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氧化膜上铜的原子层沉积
通过 ALD 循环次数可以实现区域选择性沉积 (ASD)。然而，对薄膜生长的横向控制，即区域选择性沉积 (ASD)，对于 ALD 来说要困难得多。尤其微电子应用需要 ASD 来满足制造要求，因为关键特征尺寸缩小到纳米级，而且通过自上而下的光刻方法进行图案化变得越来越具有挑战性。[2,3] 光刻掩模需要以纳米级精度对准，即使是最轻微的掩模错位也必然会导致边缘位置误差 (EPE)。在 ALD 中实现 ASD 的传统方法可分为三大类：1) 非生长区域钝化；2) 生长区域的活化；3) 使用固有选择性沉积化学。在类别 (1) 中，非生长区域用钝化自组装单分子层 (SAM) 或聚合物膜进行功能化。 [4,5] 通常，当前体吸附在非理想组装或部分降解的 SAM 上时，会发生选择性损失。吸附在 SAM 上的前体分子作为后续前体剂量的反应位点，从而丧失选择性。[2] 在下一个处理步骤之前，还必须完全去除钝化层。在类别 (2) 中，生长区域表面在 ASD 之前进行功能化，以实现薄膜生长。[6–7] 然后，薄膜仅沉积在功能化表面上，而其他区域保持清洁。这种方法规定了非生长和功能化生长表面上的薄膜成核的明显对比。因此，它主要限于金属 ALD 工艺，因为金属表面比其他表面更容易成核。此外，需要仔细控制剂量以维持生长选择性。由于 ASD 的活化层被 ALD 膜掩埋，因此下一个处理步骤可以直接进行。在类别 (3) 中，即固有选择性 ALD，选择性完全由前体与基底上不同材料表面之间的反应决定。在正在制造的薄膜器件结构表面上，不同的材料暴露于 ALD 前体，但薄膜仅生长在某些优选材料上，从而定义生长区域。这是真正的自下而上的处理，将整体图案化步骤减少到最低限度。由于图案自对准，因此排除了 EPE。出于这些原因，(3) 是 ASD 的一个非常有吸引力的选择，但控制表面化学以在几个 ALD 循环中保持 ASD 极具挑战性。因此 (3) 主要限于金属的 ASD。[8–9]
AVS 表面之下 - Andrea Tononi
微电子设备的微型化要求制造技术达到原子级精度，特别是在薄膜沉积方面。原子层沉积 (ALD) 因其在控制复杂三维结构上的薄膜厚度和成分方面的精度而受到认可。本研究重点研究了钌 (Ru) 的 ALD 成核和生长机制，钌是一种对未来微电子学具有重大影响的金属。尽管具有诸多优势，但将高表面自由能材料（如 Ru）沉积在低表面自由能材料（如氧化物）上通常面临成核延迟大和生长不均匀的挑战。为了应对这些挑战，我们探索了使用三甲基铝 (TMA) 或二乙基锌 (DEZ) 进行有机金属表面预处理以增强 Ru 薄膜成核和生长的有效性。我们的研究采用了一种研究较少的 Ru 前体，环戊二烯基乙基（二羰基）钌 [RuCpEt(CO) 2 ]，它在减少成核延迟和增加薄膜连续性方面表现出良好的效果。 Ru ALD 在具有天然氧化物的硅基板上进行，使用 RuCpEt(CO) 2 和 O 2 作为共反应物。我们的研究结果表明，表面预处理显著提高了最初 60 个 ALD 循环内的成核密度和膜厚度，与未经预处理的基板相比，Ru 表面覆盖率提高了 3.2 倍。在密度泛函理论计算的支持下，我们提出，与之前研究的 Ru(Cp) 2 相比，RuCpEt(CO) 2 观察到的增强成核是由于两种关键机制：沉积过程中 CO 配体的促进去除，从而增强了前体的反应性，以及涉及 RuCpEt(CO) 2 的乙基配体和表面上的金属烷基团的氢提取反应。这项研究不仅加深了我们对 Ru ALD 工艺的理解，而且还强调了前体化学和表面处理对优化 ALD 以用于高级微电子应用的重大影响。
s42235-020-0109-1.pdf
