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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3952| Evaluación de moléculas autoensambladas en el proceso ALD selectivo Self-assembled molecules evaluation in the process of selective ALD | |
| LUIS ENRIQUE LOPEZ GONZALEZ | |
| HUGO JESUS TIZNADO VAZQUEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| monocapa, autoensamblada, ALD, selectivo, remoción monolayer, self-assembled, ALD, selective, removal | |
| Se evaluaron monocapas autoensambladas (SAM) de fácil remoción, para inhibir selectivamente el depósito por capa atómica (ALD). La evaluación se dividió en dos partes, primero se estudió, mediante teoría del funcional de la densidad, la adsorción de monoacetato de sorbitano (SMA) (como un modelo de grupo cabeza de surfactantes derivados de sorbitano) en superficies de Cu (111) y Cu2O (111). Se incluyeron las configuraciones de adsorción más estables. Cuando SMA se adsorbe en Cu (111), surgen interacciones de Van der Waals como los componentes de mayor estabilización. En contraste, para Cu2O (111), SMA se une por medio de enlaces de coordinación y enlaces de hidrógeno. El análisis de transferencia de carga en los enlaces Cu-O formados, muestra que los átomos de oxígeno de la molécula se comportan como electro-atractores y los átomos de Cu actúan como electro-donadores. El análisis de índice de interacciones no covalentes reveló que las interacciones de Van der Waals en ambos sistemas presentan una componente atractiva. Los resultados presentados ayudan a explicar cómo el grupo cabeza de los surfactantes interacciona con superficies (111) de cobre y óxido de cobre, qué tipo de enlaces e interacciones están presentes en el proceso de adsorción y qué tan fuertes son, y a elucidar su aplicabilidad en técnicas de depósito selectivo al área como un agente de pasivación de cobre de remoción fácil. En la segunda parte, se propone la SAM de ácido esteárico (SA) como un agente de remoción suave en la pasivación para aplicaciones de depósito por capa atómica selectivo al área. Primero, la cinética de formación de la SAM y su estabilidad térmica se evaluaron en una superficie de cobre. Se observó una monocapa altamente ordenada, empaquetada e hidrofóbica. La temperatura de transición del orden al desorden se observó por encima de los 160 °C. A continuación, se evaluó la SAM de SA en Cu como una superficie de no-crecimiento para el ZnO ALD, y se monitorizó por espectroscopía de foto electrones emitidos por rayos X. Los parámetros óptimos ALD fueron determinados a 70 ° C, con dosis de dietil zinc y agua de 25 ms para cada precursor, la purga se fijó en 10 s para cada uno. En estas condiciones, la atenuación de crecimiento permaneció por lo menos hasta 40 ciclos; a pesar del depósito limitado de zinc en los primeros tres ciclos. Finalmente, la remoción de la monocapa de SA se investigó con agua, acetona y etanol a temperatura ambiente. De acuerdo con infrarrojo y ángulo.. Easy removal of self-assembled monolayers (SAM) for selective inhibition of atomic layer deposition (ALD). The assessment was divided into two parts. First, the adsorption of sorbitan monoacetate (SMA) (as a model of the headgroup of sorbitan-derived surfactants) in Cu (111) and Cu2O (111) surfaces was studied by means of density functional theory. The most stable adsorption configurations were included. When SMA is adsorbed on Cu (111), Van der Waals interactions emerge as the major stabilization components. In contrast, for Cu2O (111), SMA binds through coordination bonds and hydrogen bonds. The charge transfer analysis in the formed Cu-O bonds shows that oxygen atoms in the molecule behave as electron attractors and Cu atoms are electron donors. The non-covalent interactions index analysis revealed that Van der Waals interactions in both systems present an attractive component. Results presented help to explain how the surfactants headgroup interacts with (111) surfaces of copper and copper oxide, what kind of bonds and interactions are present in the adsorption process and how strong these are, and to elucidate their applicability in selective deposition techniques as an easy removal copper passivating agent. In the second part, the stearic acid (SA) SAM is proposed as a soft removal passivating agent for area-selective atomic layer deposition applications. First, the formation kinetics and its thermal stability were assessed on a copper surface. A highly ordered, packed and hydrophobic monolayer was observed. The transition temperature from order to disorder was observed above 160 °C. Next, the SA SAM was evaluated on Cu as a non-growth surface for ZnO ALD, and it was monitored by X-ray photoelectron spectroscopy. The ALD optimal parameters were determined at 70 °C, with a dose of diethylzinc and water of 25 ms for each precursor; purge was fixed in 10 s for each one. In these conditions, growth attenuation remained for at least 40 cycles, even though there was a limited zinc deposition in the first three cycles. Finally, the removal of the SA monolayer was investigated with water, acetone, and water at room temperature. Ethanol resulted the most effective according to infrared and water contact angle, showing a complete removal after 30 minutes of immersion (without sonication or agitation). We conclude that SA SAM is an effective passivating agent for area-selective atomic layer deposition of efficient removal without exposing the sample to harsh .. | |
| CICESE | |
| 2023 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| López González, L.E. 2023. Evaluación de moléculas autoensambladas en el proceso ALD selectivo. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 78 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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