Aatomkihtsadestamise protsesside mõju alumiiniumoksiid kile mehaanilistele omadustele

Abstract

Aatomkihtsadestatud (ALD) Al2O3 kile kasutatakse palju nano- ja mikrostruktuursetes seadmetes tema dielektriliste omaduste tõttu, kaasa arvatud painduval elektroonikal, kus polümeersele alusele transistorite valmistamisel peab temperatuur olema alla 350 °C. Antud töös vaadeldi 3 erineva ALD protsessi (Al(CH3)3/H2O, Al(CH3)3/O2 plasma, Al(CH3)3/O3) ja 3 eri sadestustemperatuuri (80, 150, 300 °C) mõju Al2O3 kile mehaanilistele omadustele. Mehaaniliselt karakteriseeriti kiled nanotäkkimisel, mil määrati nende kõvadus ja Youngi moodul. Kile kõvadus tõusis sadestustemperatuuriga sõltumata hapnikuallikast ja Youngi moodul H2O ja O3 kasutades. 80 ºC juures valmistati kõige kõvemad (9 GPa) ja kõrgema Youngi mooduliga (157 GPa) Al2O3 kiled O2 plasma protsessis. Antud protsessi kiled olid kõige homogeensemad. Kõige suuremad paksuse gradiendid esinesid O3 protsessides. 300 ºC juures valmistati kõige kõvemad (12 GPa) ja kõrgema Youngi mooduliga (174 GPa) Al2O3 kiled H2O protsessis.