Article

1 - PLASMA FROID

2 - PEALD

3 - CONCLUSION

4 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : RE260 v1

ALD assistée par plasma (PEALD)

Auteur(s) : Christophe VALLEE

Date de publication : 10 oct. 2016

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RÉSUMÉ

Cet article a pour but de montrer l’intérêt d’une assistance plasma dans un procédé ALD. La première section de cet article permet d’introduire et de définir les plasmas froids ainsi que les réacteurs associés. La seconde section porte sur les avantages d’une assistance plasma dans un procédé ALD. Dans cette section, de nombreux exemples de matériaux déposés par PEALD sont donnés avec à chaque fois une discussion sur l’impact de l’assistance plasma sur leurs propriétés physico-chimiques ou électriques. Enfin, quelques limites actuelles de ce procédé sont données en fin d’article avant de conclure.

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ABSTRACT

Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition

This article deals with the principle and advantages of plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD). After a brief description of cold plasmas and reactors used in PEALD processes, the various applications and benefits of plasma assistance for thin film deposition are described. Many examples of materials deposited by PEALD are given, along with a discussion of the impact plasma assistance has on their physical, chemical and electrical properties. Lastly, some current limitations of this process are mentioned.

Auteur(s)

  • Christophe VALLEE : Professeur des Universités de l’UGA (Université Grenoble Alpes) - Affiliations : Laboratoire des Technologies de la Microélectronique (LTM), CEA/LETI/MINATEC, 17 rue des Martyrs 38054 Grenoble Cedex 9, France ; Polytech Grenoble, 14 place du Conseil National de la résistance, 38400 Saint-Martin-d’Hères, France

INTRODUCTION

Les plasmas froids sont très souvent utilisés dans des procédés de dépôt par voie chimique ou physique. Ils permettent ainsi dans un procédé de dépôt chimique d’abaisser la température du procédé. Avec l’avènement du procédé ALD (Atomic Layer Deposition – dépôt par couche atomique), il était évident que des industriels ou chercheurs allaient aussi tenter d’y associer un plasma froid. Mais contrairement à un procédé de type PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) le plasma n’est pas utilisé pour dissocier un précurseur gazeux. On utilise le plasma uniquement lors de l’étape oxydante ou réductrice afin d’amener des espèces réactives en surface telles que O ou H. Ceci signifie qu’un design particulier du réacteur plasma est souvent nécessaire pour limiter le flux ionique en surface. Les avantages et l’impact de l’assistance plasma sur des couches minces déposées par PEALD sont nombreux. Cette assistance peut être utilisée pour modifier (augmenter) la vitesse de croissance par cycle, densifier un matériau, modifier sa résistivité électrique, modifier sa nature cristalline, etc. Tous ces avantages sont présentés et discutés ici dans cet article.

Les procédés PEALD sont principalement utilisés dans l’industrie de la microélectronique et plus généralement dans toutes les activités liées à la nanotechnologie utilisant des procédés sous vide. L’avènement du procédé ALD spatial, Roll to Roll par exemple, et atmosphérique, offre un formidable challenge pour les années à venir, avec le développement de réacteurs plasmas atmosphériques pour assister l’ALD et ainsi se passer de la technologie sous vide. Il reste aussi à démontrer l’efficacité des procédés ALD pour le dépôt conforme dans des motifs ayant des facteurs d’aspects supérieurs à 100 pour les oxydes ou 50 pour les métaux.

Points clés

Domaine : matériaux – procédés

Degré de diffusion de la technologie : croissance

Technologies impliquées : dépôt couche mince assistée plasma (PECVD, PEALD)

Domaines d’application : microélectronique, nanotechnologie

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité : http://www.minalogic.com

Réseau des acteurs français : RAFALD http://www.rafald.org

Industriels : STMicroelectronics, CEA-LETI, Air Liquide, Altatech, Microtest, Annealsys, Encapsulix

Autres acteurs dans le monde : Applied Materials, ASM, Lam research, TEL, Beneq, Picosun, Oxford Instruments, Ultratech/cambridge nanotech, Arradiance, Intel

Contact : [email protected] ou [email protected]

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MOTS-CLÉS

Nanomatériaux ALD PEALD

KEYWORDS

Nanomaterials   |   ALD   |   PEALD

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re260


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - POINTU (A.M.) et al -   Techniques de l’ingénieur  -  D2835 (1997).

  • (2) - PROFIJT (H.B.) et al -   J. Vac. Sci. Technol. A  -  29, 050801 (2011).

  • (3) - CHOI (S-W.) et al -   Journal of the Koran Physical Society  -  42, S975-S979 (2003).

  • (4) - DETAVERNIER (C.) et al -   ECS Trans.  -  16, 239-246 (2008).

  • (5) - LANGEREIS (E.) et al -   J. Appl. Phys.  -  102, 083517 (2007).

  • (6) - KIM (H.) et al -   J. Appl. Phys.  -  98, 014308 (2005).

  • (7) - PIALLAT (F.) et al -   Microelectronic...

1 Sites Internet

RAFALD (Réseau des Acteurs Français de l’ALD) : http://www.rafald.org

Réseau des plasmas froids : http: http://plasmasfroids.cnrs.fr

Société Française du Vide (SFV) : http://www.vide.org

American Vacuum Society: http://www.avs.org

Fondation Nanosciences : http://www.fondation-nanosciences.fr/

HERALD (regroupement européen des acteurs de l’ALD) : http://www.european-ald.net/

HAUT DE PAGE

2 Événements

Conférences :

  1. Workshop RAFALD : http://www.rafald.org

  2. Conférence annuelle de l’AVS sur l’ALD (à Dublin pour l’année 2016) : http://ald2016.com/

  3. Baltic ALD et EuroCVD : http://eurocvd-balticald2017.se/

  4. AVS symposium : https://www.avs.org/symposium

  5. CIP (International Colloquium on Plasma Processes) : http://www.vide.org/cip2015/...

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