Сравнение технологий осаждения тонких покрытий


Таблица
параметр мн молекулярно-лучевая эпитаксия химическое осаждение из газовой фазы магнетронное распыление термическое испарение
однородность толщины превосходная хорошая хорошая приемлемая приемлемая
плотность пленки хорошая хорошая хорошая приемлемая хорошая
покрытие рельефных ступенек полное зависит от процесса неполное неполное неполное
адгезия между пленкой и образцом хорошая зависит от процесса плохая плохая зависит от процесса
осаждение при низкой температуре зависит от процесса зависит от процесса зависит от процесса зависит от процесса зависит от процесса
скорость осаждения зависит от процесса хорошая хорошая хорошая хорошая
осаждение в промышленном производстве используется используется используется используется редко используется

До начала 2000-х годов метод МН (за рубежом метод получил название “атомно-слоевое осаждение – atomic layer deposition”, ALD) носил преимущественно академический характер, но в начале 2000-х возникла острая потребность замещения SiO2 в СБИС на high-K диэлектрики, и метод МН оказался основным претендентом для широкого внедрения в электронной промышленности для создания оксидов с высокой диэлектрической проницаемостью. На данный момент технология МН является одним из наиболее перспективных методов в современной нанотехнологии. Синтезируемые пленки различных химических соединений используются для получения катализаторов, в микро- и оптоэлектронике, микросистемной технике, электролюминесцентных экранах, солнечной энергетике, литий-ионных аккумуляторах, коррозионностойких покрытиях, буферных слоях и ряде других применений. Методом МН можно покрывать подложки сложной формы и большой поверхности однородным по толщине слоем синтезируемого вещества, что является его уникальным отличием от всех известных способов нанесения тонких пленок. Воспроизводимый на атомном уровне процесс роста позволяет получать пленки заданной толщины с точностью до монослоя, в том числе с чередованием слоев различных химических соединений. В настоящее время методом МН синтезируют пленки оксидов (Al2O3, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, In2O3, SnO2, ZnO, CdO, V2O5, WO3 и др.), нитридов (BN, AlN, GaN, InN, SiNx, Ta3N5, Cu3N, Zr3N4, TiN, TaN, NbN, MoN и др.), соединений АIIBVI (ZnS, CdS, ZnSe, ZnTe, CaS, SrS, BaS, CdTe, MnTe, HgTe и др.), соединений AIIIBV (GaAs, AlAs, AlP, InP, GaP, InAs), металлов (Pt, Ir, Pd, Ag, Au, W, Cu, Co, Fe, Ni, Mo, Ta, Ti, Al, Si, Ge) и ряд других химических соединений.