АТОМНО-СЛОЕВОЕ ОСАЖДЕНИЕ (АСО):
Процесс осаждения тонких неорганических пленок путем циклических поверхностных реакций на поверхности подложки. АСО известно на Западе как Atomic Layer Deposition (ALD). Данный метод под названием «молекулярное наслаивание» был разработан в 60-x годах прошлого столетия научной школой член-корреспондента АН СССР Валентина Борисовича Алесковского. Значительный вклад в развитие данной технологии также внес профессор ЛТИ им. Ленсовета Станислав Иванович Кольцов. Осаждение тонких пленок может проводиться как термическим способом, так и плазмо-стимулированным методом (ПС-АСО).
Пример АСО процесса осаждения пленки TiO2 с использованием TiCl4 и H2O.
G. V. Sveshnikova, S. I. Kol’tsov, and V. B. Aleskovskii, Zh. Prikl. Khim. 43, 1150 (1970) [J. Appl. Chem. USSR 43, 1155 (1970)].
МОЛЕКУЛЯРНО-СЛОЕВОЕ ОСАЖДЕНИЕ (МСО):
Процесс осаждения тонких органических или органо-неорганических гибридных пленок путем циклических поверхностных реакций на поверхности подложки. МСО известен на Западе как Molecular Layer Deposition (MLD).
Пример АСО процесса осаждения гибридной пленки TiСхOy с использованием TiCl4 и этилен гликоля.
A. I. Abdulagatov et al. Chemistry of Materials. 2012 24 (15), 2854-2863
Особенности методов АСО и МСО:
- Контроль толщины осаждаемой пленки на уровне Ангстрема (10-10м или 0.1нм)
- Контроль состава осаждаемой пленки на атомарном уровне
- Высокая конформность осаждаемых пленок на микро/нано уровне
- Возможность равномерного осаждение функциональных пленок на дисперсных материалах
- Низкий уровень дефектов в получаемых покрытиях
- Относительно низкотемпературный процесс
- Возможность осаждения покрытий на различных предметах партиями
АТОМНО-СЛОЕВОЕ ТРАВЛЕНИЕ (АСТ):
Относительно новый процесс травления тонких пленок путем циклических поверхностных реакций. АСТ известен на Западе как Atomic Layer Etching (ALE). Травление тонких пленок может проводиться как термическим методом, так и плазмо-стимулированным (ПС-АСТ) способом.
Примеры термического и плазмо-стимулированного АСТ приведены в следующих работах:
– R. Rahman et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (37), pp 31784–31794
– A. I. Abdulagatov, S. M. George. Chem. Mater., 2018, 30 (23), pp 8465–8475
– J. W. DuMont, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 (11), pp 10296–10307
Особенности метода АСТ:
- Контроль удаления материла на уровне Ангстрема (10-10м или 0.1нм)
- Возможность селективного травления материалов на одной подложке
- Получение атомарно равномерных поверхностей
- Высокая равномерность удаления материалов на трехмерных микро/нано структурированных подложках
- Относительно низкотемпературный процесс
- Возможность травления материалов партиями
ПС-АСО и АСТ:
ПС-АСО – это процесс осаждения тонких пленок, где для стимулирования поверхностных процессов (реакций) используются генерируемые источником плазмы высоко-реакционные ионы и радикалы. Этот метод позволяет осаждение при более низких температурах и иногда с лучшими свойствами пленки, чем при обычном термическом АСО. Использование плазмы позволяет расширить список осаждаемых материалов и по сравнению с термическим АСО. Как и термический процесс, ПС-АСО обеспечивает точность роста пленки на атомарном уровне.
- Осаждение функциональных тонких пленок для микроэлектроники
- Контроль шероховатости поверхности на атомарном уровне для оптики и микроэлектроники
- Защитные покрытия для ювелирных изделий
- Функциональные и барьерные покрытия для биоимплантов
- Защитные покрытия электродов для литий-ионных батарей
- Функциональные покрытия для катализа и сорбции
- Покрытия на дисперсных материалах для композитов
- Прецизионный контроль пор для фильтров
- Изготовление активных элементов для болометров, фотодетекторов, фотоэлектронных умножителей и т.д.