电化学原子层沉积法(EC-ALD)的研究现状及其在新材料中的应用进展

电化学原子层沉积法(EC-ALD)的研究现状及其在新材料中的应用进展

电化学原子层沉积法(EC-ALD)的研究现状及其在新材料中

的应用进展

摘要:本文主要介绍了电化学原子层沉积技术的相关知识及其在薄膜制备中基底选择、电位控制、前驱体，溶液，循环时间以及清洗过程的控制。此外本文还对CE-ALD技术目前的研究现状和在材料领域的应用进行了简要概括，并结合现状对CE-ALD技术的发展进行了展望。

关键词: 电化学原子层沉积法；基底；电位；溶液；应用；展望

The Current Investigate Situation and Application

development in Material Field of EC-ALD

Abstract: This paper mainly introduces the related knowledge and the choose of base material，control of the electric potential and the control of liquor，cycle time，precursor and its cleaning process. Besides，it summarizes the current situation of EC-ALD and its application in material field and protects the development of EC-ALD in future.

Key Words: EC-ALD; UPD; base; electric potential; liquor; application; protect 前言

电沉积技术是目前很有潜力的一种低成本室温沉积技术，被看成是半导体制造业的一项艺术，九十年代初就被用来制备高品质的金属或半导体薄膜。电沉积技术是通过调节固-液界面的电位值来控制反应物之间的平衡，不需要通过加热或加外力来推动反应，因而能理想地

[1-3]控制界面平衡 。

电沉积技术具有过程控制方便、安全系数大、可实现大面积生长等优点，目前最大的半导体公司：IBM，hitel，AMD，Motorofa等都在他们的生产线上装配了晶片电镀设备。电沉积和MBE、VPE等外延方法类似，限制沉积速率，可以得到尽可能多的表面扩散来形成外延沉积物。尽管室温左右组分的扩散速率相对缓慢，但却由于溶液的溶剂效应而得到增强。通常电沉积的电位选在平衡电位附近，沉积速率较小，交换电流却很大，促使沉积原子自行移动形成最佳结构。电沉积化合物的方法一般包括:共沉积，沉淀法及两步法技术:

1、共沉积(Codeposition)

共沉积是指两种元素从同一个溶液中同时同地共同沉积出来，它的反应条件是，当两种或

[4]两种以上沉积元素的析出电位十分接近或相同。由于并非所有目标化合物的沉积电位都十

分接近，所以总是把较贵的元素作为限制反应物，而且设置合适的电位使非贵元素在贵元素上欠电位沉积，以此控制得到的化合物的计量比，例如CdTe的形成。共沉积是得到强而有

[5-7]力的控制的保证。目前人们已经利用共沉积技术得到多种化合物膜材料，研究的重点也

是围绕溶液组成和沉积电位展开。

2、沉淀法(PreeiPitation)

沉淀法是将一种元素的前驱体(沉淀剂)加入含有另一种元素前驱体的盐溶液中发生电化学反应，再将沉淀热处理在表面得到纳米材料，如在硫化物溶液中氧化Cd电极形成CdS。沉淀法的本质上是均向反应，类似于金属上形成一层钝化氧化膜，优点是简单易行，但是由于纯度低，颗粒半径大，膜厚受前驱体的浓度控制，过程难以控制，故只适合制备氧化物等硫族化物。

3、两步法(Two-stage methods)