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RÉSUMÉ
Pour affiner la compréhension et le contrôle des mécanismes de croissance qui gouvernent le processus de dépôt ALD, les techniques de caractérisation in situ constituent des voies d’investigation de premier ordre. Dans cet article, les différentes techniques utilisées seront présentées en fonction de l’information apportée pour la connaissance du procédé de dépôt ALD : en premier lieu, pour la détermination de la fenêtre de dépôt ALD, puis pour la détermination des mécanismes réactionnels, et enfin pour la corrélation avec les propriétés des films élaborés.
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Jean-Luc DESCHANVRES : Chargé de Recherche CNRS - Affiliation Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP) - Université Grenoble Alpes, LMGP, F-38000 Grenoble, France ; CNRS, LMGP, F-38000 Grenoble, FRANCE.
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Carmen JIMENEZ : Ingénieur de Recherche CNRS - Affiliation Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP) - Université Grenoble Alpes, LMGP, F-38000 Grenoble, France ; CNRS, LMGP, F-38000 Grenoble, FRANCE.
INTRODUCTION
Domaine : Innovation,
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité Technologies impliquées : Atomic Layer Deposition (ALD)
Domaines d’application : Microélectronique, énergie, OLED, santé,
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Minalogic, Tenerrdis
Centres de compétence : OMNT ( https://www.omnt.fr/fr/)
Industriels : Équipementier (Encapsulix, Annealsys, Picosun, Beneq)
Autres acteurs dans le monde :
Contact : [email protected] ; [email protected]
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MOTS-CLÉS
Mécanismes réactionnels déposition atomique par flux alterné caractérisation in situ micro-balance à quartz
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5. Sigles
ALD : Atomic Layer Deposition – Déposition Atomique par flux alterné
ANR : Agence Nationale de la Recherche
DMZ : Dimethylzinc, Zn(CH3)2
DEZ : Diethylzinc, Zn(C2H5)2
DFT : Density Functional Theory – théorie de la densité fonctionnelle
DMA : Diméthylamine
EMA : effective-medium-approximation – approximation du milieu effectif moyen
EXAFS : Extented X ray Absorption Fine Structure – analyses des oscillations fines d’absorption X sur un domaine étendu
FTIR : Fourier Transform Infrared spectroscopy ou spectroscopie d’infrarouge à transformée de Fourier.
GISAXS : Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering – diffusion des rayons X aux petits angles en incidence rasante.
GPC : Growth Per Cycle – croissance par cycle ou taux de croissance par cycle
ICP : Inductive Coupled Plasma – plasma par couplage inductif
LMGP : Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique
MOCVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition – Dépôt chimique en phase vapeur à partir de précurseurs organométalliques
OES : Optical Emission Spectroscopy – spectroscopie d’émission optique
PEALD : ALD assistée Plasma
QCM : Quartz Crystal Microbalance ou microbalance à quartz
SIMAP : laboratoire Sciences et Ingénierie des Matériaux et des Procédés
TMA : Trimethylaluminium, Al(CH3)3
XANES : X ray Absorption Near Edge Spectroscopy – techniques de spectroscopie d’absorption de rayons X autour du seuil
XAS : X ray Absorption Spectroscopy – techniques de spectroscopie d’absorption de rayons X
XRF : X Ray Fluorescence – fluorescence X
XPS : X ray photoelectron spectroscopy – spectroscopie des photoélectrons par excitation rayons X
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KNAPAS (K.), RITALA (M.) - In Situ Studies on Reaction Mechanisms in Atomic Layer Deposition. - Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 38 : 3 167-202 (2013).
-
(2) - - Quartz Crystal Microbalance Theory and Calibration, Stanford Research Systems.
-
(3) - ELAM (J. W.), GRONER (M. D.), GEORGE (S. M.) - Viscous flow reactor with quartz crystal microbalance for thin film growth by atomic layer deposition, - Rev. Sci. Instrum., Vol. 73, No. 8, 2981-2987 (2002).
-
(4) - ELAM (J. W.), PELLIN (M. J.) - GaPO4 Sensors for Gravimetric Monitoring during Atomic Layer Deposition at High Temperatures, - Anal. Chem., 77 3531-3535 (2005).
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(5) - ELAM (J.W.), GEORGE (S.M.) - Growth of ZnO/Al2O3 alloy films using atomic layer deposition techniques, - Chem. Mater., 15 (2003) 1020-1028. DOI : 10.1021/cm020607.
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