Skip

Атомно-слоевое осаждение оксида титана (TiO2) с применением удаленного источника плазмы

Лаборатория Йенского университета (Германия): Пленка TiO2 толщиной 300 нм, осажденная методом ALD в установке OpAL


tio2ald1.gif

Изменяя температуру осаждения можно изменить степень кристалличности пленки TiO2.
Рентгено-дифракционные спектры показывают как меняется структура пленки TiO2 от аморфной к анатазной при изменении температуры от 200° до 300°C.
Размытый максимум - это кристаллический кремний.

Особенности процесса и результаты:
  • Прекурсор: Изопропоксид титана - TTIP = Ti(OC3H7)4
  • ttip_mol.gif
  • плазмообразующий газ: O2
  • способ доставки: барботирование
  • доза прекурсора контролируется быстродействующей системой подачи газов
  • температура осаждения: 25° - 300° C
  • время цикла < 10 сек для 200 мм подложки (короче для подложек меньшего размера ~ 7 c)
  • скорость роста: 0.47 A/цикл (при дозе насыщения для аморфных пленок), 2.8 A/мин, 17 нм/час (для 200 мм подложки, быстрее для малых подложек)
  • равномерность: ± 2 %
  • содержание C и H < предела определения (2 %)
  • коэффициент преломления - 2.4
  • Ti:O = 1 : 2 по RBS (резерфордовское обратное рассеяние)
  • плотность 3.8 г/см3
  • запрещенная энергетическая зона 3.5 эВ (при 200° C)


tio2ald2.gif

Данные Эйндховенского университета: 

Осаждение при комнатной температуре: скорость - 0,4-0,55 А/цикл (измерено в процессе роста с помощью эллипсометра)


tioalrbs.gif
RBS анализ  66 нм пленки TiOx на структуру Si/SiO2

Ti:O = 1:1, без C, без H, 

Si частично покрыт маской

плотность пленки TiO2 - 3.8 г/см3 (для сравнения плотность массивного материала TiO2 - 4.2 г/cм3)