เอพิแท็กซีชั้นอะตอม
การ ปลูกผลึก แบบอะตอมิกเลเยอร์เอพิแท็กซี (ALE) [ 1 ]หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อการปลูกผลึกแบบอะตอมิกเลเยอร์เดโพซิชัน (ALD) [ 2 ]เป็นรูปแบบเฉพาะของการปลูกผลึกแบบฟิล์มบาง ( เอพิแท็กซี ) ซึ่งโดยทั่วไปจะวางโมโนเลเยอร์ สลับ กันของธาตุสองชนิดลงบนพื้นผิว โครงสร้างแลตติซผลึกที่ได้นั้นบาง สม่ำเสมอ และเรียงตัวตามโครงสร้างของพื้นผิว สารตั้งต้นจะถูกนำมายังพื้นผิวเป็นพัลส์สลับกันโดยมีช่วงเวลา "หยุดนิ่ง" คั่นกลาง ALE ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าวัสดุที่เข้ามาจะถูกยึดไว้อย่างแน่นหนาจนกว่าตำแหน่งทั้งหมดที่มีอยู่สำหรับการดูดซับทางเคมีจะถูกครอบครอง ช่วงเวลาหยุดนิ่งจะใช้เพื่อชะล้างวัสดุส่วนเกินออกไป โดยส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพื่อปลูกฟิล์มบางที่มีความหนาในระดับนาโนเมตร
เทคนิค
เทคนิคนี้ถูกคิดค้นขึ้นในปี 1974 และจดสิทธิบัตรในปีเดียวกัน (สิทธิบัตรเผยแพร่ในปี 1976) โดย ดร. Tuomo Suntolaที่บริษัท Instrumentarium ประเทศฟินแลนด์[ 3 ] [ 4 ]จุดประสงค์ของ ดร. Suntola คือการปลูกฟิล์มบางของซิงค์ซัลไฟด์เพื่อผลิตจอแสดงผลแบบแบนที่เปล่งแสงด้วยไฟฟ้า เทคนิคหลักที่ใช้สำหรับวิธีนี้คือการใช้ปฏิกิริยาเคมีแบบจำกัดตัวเองเพื่อควบคุมความหนาของฟิล์มที่ตกตะกอนได้อย่างแม่นยำ นับตั้งแต่เริ่มต้น ALE (ALD) ได้เติบโตเป็นเทคโนโลยีฟิล์มบางระดับโลก[ 5 ]ซึ่งทำให้กฎของมัวร์ ดำเนินต่อไปได้ ในปี 2018 Suntola ได้รับรางวัล Millennium Technology Prizeสำหรับเทคโนโลยี ALE (ALD)
เมื่อเปรียบเทียบกับการตกตะกอนด้วยไอสารเคมี แบบพื้นฐาน ในกระบวนการ ALE (ALD) สารตั้งต้นทางเคมีจะถูกปล่อยออกมาเป็นจังหวะสลับกันในห้องปฏิกิริยา จากนั้นจะเกิดการดูดซับทางเคมีในลักษณะอิ่มตัวบนพื้นผิวของวัสดุรองรับ ทำให้เกิดชั้นโมโนเลเยอร์ที่ดูดซับทางเคมีขึ้น
ALD จะนำสารตั้งต้นเสริมสองชนิด (เช่นAl(CH ) และ H O [ 2 ] ) สลับกันเข้าไปในห้องปฏิกิริยา โดยทั่วไป สารตั้งต้นชนิดหนึ่งจะดูดซับลงบนพื้นผิวของวัสดุตั้งต้นจนกระทั่งอิ่มตัว และการเติบโตต่อไปจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้จนกว่าจะมีการนำสารตั้งต้นชนิดที่สองเข้ามา ดังนั้นความหนาของฟิล์มจึงถูกควบคุมโดยจำนวนรอบของสารตั้งต้นมากกว่าเวลาในการตกตะกอนเช่นเดียวกับกระบวนการ CVD แบบดั้งเดิม ALD ช่วยให้สามารถควบคุมความหนาและความสม่ำเสมอของฟิล์มได้อย่างแม่นยำมาก
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- การตกตะกอนอะตอมแบบชั้นโดยใช้พลาสมาช่วย โดยกลุ่มวิจัยพลาสมาและการประมวลผลวัสดุ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีไอนด์โฮเฟน
- การปลูกผลึกแบบชั้นอะตอม – เครื่องมืออันทรงคุณค่าสำหรับนาโนเทคโนโลยี?
- ALENET – เครือข่ายการปลูกผลึกแบบอะตอมิกเลเยอร์
- การปรับพื้นผิวของโครงสร้างจุลภาค GaAs ให้เรียบด้วยวิธีการปลูกผลึกแบบชั้นอะตอม
- การวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของการตกตะกอนแบบชั้นอะตอม