Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Эпитаксия атомных слоев (ALE), более широко известная как атомно-слоевое осаждение (ALD), – это специализированная форма роста тонких пленок (эпитаксии), при которой на подложку обычно осаждаются чередующиеся монослои двух элементов. Достигаемая структура кристаллической решетки тонкая, однородная и выровнена по структуре подложки. Реагенты подаются на подложку в виде чередующихся импульсов с периодами "простоя" между ними. ALE использует тот факт, что поступающий материал прочно связывается до тех пор, пока все доступные центры для химисорбции не будут заняты. Периоды простоя используются для удаления избыточного материала. В основном применяется в производстве полупроводников для выращивания тонких пленок толщиной в нанометровом диапазоне.
Atomic layer epitaxy (ALE), more generally known as atomic layer deposition (ALD), is a specialized form of thin film growth (epitaxy) that typically deposit alternating monolayers of two elements onto a substrate. The crystal lattice structure achieved is thin, uniform, and aligned with the structure of the substrate. The reactants are brought to the substrate as alternating pulses with "dead" times in between. ALE makes use of the fact that the incoming material is bound strongly until all sites available for chemisorption are occupied. The dead times are used to flush the excess material. It is mostly used in semiconductor fabrication to grow thin films of thickness in the nanometer scale.
Техника
Эта техника была изобретена в 1974 году и запатентована в том же году (патент опубликован в 1976 году) доктором Туомо Сунтолой в компании Instrumentarium, Финляндия. Целью доктора Сунтолы было получение тонких пленок сульфида цинка для изготовления электролюминесцентных плоских дисплеев. Основная особенность этого метода заключается в использовании самоограничивающейся химической реакции для точного контроля толщины осаждаемой пленки. С момента своего появления, ALE (ALD) превратилась в глобальную технологию получения тонких пленок, которая способствовала продолжению действия закона Мура. В 2018 году Сунтола получил Технологическую премию тысячелетия за технологию ALE (ALD). В отличие от базового химического осаждения из газовой фазы, в ALE (ALD) химические реагенты подаются в реакционную камеру поочередно импульсами, а затем химически адсорбируются на поверхности подложки до насыщения, формируя химически адсорбированный монослой. ALD предполагает поочередное введение в реакционную камеру двух дополнительных прекурсоров (например, Al(CH3)3 и H2O). Обычно один из прекурсоров адсорбируется на поверхности подложки до тех пор, пока не произойдет насыщение поверхности, и дальнейший рост невозможен до введения второго прекурсора. Таким образом, толщина пленки контролируется количеством циклов прекурсоров, а не временем осаждения, как в традиционных процессах CVD. ALD обеспечивает чрезвычайно точный контроль толщины и однородности пленки.
This technique was invented in 1974 and patented the same year (patent published in 1976) by Dr. Tuomo Suntola at the Instrumentarium company, Finland. Dr. Suntola's purpose was to grow thin films of Zinc sulfide to fabricate electroluminescent flat panel displays. The main trick used for this technique is the use of a self limiting chemical reaction to control in an accurate way the thickness of the film deposited. Since the early days, ALE (ALD) has grown to a global thin film technology which has enabled the continuation of Moore's law. In 2018, Suntola received the Millennium Technology Prize for ALE (ALD) technology. Compared to basic chemical vapour deposition, in ALE (ALD), chemical reactants are pulsed alternatively in a reaction chamber and then chemisorb in a saturating manner on the surface of the substrate, forming a chemisorbed monolayer. ALD introduces two complementary precursors (e. g. Al(CH3)3 and H2O ) alternatively into the reaction chamber. Typically, one of the precursors will adsorb onto the substrate surface until it saturates the surface and further growth cannot occur until the second precursor is introduced. Thus the film thickness is controlled by the number of precursor cycles rather than the deposition time as is the case for conventional CVD processes. ALD allows for extremely precise control of film thickness and uniformity.