undefined

The co-reactant role during plasma enhanced atomic layer deposition of palladium

Julkaisuvuosi

2020

Tekijät

Feng, Ji-Yu; Minjauw, Matthias M.; Ramachandran, Ranjith K.; Van Daele, Michiel; Poelman, Hilde; Sajavaara, Timo; Dendooven, Jolien; Detavernier, Christophe

Tiivistelmä

Atomic layer deposition (ALD) of noble metals is an attractive technology potentially applied in nanoelectronics and catalysis. Unlike the combustion-like mechanism shown by other noble metal ALD processes, the main palladium (Pd) ALD process using palladium(II)hexafluoroacetylacetonate [Pd(hfac)2] as precursor is based on true reducing surface chemistry. In this work, a thorough investigation of plasma-enhanced Pd ALD is carried out by employing this precursor with different plasmas (H2*, NH3*, O2*) and plasma sequences (H2* + O2*, O2* + H2*) as co-reactants at varying temperatures, providing insights in the co-reactant and temperature dependence of the Pd growth per cycle (GPC). At all temperatures, films grown with only reducing co-reactants contain a large amount of carbon, while an additional O2* in the co-reactant sequence helps to obtain Pd films with much lower impurity concentrations. Remarkably, in situ XRD and SEM show an abrupt release of the carbon impurities during annealing at moderate temperatures in different atmospheres. In vacuo XPS measurements reveal the remaining species on the as-deposited surface after every exposure. Links are established between the particular surface termination prior to the precursor pulse and the observed differences in GPC, highlighting hydrogen as the key growth facilitator and carbon and oxygen as growth inhibitors. The increase in GPC with temperature for ALD sequences with H2* or NH3* prior to the precursor pulse is explained by an increase in the amount of hydrogen species that reside on the Pd surface which are available for reaction with the Pd(hfac)2 precursor.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Sajavaara Timo Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

22

Numero

16

Sivut

9124-9136

Julkaisu­foorumi

65018

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Ei

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Kemia

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdistynyt kuningaskunta

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1039/d0cp00786b

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä