DARPA的研究人员开发的室温原子层沉积的新方法

DARPA资助的研究人员已经开发了超薄材料的合成在室温温度突破工业的方法，要求800摄氏度以上的温度的一种新方法。提前打开一个路径创建一系列前所未有的薄膜微电子，通过常规方法的生产已经不可能因为许多部件失去他们的关键功能时受到高温。

图片说明：图为一个在27摄氏度（80华氏度）的硅衬底上沉积的氮化镓薄膜，采用了一种新的沉积超薄薄膜的工艺。这些材料的电沉积方法需要的温度在800摄氏度（1472华氏度），这是与微电子加工由于热会对基板材料的损伤不相容的。这种新的方法可以让以前不兼容的集成微电子材料。（科罗拉多大学巨石图片）

新的方法，称为电子增强原子层沉积（ee-ald），最近在科罗拉多大学，Boulder（铜）为原料合成了DARPA的局部控制部分（局部）程序。铜团队展示了硅和许多先进的微电子氮化镓室温沉积的关键要素以及可控蚀刻特定材料的能力，主要在三个维度的精确的空间控制。这样的能力是至关重要的，因为需求增长越来越小的设备架构。

在第一次展示在2015年初的过程中，团队成员进行详细的机理研究，学习如何最好地利用和控制薄膜生长ee-ald。通过控制电子能量在ALD的周期，他们发现他们可以调整过程有利于材料沉积或去除。有选择性地去除（蚀刻）沉积材料的条件下，与电子的能力低，是前所未有的，并预计将提高薄膜质量。该集团还探索蚀刻特定材料如氮化铝和氧化铪等方法，在专门的电子应用表明他们可以选择性地蚀刻这些材料在复合材料的重要，这对传统的掩蔽方法提供了一个有吸引力的替代。

铜也建立了一个自定义的沉积室中展示的ee-ald过程的产业关联性和可扩展性，可以存款或蚀刻由工业规模的六英寸硅片多材料薄膜。原则上，该方法可以扩展到更大的基板和并行的一次处理多晶片。研究人员现在正在努力了解的ee-ald过程参数空间广阔更好地控制薄膜的成分和性质的三个维度。

“展望未来，这ee-ald方法可不只是作为一个整合的不相容的材料工具也越来越普遍建立和蚀刻装置的结构在原子尺度上，一个越来越重要的能力随着电路尺寸的缩小，”Tyler McQuade说，DARPA的项目经理。

的工作，这是与海军研究实验室和国家标准和技术研究所合作进行的，是最近被确认为六个“亮点2016”-选自超过400个接受口头介绍和海报在第十六届国际原子能会议上原子层沉积在都柏林，爱尔兰。