1. 伊朗巴博尔诺希尔瓦尼理工大学材料工程系，巴博尔 71167-47148 2. 伊朗阿尔伯兹材料与能源研究中心纳米技术与先进材料，卡拉杰 3177983634 摘要 探讨了两种骨降解抑制剂阿仑膦酸钠 (Ald) 三水合物和锶 (Sr) 同时存在对磷酸钙水泥 (CPC) 特性的影响。为此，在磷酸钙水泥中使用 5 wt% 锶和 21 mM 阿仑膦酸钠三水合物，并分析了凝固时间、离子和药物释放。在水泥样品上培养 RAW264.7 和 G 细胞，研究了抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRAP)、碱性磷酸酶 (ALP) 活性和 MTT 测定。结构分析结果表明，21 mM Ald 不会使水泥凝固。因此，在水泥配方中添加了胶体二氧化硅，成功缩短了凝固时间。体外试验表明，Sr 负载样品对 G 细胞生物相容性的抑制作用比 Ald 负载样品和 Sr-Ald 负载样品更大。此外，关于成骨细胞 MTT 和 ALP 活性的发现表明 Sr 对 G 细胞的成骨活性更有效。磷酸钙水泥 (CPC) 中 Ald 和 Sr 同时存在对其生物相容性的影响不如单独存在 Sr。
利用高通量原子层沉积工艺降低锂离子电池制造成本和能耗
该项目将在三个预算期 (BP) 内完成，每个 BP 之间都有一个通过/不通过决策点。此 NEPA 审查适用于所有三个 BP 中的工作活动。在 BP1 期间，将采购 R2R 工具并进行安装规划。将开发和表征新涂层。然后将合成、涂覆和测试隔膜。将使用现有的批量 ALD 系统进行涂层。将选出性能最佳的涂层进行进一步测试。BP2 活动将包括 R2R 工具安装、隔膜合成和使用 R2R ALD 系统进行涂层。将在涂层隔膜上进行性能测试。还将进行初步技术经济分析 (TEA)。BP3 活动将包括电池制造、隔膜和电池单元的性能测试、与现有商用电池堆垛机在线演示 R2R ALD 涂层系统以及完成 TEA。
使用Bcl3等离子体衍生的自由基对MOS2进行三维表面处理
ABSTRACT: The realization of next-generation gate-all-around field-effect transistors (FETs) using two-dimensional transition metal dichalcogenide (TMDC) semiconductors necessitates the exploration of a three-dimensional (3D) and damage-free surface treatment method to achieve uniform atomic layer-deposition (ALD) of a high-k dielectric film on the inert surface of a TMDC channel.这项研究开发了对MOS 2的BCl 3等离子体衍生的自由基处理，以使MOS 2表面功能化，以使超薄AL 2 O 3膜的随后ALD函数。微观结构验证证明，在平面MOS 2表面上大约2 nm厚2 O 3膜的覆盖范围，并使用从基板漂浮的悬浮的MOS 2通道确认了该技术对3D结构的适用性。密度功能理论计算由光学发射光谱和X射线光电子光谱测量值支撑，揭示了Bcl激进分子主要由BCL 3等离子体产生，并吸附在MOS 2上，并促进了Ultrathin Ald-Ald Ald-Ald 2 O 3膜的均匀成核。拉曼和单层MOS 2的光致发光测量以及底部门控的FET的电测量结果证实，由Bcl 3等离子体衍生的自由基治疗造成的可忽略不计。最后，证明了具有超薄ALD-Al 2 O 3（〜5 nm）栅极介电膜的顶部门控FET的成功操作，表明预处理的有效性。关键字：MOS 2，表面功能化，BCl 3等离子体，自由基，原子层沉积，高K介电
纳米级时间相关电介质击穿 (nanoTDDB ...
