文、研討會和博文層出不窮,詳盡地解釋了各種可以達到選擇性生長目的的新方法。從某種意義上說,選擇性ALD運用了長期困擾ALD使用者的效應,即由于ALD的化學反應特性,薄膜生長的成核現象取決于基底表面。通常來說,在ALD領域人們已經在研究如何盡可能減小這種影響。例如,等離子體ALD一般會有可忽略不計的延遲,但對于選擇性ALD來說,成核延遲現象卻被放大了。

      有意思的是,雖然等離子體ALD一般沒有成核延遲現象,但它仍然可被用于選擇性ALD。我在埃因霍溫的大學同事已登載了相關發現。它的要點是在等離子體曝光之后再次重復應用抑制劑。

      科普系列:選擇性原子層沉積技術

      那么問題來了,人們會選擇哪種ALD設備來研究選擇性ALD呢?我相信牛津儀器系統中的一些功能會很有用。

      設備特性:

      例如

      ▼可應用多種化學前驅物。氣箱可容納多路氣體并由MFC進行流量控制

      ▼可應用抑制劑分子(如在前驅物注入過程中通入NH3或CO)

      ▼將氫基作為抑制劑:在前驅物注入前使用氫等離子體(或其他等離子體)來抑制特定表面的生長

      ▼氟化物等離子體:將CFX或F作為抑制劑,在前驅物注入前使用此等離子體,或進行選擇性ALD生長時,即每隔幾個生長周期就在同一個腔體內進行一次刻蝕的步驟(注意O2等離子體可刻蝕Ru,H2等離子體可刻蝕ZnO)

      ▼用于抑制生長的自組裝單分子膜(SAMS)注入

      ▼多腔體集成系統,比如與感應耦合等離子體-化學氣相沉積(ICP-CVD)腔室(生長非晶硅)、濺射(sputter)腔室或原子層刻蝕(ALE)腔室結合使用

      ▼用于原表面改性或刻蝕的基底偏壓

      優異的控制效果:

      包括

      ▼通過MFC,快速ALD閥門和快速自動壓力控制,可獲得精準可調的前驅物/氣體注入,以實現一面成核另一面不成核的現象

      ▼使用預真空室和渦輪增壓分子泵保持系統的的高真空度,以使抑制現象長時間不受影響

      ▼使用等離子體可清潔腔體和恢復腔體氛圍

      ▼帶實時診斷功能的生長監控設備:橢圓偏正光譜測量、質譜分析法及發射光譜法

      基于選擇性ALD提出的與刻蝕相結合的方法再次讓我想到原子尺度工藝處理的問題,我在之前發表的一篇博文中對此進行了討論??梢韵胂?,通過結合選擇性ALD及其他工藝,可以生長出新的超材料(特異材料)和獨特結構。

      例如,通過在選擇性曝光的銅中生長石墨烯,或通過周期性刻蝕同一平面的沉積(例如局部選擇性ALD),可有效地僅在結構側邊生長材料。因此不論是在普通等離子刻蝕機或帶基底偏壓特性的FlexAL,結合帶導向的離子曝光法也許會是個優勢??偟脕碚f,我很期待能有令人驚喜的新發現,新結構和新材料能在可控的方式下誕生。

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