Papel de la miscibilidad del precursor en el depósito de la capa atómica selectiva por área

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La deposición de capa atómica selectiva por área (AS-ALD) es crucial para la fabricación avanzada de nanoestructuras.
• La selección de precursores es un factor crítico que determina el éxito de los procesos AS-ALD.
• La comprensión de las interacciones inhibidor-precursor es clave para lograr la deposición selectiva en superficies con patrones.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de los diferentes precursores de aluminio en el logro de ALD selectivo por área de Al2O3.
• Evaluar la eficacia del benzenetiol (BT) como inhibidor en las superficies de cobre y óxido de cobre.
• Comprender la relación entre la estructura del precursor, la interacción del inhibidor y la selectividad de la deposición.

Principales métodos:

• Se han probado cuatro precursores de aluminio: isopropoxido de dimetilaluminio (DMAI), trimetilaluminio (TMA), trietilaluminio (TEA) y triisobutilaluminio (TIBA).
• Se utiliza el benzenetiol (BT) como inhibidor en sustratos de SiO2 con características de Cu/CuOx.
• Se analizó la selectividad de la deposición de Al2O3 y la morfología de la capa inhibidora después de la exposición al precursor.

Principales resultados:

• El DMAI demostró una selectividad excepcional (> 99,9%) para la deposición de Al2O3 en superficies dieléctricas.
• Los precursores de alquilaluminio (TMA, TEA, TIBA) mostraron una escasa selectividad debido a la miscibilidad y degradación del CuBT multicapa.
• La selectividad de DMAI se atribuye a su no mezclabilidad con la capa CuBT, lo que permite una transferencia de patrones precisa.

Conclusiones:

• La estructura del ligando precursor influye significativamente en la miscibilidad con la capa inhibidora (CuBT), afectando la nucleación de Al2O3.
• El DMAI es un precursor prometedor para el AS-ALD de alta selectividad de Al2O3, que ofrece excelentes capacidades de transferencia de patrones.
• Este estudio proporciona información crítica para el diseño de procesos efectivos de AS-ALD al considerar las interacciones precursor-inhibidor.