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Atomic Layer Deposition

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L’ALD (Atomic layer deposition) est la technique idéale pour le dépôt de couches minces conformes et homogènes en raison de sa simplicité et de sa reproductibilité. Le principe de l’ALD est basée sur la réaction entre différents précurseurs introduits alternativement et non pas simultanément (CVD). De cette manière chaque précurseur réagit uniquement avec la surface de croissance qui est idéalement recouverte d’une monocouche de l’autre précurseur. Le processus de réaction est donc auto-limité aux réactions de surface ce qui différencie l’ALD de la CVD.

Schéma de principe de l’ALD

Cependant, pour conserver un régime de réaction de surface, la température doit être gardée assez basse afin de ne pas provoquer de craquage thermique des précurseurs. De ce fait, L’ALD est une technique "basse température", conditions pour lesquelles l’épitaxie est rendue difficile. Pour bon nombre d’applications, l’épitaxie des couches élaborées par ALD n’est pas requise. Mais dans certains cas, une couche hautement orientée voire épitaxiale est préférable, on parle alors d’ALE (Atomic Layer Epitaxy).
Nous étudions au LMI l’épitaxie de ZnO sur GaN par ALE afin de réaliser l’hétérostructure ZnO/GaN pouvant être utilisée pour des diodes électroluminescentes ou rectificatrices. Les précurseurs utilisés sont le diethyl-zinc (DEZ) et la vapeur d’eau (H2O). Nous ajoutons périodiquement des pulses de trimethyl-Aluminium (TMA) pour dopé le ZnO de type n.

Morphologie de surface du ZnO déposé sur GaN