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Atomic Layer Deposition: Principi e Applicazioni

Estratto della Tesi di Laura Matarazzo

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Il primo caso di deposizione ALD al plasma si ebbe nel 1991 quando un gruppo di ricercatori olandesi dei laboratori della Philips pubblicò un articolo sull'ALD al plasma di GaAs usando radicali di H. Nell'immediato il metodo rimase inesplorato, fin quando l'industria dei semiconduttori cominciò ad interessarsi all'ALD al plasma che scaturì in una crescita rapida di processi, numero di materiali e applicazioni. Un plasma è un insieme di particelle cariche libere tra altre specie nella fase gassosa, in media elettricamente neutro poiché la densità degli ioni positivi è uguale a quella degli elettroni, mentre quella della ioni negativi è trascurabile. In molte configurazioni gli elettroni sono riscaldati da un campo elettrico ad una temperatura media di T e = 3 x 10 4 K (3 eV), mentre la temperatura del gas rimane bassa (T g = 300 – 500 K). Considerando una distribuzione maxwelliana dell'energia, gli elettroni nella coda delle alte energie sono capaci di ionizzare e dissociare il reagente attraverso collisioni. Ciò porta alla formazione di “radicali plasma”, che non sono altro che aggregati atomici o molecolari neutri e reattivi che sono in grado di indurre reazioni che non si riuscirebbero ad ottenere usando esclusivamente processi termici. Le particelle cariche hanno un ruolo centrale nel sostenere il plasma, ma il loro grado di ionizzazione è molto lento (tipicamente 10 -6 – 10 -3 ), ciò vuol dire che il flusso di elettroni e ioni sulla superficie da depositare è molto più basso del flusso dei radicali. Quindi, le reazioni chimiche di superficie sono dettate dall'interazione dei radicali con le specie chimiche sulla superficie. Le caratteristiche della crescita di film sottili con ALD al plasma sono le seguenti: - la possibilità di aumentare la reattività del plasma indipendentemente dalle condizioni del substrato variando accuratamente le condizioni del plasma (gas, flusso, potenza, pressione, ecc...); - la bassa temperatura del flusso che incide sulla superficie (come discusso prima); - la capacità di fornire alla superficie di deposizione attraverso il bombardamento ionico energia addizionale che può migliorare le velocità delle reazioni di superficie. Per l'ALD al plasma esistono diverse configurazioni per l'apparato di deposizione, come riportato in Figura 1.14. 16
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Atomic Layer Deposition: Principi e Applicazioni

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Informazioni tesi

  Autore: Laura Matarazzo
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2013-14
  Università: Università degli Studi di Catania
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Lucia Romano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 35

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