同反应剂对表面氧化作用的作用 氧化物的原子层沉积在金属表面上的作用
Jay V Swarup1, Heng-Ray Chuang1, Amy L You1
1RFS School of Chemical and Biomolecular Engineering Cornell University Ithaca, New York 14850, United States.
在氧化 (Al2O3) 的原子层沉积 (ALD) 中选择的共同反应剂显著影响膜生长和基板相互作用. 特-布坦醇 (t-BuOH) 在沉积Al2O3在敏感金属表面方面比水 (H2O) 有优势.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 原子层沉积 (ALD) 是制造精确控制的薄膜的关键技术.
- 氧化 (Al2O3) 是电子产品和防护涂料中广泛使用的材料.
- 在ALD中,前体和协同反应物的选择会影响薄膜特性和基质兼容性.
研究的目的:
- 研究辅助反应剂,特别是三butanol (t-BuOH) 和水 (H2O) 对Al2O3 ALD的影响.
- 评估这些协同反应物的对底层金属基板 (Cu和Co) 的影响.
- 了解协同反应剂选择在防止Al2O3沉积过程中界面氧化中的作用.
主要方法:
- 在现场监测ALD使用石英晶微平衡 (QCM).
- 使用X射线光电子光谱 (XPS),光谱圆测量,X射线反射率和原子力显微镜 (AFM) 进行沉积Al2O3膜的表征.
- 对Cu和Co金属表面Al2O3沉积的研究.
主要成果:
- 在285°C时,t-BuOH和H2O都会产生具有相似性质和生长速度的Al2O3膜.
- 在120°C,Al2O3增长与H2O发生,但与t-BuOH没有发生.
- Al2O3与H2O的沉积氧化了Co基质,而t-BuOH阻止了Co的氧化;也没有氧化Cu.
- t-BuOH的固体阻碍可能会在较晚的生长阶段抑制扩散驱动的界面氧化.
结论:
- 同反应剂的选择对于控制Al2O3ALD过程和防止基质氧化至关重要.
- 特-布坦醇 (t-BuOH) 是一种合适的协同反应剂,可以将Al2O3沉积在像这样的氧化敏感金属上.
- 使用t-BuOH的Al2O3的ALD为金属上制造强大的,接口控制的薄膜提供了一条途径.
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