Un ejemplo de deposición de capas atómicas (ALD) es el uso de trimetilaluminio (TMA) y vapor de agua (H2O) para hacer crecer óxido de aluminio (Al2O3) sobre un sustrato. Este proceso implica reacciones químicas secuenciales y autolimitadas entre los precursores en fase gaseosa y las especies activas de la superficie, lo que garantiza un crecimiento uniforme y conforme de la película a escala de capa atómica.
Explicación detallada:
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Introducción de precursores y reacción superficial:
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En un ciclo ALD típico, el primer precursor, el trimetilaluminio (TMA), se introduce mediante pulsos en la cámara de reacción donde se encuentra el sustrato. Las moléculas de TMA reaccionan con los sitios activos de la superficie del sustrato, formando una monocapa de átomos de aluminio. Esta reacción es autolimitada; una vez ocupados todos los sitios activos, no se produce ninguna otra reacción, lo que garantiza una capa precisa y uniforme.Paso de purga:
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Tras el pulso de TMA, sigue un paso de purga para eliminar cualquier exceso de TMA y subproductos de la cámara. Este paso es crucial para evitar reacciones no deseadas y mantener la pureza e integridad de la película en crecimiento.
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Introducción del segundo precursor:
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A continuación se introduce en la cámara el segundo precursor, vapor de agua (H2O). Las moléculas de agua reaccionan con la monocapa de aluminio formada anteriormente, oxidando el aluminio para formar óxido de aluminio (Al2O3). Esta reacción también es autolimitada, lo que garantiza que sólo se oxida el aluminio expuesto.Segundo paso de purga:
Similar a la primera purga, este paso elimina cualquier vapor de agua sin reaccionar y los subproductos de la reacción de la cámara, preparándola para el siguiente ciclo.
