Plasma-enhanced and thermal atomic layer deposition of Al 2O 3 using dimethylaluminum isopropoxide, [Al(CH 3) 2(μ-O iPr)] 2, as an alternative aluminum precursor

Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum, Surfaces and Films

Volumn 30, Issue 2, 2012, Pages

  Potts, Stephen E ^a   Dingemans, Gijs ^a   Lachaud, Christophe ^b   Kessels, W M M ^a  

^a EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

^b AIR LIQUIDE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALUMINUM PRECURSORS; C INCORPORATION; DEPOSITION TEMPERATURES; FILM COMPOSITION; FILM PROPERTIES; GROWTH PER CYCLE; H-CONTENT; IN-SITU; ISO-PROPOXIDE; MASS DENSITIES; P-TYPE SI; QUADRUPOLE MASS SPECTROMETRY; RUTHERFORD BACK-SCATTERING SPECTROMETRY; SURFACE RECOMBINATION VELOCITIES; TEMPERATURE RANGE; THERMAL ALD; THERMAL PROCESS;

ALUMINUM; CARBON DIOXIDE; MASS SPECTROMETRY; RUTHERFORD BACKSCATTERING SPECTROSCOPY; SILICON; SILICON WAFERS; SPECTROSCOPIC ELLIPSOMETRY;

ATOMIC LAYER DEPOSITION;

EID: 84858023603     PISSN: 07342101     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1116/1.3683057     Document Type: Article

References (94)

