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Epitaxia de la capa atómica

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 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" entre ellos. ALE aprovecha el hecho de que el material entrante está fuertemente unido hasta que todos los sitios disponibles para la quimisorción estén ocupados. Los tiempos muertos se aprovechan para eliminar el material sobrante. 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 de 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 autolimitada para controlar de forma precisa el espesor de la película depositada. Desde sus inicios, ALE (ALD) ha crecido hasta convertirse en una tecnología global de película delgada [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 básica de vapor , en ALE (ALD), los reactivos químicos se pulsan alternativamente en una cámara de reacción y luego se quimiosorben de manera saturante en la superficie del sustrato, formando una monocapa quimiosorbida.

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 adsorbe sobre la superficie del sustrato hasta que satura la superficie y no puede ocurrir un mayor crecimiento hasta que se introduce el segundo precursor. Por lo tanto, el espesor de la película está controlado por el número de ciclos 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

  1. ^ 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.
  2. ^ ab Puurunen, Riikka L. (2005). "Química superficial de la deposición de capas atómicas: un estudio de caso para el proceso trimetilaluminio/agua". Revista de Física Aplicada . 97 (12): 121301. 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, Andrés R.; Ali, Saima; Bechelany, Mikhaël; Berdova, María; Boyadjiev, Stefan; Cameron, David C.; Chen, Rong; Chubarov, Mikhail (16 de diciembre de 2016). "Artículo de revisión: Lista de lecturas recomendadas de las primeras publicaciones sobre la deposición de capas atómicas: 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.
  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. doi : 10.1063/1.4757907.

Enlaces externos