Атомно-слоевое осаждение оксида алюминия (Al2О3) с применением удаленного источника плазмы

Линейный самоограничивающийся рост Al₂O₃ при температурах 25-300°C (измерено на ээлипсометре).

Технологические особенности осаждения:

• Металлический прекурсорr: TMA (триметил алюминия);
• 
• Неметаллический прекурсор: радикалы О и О₂;
• Temperature controlled vapour draw;
• Доза прекурсора контролируется быстродействующей системой подачи газов;
• Температура осаждения: 25-400°C;
• Время цикла < 4 c - для 200 мм подложки, для меньших подложек ~3 c;
• 1.2 A/цикл (при 200°C и дозе насыщения) --> 18 A/мин --> более 100 нм/ч (для 200 мм подложки, быстрее для подложек меньших размеров);
• Равномерность: < ± 0.5-2% (в зависимости от размеров подложки;)
• Повторяемость < ± 1%;
• Содержание примесей: С<2%, Н<2.5% - при 200°C;
• Коэффициент преломления: ~1.63;
• Пробивное напряжение > 8 МВ/см;
• Диэлектрическая проницаемость > 8.5.

​
Зависимость скорости роста пленок Al₂O₃ от времени воздействия TMA при 200°C

Зависимость скорости роста пленок Al₂O₃ от времени воздействия кислородной плазмы.
Снижение скорости роста пленки с уменьшением воздействия плазмы иллюстрирует неполную активацию поверхности (неполное удаление CH₃ групп).

Оборудование: FlexAl & OpAl

​
​Сравнение зависимостей плотности пленок, полученных плазменным и термо- ALD от температуры осаждения.

​
​Оценка поверхности ALD пленок с помощью АСМ:

• подложка c-Si: 0,0555
• пленка Al₂O₃: 0.0589

​
Пленка AL2O3, полученная ALD с удаленной плазмой при 20°C имеет очень низкую скорость парообразования водяного пара.