1. M. M. Frank, G. D. Wilk, D. Starodub, T. Gustafsson, E. Garfunkel, Y. J. Chabal, J. Grazul, and D. A. Muller, Appl. Phys. Lett. 86, 152904 (2005). 10.1063/1.1899745 (Pubitemid 40861439)
2. D. I. Garcia-Gutierrez, D. Shahrjerdi, V. Kaushik, and S. K. Banerjee, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2390 (2009). 10.1116/1.3256229
3. L. W. Shang, Z. Y. Ji, Y. P. Cheng, H. Wang, X. Liu, M. X. Han, and M. Liu, Sci. China Technol. Sci. 54, 95 (2011). 10.1007/s11431-010-4213-z
4. A. G. Aberle, Prog. Photovoltaics: Res. Appl. 8, 473 (2000). 10.1002/1099-159X(200009/10)8:5<>1.0.CO;2-U
5. B. Hoex, S. B. S. Heil, E. Langereis, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Appl. Phys. Lett. 89, 042112 (2006). 10.1063/1.2240736 (Pubitemid 44147566)
6. B. Hoex, J. Schmidt, P. Pohl, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Appl. Phys. 104, 044903 (2008). 10.1063/1.2963707
7. P. Poodt, A. Lankhorst, F. Roozeboom, K. Spee, D. Maas, and A. Vermeer, Adv. Mater. 22, 3564 (2010). 10.1002/adma.201000766
8. J. Schmidt, A. Merkle, R. Brendel, B. Hoex, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Prog. Photovoltaics 16, 461 (2008). 10.1002/pip.823
9. G. Dingemans, R. Seguin, P. Engelhart, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Phys. Status Solidi RRL 4, 10 (2010). 10.1002/pssr.200903334
10. S. -H. K. K. Park, J. Oh, C.-S. Hwang, J.-I. Lee, Y. S. Yang, and H. Y. Chu, Electrochem. Solid-State Lett. 8, H21 (2005). 10.1149/1.1850396 (Pubitemid 40214051)
11. M. D. Groner, S. M. George, R. S. McLean, and P. F. Carcia, Appl. Phys. Lett. 88, 051907 (2006). 10.1063/1.2168489 (Pubitemid 43190860)
12. E. Langereis, M. Creatore, S. B. S. Heil, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Appl. Phys. Lett. 89, 081915 (2006). 10.1063/1.2338776 (Pubitemid 44286139)
13. R. Matero, M. Ritala, M. Leskelä, T. Salo, J. Aromaa, and O. Forsén, J. Phys. IV 9, 493 (1999). 10.1051/jp4:1999862
14. S. E. Potts, L. Schmalz, M. Fenker, B. Daz, J. Swiatowska, V. Maurice, A. Seyeux, P. Marcus, G. Radnczi, L. Tth, and W. M. M. Kessels, J. Electrochem. Soc. 158, C132 (2011). 10.1149/1.3560197
15. B. Daz, E. Härkönen, J. Swiatowska, V. Maurice, A. Seyeux, P. Marcus, and M. Ritala, Corros. Sci. 53, 2168 (2011). 10.1016/j.corsci.2011.02. 036
16. H. B. Profijt, S. E. Potts, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Vac. Sci. Technol. A 29, 050801 (2011). 10.1116/1.3609974
17. S. E. Potts, W. Keuning, E. Langereis, G. Dingemans, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Electrochem. Soc. 157, P66 (2010). 10.1149/1.3428705
18. D. Barreca, G. A. Battison, R. Gerbasi, and E. Tondello, J. Mater. Chem. 10, 2127 (2000). 10.1039/b002968h
19. W. Cho, K. Sung, K.-S. An, S. S. Lee, T.-M. Chung, and Y. Kim, J. Vac. Sci. Technol. A 21, 1366 (2003). 10.1116/1.1562184
20. J. Koo, S. K. Kim, S. Joen, H. Jeon, Y. Kim, and Y. Won, J. Korean Phys. Soc. 48, 131 (2006).
21. B. Lux, C. Colombier, H. Altena, and K. Stjernberg, Thin Solid Films 138, 49 (1986). 10.1016/0040-6090(86)90214-2 (Pubitemid 16566859)
22. K. H. Kim, C. H. Ho, T.-G. Suh, S. Prakash, and R. F. Bunshah, J. Mater. Eng. 13, 199 (1991). 10.1007/BF02834178
23. E. Fredriksson and J.-O. Carlsson, Surf. Coat. Technol. 56, 165 (1993). 10.1016/0257-8972(93)90022-G (Pubitemid 23628056)
24. L. Tan, Y. Zan, J. Wang, Q. Wang, Y. Yu, S. Wang, Z. Liu, and L. Lin, J. Cryst. Growth 236, 261 (2002). 10.1016/S0022-0248(01)02159-5 (Pubitemid 34182103)
25. J. L. Dupuie and E. Gulari, Appl. Phys. Lett. 59, 549 (1991). 10.1063/1.105410
26. T. Stauden, G. Eichhorn, V. Cimalla, J. Pezoldt, and G. Ecke, Diamond Relat. Mater. 6, 1210 (1996). 10.1016/0925-9635(96)00512-2 (Pubitemid 126377054)
27. K. Tsubouchi and K. Masu, Vacuum 46, 1249 (1995). 10.1016/0042-207X(95) 00007-0
28. G. S. Higashi and C. G. Fleming, Appl. Phys. Lett. 55, 1963 (1989). 10.1063/1.102337
29. K. Sugioka, J.-F. Fan, K. Toyoda, H. Waki, and H. Takai, J. Mater. Res. 7, 185 (1992). 10.1557/JMR.1992.0185
