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Dépôt par couche atomique spatiale (SALD)

Article de référence | Réf : RE253 v1

Principe général de l’ALD
Atomic Layer Deposition (ALD) - Principes généraux, matériaux et applications

Auteur(s) : Nathanaelle SCHNEIDER, Frédérique DONSANTI

Date de publication : 10 oct. 2016

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Présentation

2. Principe général de l’ALD

2.1 Notions fondamentales de l’ALD

HAUT DE PAGE

2.1.1 Dépôt chimique en phase vapeur

L’ALD est une variation récente d’une technique développée dès les années 1920, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD, Chemical Vapor Deposition) . Lors d’un procédé CVD, l’interaction entre le flux d’un mélange de gaz et un substrat chauffé conduit à la croissance d’une couche mince. Dans le cas d’une croissance CVD idéale, il n’y a pas de réactions des gaz entre eux (pas de réaction homogène), ils interagissent à la surface du substrat où ils forment un film solide par réaction hétérogène. Le substrat doit donc avoir une température suffisante pour permettre à la réaction de surface de se produire. Des réactions en phase vapeur conduisent à la formation de particules qui peuvent s’inclure dans le film et détériorer ses propriétés.

Le choix optimal de réactifs pour un procédé CVD correspond à celui permettant une vitesse de dépôt élevée, à une température de dépôt acceptable, tout en évitant des réactions homogènes. Par exemple, le silicium peut être déposé à partir de différentes combinaisons de réactifs : SiH₄, ou SiH₂Cl₂, ou SiCl₄/H₂, ou SiHCl₃/H₂, chacune d’elles permettant, selon la température du substrat, le dépôt de silicium amorphe, mono- ou poly-cristallin, à différentes vitesses de dépôt. On distingue généralement deux régimes en CVD : (i) celui limité par la diffusion des espèces réactives, à haute température ; (ii) celui limité par la réaction de surface, à basse température.

La...

BIBLIOGRAPHIE

(1) - PUURUNEN (R.L.) - « A short history of Atomic Layer Deposition : Tuomo Suntola’s Atomic Layer Epitaxy, » - Chem. Vap. Deposition, pp. 20, 332-344 (2014).
(2) - BELMONTE (T.) - « Dépôts chimiques à partir d’une phase gazeuse, » - Techniques de l’ingénieur, p. M 1660 (2010).
(3) - PUURUNEN (R.L.) - « Surface chemistry of atomic layer depostion : A case of study for the trimethylaluminium/ water process, » - J. Appl. Phys., vol. 97, p. 121301 (2005).
(4) - MIIKKULAINEN (V.), LESKELÄ (M.), RITALA (M.), PUURUNEN (R.L.) - « Cristallinity of inorganic films grown by atomic layer deposition : Overview and general trends, » - J. Appl. Phys., vol. 113, p. 21301 (2013).
(5) - GEORGE (S.M.) - « Atomic Layer Deposition : An overview, » - Chem. Rev., vol. 110, pp. 111-131 (2010).
...

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1 Sites Internet

ALD Pulse

http://aldpulse.com/ (page consultée le 2 juin 2016)

BALD Engineering

http://www.baldengineering.com/ (page consultée le 2 juin 2016)

Virtual Project on the History of ALD

http://www.vph-ald.com/ (page consultée le 2 juin 2016)

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2 Événements

AVS-ALD conference, congrès (conférences + salon) ayant lieu chaque année dans un continent différent.

http://www.avs.org/

Baltic-ALD conference, congrès ayant lieu une année sur deux dans une ville européenne

http://eurocvd-balticald2017.se/

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3 Brevets

Method for producing compound thin films, US. Patent 4 058 430 (1977).

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CONTEXTE

2 - PRINCIPE GÉNÉRAL DE L’ALD

2.1 - Notions fondamentales de l’ALD
2.2 - Principe fondamental du dépôt ALD

3 - PROCÉDÉ ALD

3.1 - Précurseurs ALD
3.2 - Influence de la température de dépôt – Fenêtre ALD
3.3 - Temps de pulse et de purge – Courbes de saturation
3.4 - Chimie de surface
3.5 - Effet du nombre de cycles, de la surface, du substrat (nucléation) et du mode de croissance
3.6 - Synthèse de multinaires
3.7 - Contrôle de la cristallinité des films déposés par ALD
3.8 - Réacteurs