原子層沉積(ALD)的飽和沉積特性使得該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于對材料厚度和純度要求極高的電子行業(yè),進(jìn)而引起人們的廣泛關(guān)注。材料生長機(jī)制是材料科學(xué)研究的重要內(nèi)容,對ALD過程進(jìn)行計算機(jī)仿真,能夠幫助人們深入了解實驗手段無法獲得的沉積機(jī)理,進(jìn)而對改進(jìn)和優(yōu)化薄膜生長工藝,提高薄膜質(zhì)量和性質(zhì)具有極為重要的意義。為了研究難以通過實驗方法了解的ALD納米薄膜沉積的形貌演化過程,本文引入了一個以隨機(jī)沉積和擴(kuò)散限制聚集為基礎(chǔ)的蒙特卡羅模型。通過采用較為新穎的切入點,模擬納米級沉積單元的聚合,成功觀察到了薄膜形態(tài)的瞬時演變過程及其相應(yīng)的參數(shù)。盡管模擬過程中簡化了ALD過程涉及的一些化學(xué)細(xì)節(jié),模擬結(jié)果仍然能夠定性地描述前驅(qū)體分子較大的ALD實驗,并且獲得了生長速率與空間位阻之間的強(qiáng)烈依賴性。此外,完全基于建模準(zhǔn)確預(yù)測并分析了ALD穩(wěn)定生長階段之前眾所周知的生長延遲行為。通過這項工作,描述了空間位阻對ALD生長初期階段的巨大影響。本文針對原子層沉積的計算機(jī)仿真進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,研究內(nèi)容可以概括為以下幾個方面:(1)在對現(xiàn)有模型歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,結(jié)合ALD獨特的飽和沉積特性,抽象并建立了針對于ALD無定形薄膜的沉積...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 原子層沉積技術(shù)概述
        1.2.1 ALD技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 ALD過程及其工藝特點
        1.2.3 ALD的應(yīng)用
    1.3 計算機(jī)模擬概述
第二章 原子層沉積的計算機(jī)仿真
    2.1 引言
    2.2 薄膜生長理論及模擬方法
        2.2.1 薄膜的生長過程
        2.2.2 薄膜的生長模式
        2.2.3 薄膜生長模擬的方法
    2.3 ALD薄膜生長模型的分析
        2.3.1 生長模型概述
        2.3.2 基于反應(yīng)動力學(xué)的模型
        2.3.3 基于表面熱力學(xué)及動力學(xué)的模型
    2.4 小結(jié)
第三章 原子層沉積過程的三維形貌演化
    3.1 引言
    3.2 模型的建立與實現(xiàn)
        3.2.1 基本模型的建立
        3.2.2 飽和事件的建模
        3.2.3 表面弛豫行為的建模
    3.3 計算細(xì)節(jié)
        3.3.1 計算量的定義
        3.3.2 原子層沉積生長階段的界定
        3.3.3 飽和沉積的實現(xiàn)
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 薄膜GPC分析
        3.4.2 薄膜形貌分析
    3.5 小結(jié)
第四章 原子層沉積生長的研究
    4.1 引言
    4.2 其他因素對于ALD生長的影響
        4.2.1 脈沖時間對于ALD生長的影響
        4.2.2 擴(kuò)散速率對于ALD初期的影響
    4.3 空間位阻對于ALD初期的影響
        4.3.1 空間位阻對形貌的影響
        4.3.2 空間位阻對生長率的影響
        4.3.3 空間位阻對臨界循環(huán)數(shù)Nc的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 主要結(jié)論與創(chuàng)新點
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 致謝
附錄Ⅱ 攻讀碩士期間研究成果



本文編號：3934536