30. A. C. Dillon, A. W. Ott, J. D. Way, and S. M. George, Surf. Sci. 322, 230 (1995). 10.1016/0039-6028(95)90033-0
31. A. W. Ott, J. W. Klaus, J. M. Johnson, and S. M. George, Thin Solid Films 292, 135 (1997). 10.1016/S0040-6090(96)08934-1
32. M. D. Groner, F. H. Fabreguette, J. W. Elam, and S. M. George, Thin Solid Films 413, 186 (2002). 10.1016/S0040-6090(02)00438-8 (Pubitemid 34772312)
33. M. D. Groner, F. H. Fabreguette, J. W. Elam, and S. M. George, Chem. Mater. 16, 639 (2004). 10.1021/cm0304546
34. R. L. Puurunen, J. Appl. Phys. 97, 121301 (2005). 10.1063/1.1940727 (Pubitemid 40940570)
35. J.-F. Fan, K. Sugioka, and K. Toyoda, Jpn. J. Appl. Phys. 30, L1139 (1991). 10.1143/JJAP.30.L1139
36. L. Hiltunen, H. Kattelus, M. Leskelä, M. Mäkelä, L. Niinistö, E. Nykänen, P. Soininen, and M. Tiitta, Mater. Chem. Phys. 28, 379 (1991). 10.1016/0254-0584(91)90073-4 (Pubitemid 21735029)
37. J. Kim, K. Chakrabarti, J. Lee, K.-Y. Oh, and C. Lee, Mater. Chem. Phys. 78, 733 (2003). 10.1016/S0254-0584(02)00375-9 (Pubitemid 35433318)
38. S. K. Kim and C. S. Hwang, J. Appl. Phys. 96, 2323 (2004). 10.1063/1.1769090
39. S. K. Kim, S. W. Lee, C. S. Hwang, Y.-S. Min, J. Y. Won, and J. Jong, J. Electrochem. Soc. 153, F69 (2006). 10.1149/1.2177047
40. J. Kwon, M. Dai, M. D. Halls, and Y. J. Chabal, Chem. Mater. 20, 3248 (2008). 10.1021/cm703667h
41. D. M. Goldstein, J. A. McCormick, and S. M. George, J. Phys. Chem. C 112, 19530 (2008). 10.1021/jp804296a
42. V. R. Rai and S. Agarwal, J. Phys. Chem. C 112, 9552 (2008). 10.1021/jp8028616
43. A. Niskanen, K. Arstila, M. Ritala, and M. Leskelä, J. Electrochem. Soc. 152, F90 (2005). 10.1149/1.1931471 (Pubitemid 41119353)
44. S. B. S. Heil, P. Kudlacek, E. Langereis, R. Engeln, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Appl. Phys. Lett. 89, 131505 (2006). 10.1063/1.2357886 (Pubitemid 44484071)
45. J. L. van Hemmen, S. B. S. Heil, J. H. Klootwijk, F. Roozeboom, C. J. Hodson, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Electrochem. Soc. 154, G165 (2007). 10.1149/1.2737629 (Pubitemid 46872260)
46. E. Langereis, M. Bouman, J. Keijmel, S. B. S. Heil, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, ECS Trans. 16, 247 (2008). 10.1149/1.2980000
47. V. R. Rai and S. Agarwal, J. Phys. Chem. C 113, 12962 (2009). 10.1021/jp903669c
48. C. Elschenbroich, Organometallics, 5th ed. (Wiley-VCH, Weinheim, 2005).
49. P. H. Lewis and R. E. Rundle, J. Chem. Phys. 21, 986 (1953). 10.1063/1.1699146
50. R. G. Vranka and E. L. Amma, J. Am. Chem. Soc. 93, 3121 (1967). 10.1021/ja00989a008
51. M. B. Smith, J. Organomet. Chem. 46, 31 (1972). 10.1016/S0022-328X(00) 90473-X
52. G. S. McGrady, J. F. C. Turner, R. M. Ibberson, and M. Prager, Organometallics 19, 4398 (2000). 10.1021/om0004794
53. A. W. Laubengayer and W. F. Gilliam, J. Am. Chem. Soc. 63, 477 (1941). 10.1021/ja01847a031
54. A. Almenningen, S. Halvorsen, and A. Haaland, Acta Chem. Scand. 25, 1937 (1971). 10.3891/acta.chem.scand.25-1937
55. S. J. Yun, K.-H. Lee, J. Skarp, H.-R. Kim, and K.-S. Nam, J. Vac. Sci. Technol. A 15, 2993 (1997). 10.1116/1.580895 (Pubitemid 127152443)
56. P. I. Räisänen, M. Ritala, and M. Leskelä, J. Mater. Chem. 12, 1415 (2002). 10.1039/b201385c
57. K.-E. Elers, T. Blomberg, M. Peussa, B. Aitchison, S. Haukka, and S. Marcus, Chem. Vap. Deposition 12, 13 (2006). 10.1002/cvde.v12:1
58. Y.-S. Min, Y. J. Cho, and C. S. Hwang, Chem. Mater. 17, 626 (2005). 10.1021/cm048649g (Pubitemid 40207483)
59. R. Katamreddy, R. Inman, G. Jursich, A. Soulet, and C. Takoudis, J. Electrochem. Soc. 153, C701 (2006). 10.1149/1.2239258 (Pubitemid 44343848)
60. R. Katamreddy, R. Inman, G. Jursich, A. Soulet, A. Nicholls, and C. Takoudis, Thin Solid Films 515, 6931 (2007). 10.1016/j.tsf.2007.02.001 (Pubitemid 46670167)
61. R. Katamreddy, R. Inman, G. Jursich, A. Soulet, and C. Takoudis, J. Mater. Res. 22, 3455 (2007). 10.1557/JMR.2007.0439
62. J. H. Rogers, A. W. Apblett, W. M. Cleaver, A. N. Tyler, and A. R. Barron, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 3179 (1992).
63. D. A. Drew, A. Haaland, and J. Weidlein, Z. Anorg. Allg. Chem. 398, 241 (1973). 10.1002/zaac.v398:3