新沉积的介电材料的质量控制是 nanoTDDB 使用的另一个例子。具体来说，当使用原子层沉积 (ALD) 制备薄氧化膜时，需要对该过程进行微调以产生可重复的结果。这里用 ALD 制备二氧化硅膜，并用椭圆偏振法测量其厚度。由于在晶圆的不同位置观察到一些膜厚度变化，因此使用 Jupiter XR AFM 进行 nanoTDDB 测量以测量膜的电性能。使用 AFM 软件中编程的自动程序在晶圆的各个位置进行测量。
通过原子/分子层沉积研究对苯二甲酸铜金属有机骨架薄膜的气相合成
无溶剂合成和加工金属有机骨架 (MOF) 对于将这些材料应用于应用技术至关重要。MOF 薄膜的气相合成特别适合此类应用，但与传统的基于溶液的方法相比具有挑战性。因此，推进和扩大 MOF 薄膜的气相合成势在必行。结晶对苯二甲酸铜 MOF 薄膜通过原子和分子层沉积 (ALD/MLD) 在不同种类的基底上以气相生长。从先驱工作扩展而来，首次清楚地证明了 3D 相的形成，并揭示了该工艺对多种基底的适应性。在 ALD/MLD 工艺的早期阶段观察到定向膜生长，导致表面上取向的 MOF 晶体，当随着 ALD/MLD 循环次数的增加而进行各向同性生长时。值得注意的是，这项研究主要展示了使用具有晶格匹配拓扑的 DMOF-1 单晶作为起始表面，在气相中实现异质外延生长。这种方法为在气相中开发 MOF 超晶格材料提供了一种有吸引力的途径。
MoF6 在羟基化催化剂上吸附的第一性原理研究...
人们对二维过渡金属二硫属化物产生了浓厚的兴趣，这引发了大量使用可扩展气相方法（如化学气相沉积 (CVD) 和原子层沉积 (ALD)）对其合成进行实验研究。ALD 通常允许较低的沉积温度，并且化学前体的成核需要与表面功能团发生反应。研究 ALD 建模的常用第一性原理方法是计算拟议反应途径的活化能。在这项工作中，我们使用密度泛函理论 (DFT) 计算了部分电荷密度、局部态密度 (LDoS)、Bader 电荷分析、吸附能和电荷密度差，以研究 MoF 6 在三种氧化物表面（包括 Al 2 O 3 、HfO 2 和 MgO）的成核。我们的研究结果表明，羟基 (OH) 有助于降低 MoF 6 前半周期内的反应势垒并促进前体在氧化物基底上的化学吸附。这一发现得到了氧化物表面高离子性 MF x（M = 金属，x = 1、2、3）键形成的支持。通过比较有羟基和无羟基的表面，我们强调了表面化学的重要性。
对MOF吸收在羟基化和非羟基化金属氧化物表面上吸收的第一原理研究及其对MOS2原子层沉积的影响
对二维过渡金属二核苷的显着兴趣已通过可伸缩的蒸气相，例如化学蒸气沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）进行了许多实验研究。ALD通常允许较低的沉积温度，化学前体的成核需要与表面官能团的反应。用于研究ALD建模的一种常见的第一原理方法是计算提出的反应途径的活化能。在这项工作中，我们使用密度功能理论（DFT）计算了部分电荷密度，状态（LDO）的局部密度（LDOS），不良电荷分析，吸附能和电荷密度差，以研究MOF 6在包括Al 2 O 3，HFO 2，HFO 2和MGO在内的三个氧化物表面上MOF 6的成核。我们的发现表明，羟基（OH）有助于降低MOF 6的前半循环期间的反应屏障，并促进氧化物底物上前体的化学吸收。这一发现得到了高离子MF X（M =金属，X = 1，2，3）在氧化物表面的键的支持。通过比较有和没有羟基的表面，我们强调了表面化学的重要性。