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(noticias nanowerk) Un equipo de investigación dirigido por el profesor Joonki Suh del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y la Escuela de Graduados en Ingeniería de Dispositivos y Materiales Semiconductores de la UNIST ha logrado un avance significativo en la tecnología de deposición de películas delgadas. Utilizando un innovador proceso de deposición de capas atómicas (ALD), el profesor Seo pudo lograr con éxito una disposición regular de los átomos de telurio (Te) a bajas temperaturas de hasta 50 grados Celsius.
El proceso ALD es un proceso de película fina de última generación que permite apilar con precisión materiales semiconductores a nivel de capa atómica en estructuras tridimensionales, incluso a bajas temperaturas de proceso. Sin embargo, la aplicación tradicional a semiconductores de próxima generación requiere altas temperaturas de procesamiento superiores a 250 grados Celsius y un tratamiento térmico adicional superior a 450 grados Celsius.
En esta investigación innovadora (ACS Nano, “Atomic Layer Deposition Route to Scalable, Electronic-Grade Van der Waals Te Thin Films”), el equipo de UNIST aplicó ALD al telurio monoelemental de Van der Waals, un material que actualmente se está estudiando exhaustivamente por sus posibles aplicaciones en dispositivos electrónicos y materiales termoeléctricos. investigado. Sorprendentemente, lograron producir películas delgadas de Te de alta calidad sin tratamiento térmico posterior a la deposición a una temperatura baja sin precedentes de solo 50 grados Celsius. Las películas resultantes exhibieron una uniformidad excepcional con un espesor controlado con precisión hasta la escala nanométrica, logrando una disposición atómica perfecta de uno entre mil millones de átomos.
Para aumentar la reactividad a temperaturas más bajas, el equipo de investigación utilizó dos precursores con propiedades ácido-base. Además, introdujeron correactivos para mejorar las reacciones superficiales y la estabilidad mientras utilizaban una técnica de dosificación repetida mediante la inyección de precursores a intervalos más cortos. Estas estrategias permitieron la fabricación de películas delgadas de Te densas y continuas en comparación con los métodos tradicionales, que a menudo resultaban en depósitos de granos porosos o discontinuos.
El proceso de fabricación desarrollado permitió el crecimiento a escala de oblea en obleas enteras de 100 mm (4 pulgadas) y permitió un control preciso del espesor a nivel de capa atómica y una deposición uniforme. Además, las delgadas películas de Te demostraron compatibilidad con estructuras tridimensionales verticales, un requisito previo crucial para una alta integración del dispositivo. Este avance tiene un potencial significativo para diversos dispositivos electrónicos como transistores, rectificadores y selectores.
«Esta investigación cumple todos los criterios esenciales de síntesis a baja temperatura, gran superficie y alta calidad en procesos de deposición de semiconductores», explicó el profesor Suh.
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