64. A. Haaland and O. Stokkeland, J. Organomet. Chem. 94, 345 (1975). 10.1016/S0022-328X(00)86942-9
65. S. Y. Lee, B. Luo, Y. Sun, J. M. White, and Y. Kim, Appl. Surf. Sci. 222, 234 (2004). 10.1016/j.apsusc.2003.08.016
66. J. Niinistö, K. Kukli, M. Kariniemi, M. Ritala, M. Leskelä, N. Blasco, A. Pinchart, C. Lachaud, N. Laaroussi, Z. Wang, and C. Dussarrat, J. Mater. Chem. 18, 5243 (2008). 10.1039/b810922b
67. E. Langereis, S. B. S. Heil, H. C. M. Knoops, W. Keuning, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Phys. D 42, 073001 (2009). 10.1088/0022-3727/42/7/073001
68. J. F. Moulder, W. F. Stickle, P. E. Sobol, and K. D. Bomben, Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy (Physical Electronics, Chanhassen, MN, 1995).
69. K.-S. An, W. Cho, K. Sung, S. S. Lee, and Y. Kim, Bull. Korean Chem. Soc. 24, 1659 (2003). 10.5012/bkcs.2003.24.11.1659
70. S. B. S. Heil, J. L. van Hemmen, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Appl. Phys. 103, 103302 (2008). 10.1063/1.2924406 (Pubitemid 351776438)
71. R. L. Puurunen, Appl. Surf. Sci. 245, 6 (2005). 10.1016/j.apsusc.2004.10. 003 (Pubitemid 40497256)
72. O. J. Orient and S. K. Srivastava, J. Phys. B 20, 3923 (1987). 10.1088/0022-3700/20/15/036
73. R. L. Puurunen, J. Appl. Phys. 95, 4777 (2004). 10.1063/1.1689732
74. M. Ritala, M. Leskelä, L. Niinistö, and P. Haussalo, Chem. Mater. 5, 1174 (1993). 10.1021/cm00032a023
75. A. Yanguas-Gil and J. W. Elam, ECS Trans. 33, 333 (2010). 10.1149/1.3485269
76. A. G. Davies and B. P. Roberts, J. Chem. Soc. B 1074 (1968).
77. S. Yamashita, K. Watanuki, H. Ishii, Y. Shiba, M. Kitano, Y. Shirai, S. Sugawa, and T. Ohmi, J. Electrochem. Soc. 158, H93 (2011). 10.1149/1.3517080
78. T. Gougousi, D. Barua, E. D. Young, and G. N. Parsons, Chem. Mater. 17, 5093 (2005). 10.1021/cm0510965 (Pubitemid 41478815)
79. V. R. Rai, V. Vandalon, and S. Agarwal, Langmuir 26, 13732 (2010). 10.1021/la101485a
80. R. Matero, A. Rahtu, M. Ritala, M. Leskelä, and T. Sajavaara, Thin Solid Films 368, 1 (2000). 10.1016/S0040-6090(00)00890-7
81. L. Henn-Lecordier, M. Anderle, E. Robertson, and G. W. Rubloff, J. Vac. Sci. Technol. A 29, 051509 (2011). 10.1116/1.3620421
82. C. Leguijt, P. Lölgen, J. A. Eikelboom, A. W. Weeber, F. M. Schuurmans, W. C. Sinke, P. F. A. Alkemade, P. M. Sarro, C. H. M. Marée, and L. A. Verhoef, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 40, 297 (1996). 10.1016/0927-0248(95)00155-7 (Pubitemid 126393316)
83. A. G. Aberle and R. Hezel, Prog. Photovoltaics 5, 29 (1997). 10.1002/(SICI)1099-159X(199701/02)5:1<>1.0.CO;2-6
84. M. J. Kerr and A. Cuevas, Semicond. Sci. Technol. 17, 166 (2002). 10.1088/0268-1242/17/2/314 (Pubitemid 34172785)
85. J. D. Moschner, J. Henze, J. Schmidt, and R. Hezel, Prog. Photovoltaics 12, 21 (2004). 10.1002/pip.v12:1
86. J. Zhao, A. Wang, and M. A. Green, Prog. Photovoltaics 7, 471 (1999). 10.1002/(SICI)1099-159X(199911/12)7:6<>1.0.CO;2-Q
87. H. Nagayoshi, M. Ikeda, M. Yamaguchi, T. Uematsu, T. Saitoh, and K. Kamisako, Jpn. J. Appl. Phys. 36, 5688 (1997). 10.1143/JJAP.36.5688
88. B. Hoex, F. J. J. Peeters, M. Creatore, M. A. Blauw, W. M. M. Kessels, and M. C. M. van de Sanden, J. Vac. Sci. Technol. A 24, 1823 (2006). 10.1116/1.2232580 (Pubitemid 44370772)
89. T. C. Kho, S. C. Baker-Finch, and K. R. McIntosh, J. Appl. Phys. 109, 053108 (2011). 10.1063/1.3559260
90. G. Dingemans, N. M. Terlinden, D. Pierreux, H. B. Profijt, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Electrochem. Solid-State Lett. 14, H1 (2011). 10.1149/1.3501970
91. B. Hoex, J. J. H. Gielis, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, J. Appl. Phys. 104, 113703 (2008). 10.1063/1.3021091
92. P. Saint-Cast, D. Kania, M. Hofmann, J. Benick, J. Rentsch, and R. Preu, Appl. Phys. Lett. 95, 151502 (2009). 10.1063/1.3250157
93. T.-T. Li and A. Cuevas, Phys. Status Solidi RRL 3, 160 (2009). 10.1002/pssr.200903140
94. D. W. Squire, C. S. Dulcey, and M. C. Lin, J. Vac. Sci. Technol. B 3, 1513 (1985). 10.1116/1.582976