Area-Selective Atomic Layer Deposition of Al2O3 with a Methanesulfonic Acid Inhibitor

X射线光电子能谱 原子层沉积 化学吸附 甲磺酸 化学 俄歇电子能谱 岛屿生长 无机化学 吸附 图层(电子) 化学工程 物理化学 有机化学 工程类 物理 核物理学 外延
作者
Josiah Yarbrough,Fabian Pieck,Alexander B. Shearer,Patrick Maué,Ralf Tonner,Stacey F. Bent
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:35 (15): 5963-5974 被引量:24
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.3c00904
摘要

Experiment and density functional theory (DFT) are combined to study the selective growth of Al2O3 with methanesulfonic acid (MSA) as a small molecule inhibitor (SMI) for Cu. Two metalorganic aluminum precursors for Al2O3 atomic layer deposition (ALD), trimethylaluminum (TMA) and dimethylaluminum isopropoxide (DMAI), are compared in the presence of Cu, Ru, SiO2, and TiO2 substrates treated with MSA. Water contact angle goniometry results suggest facile uptake of MSA on Cu, compared to more limited chemisorption on Ru, SiO2, and TiO2, a phenomenon further confirmed with Auger electron spectroscopy (AES) elemental mapping. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) shows a reduction process that occurs between MSA and the native oxide of Cu, suggesting a mechanism in which MSA more favorably interacts with metallic over oxidic surfaces such as SiO2 or TiO2. DFT further elucidates this hypothesis by revealing reaction barriers for MSA and SiO2 that are an order of magnitude higher than those for the reaction between MSA and Cu. Selective chemisorption of MSA on Cu, confirmed by XPS and AES, protects the Cu while allowing growth of up to 3.5 nm of Al2O3 with greater than 97% selectivity on SiO2, TiO2, and Ru using DMAI as the aluminum precursor; TMA as a precursor produces much less selective growth of Al2O3. Together, these results indicate that selective adsorption of MSA allows for the inhibition of Al2O3 ALD on Cu substrates. Furthermore, we show that area-selective atomic layer deposition (AS-ALD) is strongly influenced by precursor selection, revealing that process optimization is a key requirement for producing AS-ALD with SMIs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
onw完成签到 ,获得积分10
1秒前
pingping完成签到,获得积分10
2秒前
7秒前
一杯沧海完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
15秒前
16秒前
18秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
20秒前
三伏天完成签到,获得积分10
20秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
whuhustwit完成签到,获得积分10
22秒前
you完成签到 ,获得积分10
23秒前
agodking完成签到,获得积分10
23秒前
Jiaying完成签到 ,获得积分10
23秒前
zhangjianan发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
崩溃完成签到,获得积分10
26秒前
leo完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
草头将军完成签到,获得积分10
29秒前
丰富的夏兰完成签到,获得积分10
31秒前
lili完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
机智的孤兰完成签到 ,获得积分10
33秒前
zhangjianan完成签到,获得积分10
35秒前
细心的凡蕾完成签到 ,获得积分10
36秒前
灵巧的长颈鹿完成签到,获得积分10
36秒前
Maestro_S完成签到,获得积分0
38秒前
英吉利25发布了新的文献求助20
42秒前
43秒前
43秒前
大胆的灵雁完成签到,获得积分10
43秒前
49秒前
平常的朝雪完成签到 ,获得积分10
55秒前
55秒前
852应助科研通管家采纳,获得30
57秒前
月亮啊完成签到 ,获得积分10
58秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7705931
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9263518
关于积分的说明 20043219
捐赠科研通 7281725
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3295371
关于科研通互助平台的介绍 2450570
邀请新用户注册赠送积分活动 2302356