cvd of al2o3 thin films using aluminum tri-isopropoxide

5
Full Paper CVD of Al 2 O 3 Thin Films Using Aluminum Tri-isopropoxide** By Sabine Blittersdorf , Naoufal Bahlawane, Katharina Kohse-Höinghaus ,* Burak Atakan, and Jürgen Müller A stagnation point cold-wall reactor was used for the CVD of corundum alumina (a-Al 2 O 3 ) on metallic substrates. Deposi- tions were carried out under low pressure using the thermally induced pyrolytic oxidation of aluminum tri-isopropoxide (ATI). The effects of the substrate temperature (300±1080C) and the total pressure (50±250 mbar) on the growth rate and morphology of the deposits were investigated. An excess of oxygen facilitates the formation of dense alumina films. Precursor depletion was prevented using high gas velocity, low ATI concentration, and a high temperature gradient. X-ray diffraction (XRD) analysis provided evidence of corundum alumina deposition at substrate temperatures above 1000 C. Keywords: a-Al 2 O 3 , Alternative precursors, Aluminum tri-isopropoxide 1. Introduction Alumina is a material of choice wherever hardness, wear resistance, and thermal and chemical stability are desired. By the application of alumina coatings, these properties can, in principle, be used to enhance the performance, life- time, or field of application of many materials. Alumina exists in several metastable crystalline phases, however, all of them transform to the stable corundum (a-Al 2 O 3 ) phase at high temperatures. The continued interest in corundum alumina is based on its high performance in wear and corrosion resistance, [1±3] its high temperature insulating properties, [4] and its diffusion barrier properties. [5,6] Thin films of a-Al 2 O 3 are deposited using wet processes such as sol±gel, [2,3] spray coating, [7] or physical vapor deposi- tion, [1,8,9] the thermal CVD process being the most often used. The classic way of producing alumina thin films by CVD is based on the hydrolysis of AlCl 3 with a mixture of H 2 and CO 2 gases at temperatures between 700 C and 1000 C. [10±14] The main disadvantage of this process is the corrosive by-product (HCl), which is suspected of facilitat- ing whisker growth, instead of dense layers, on nickel-base superalloys. [6] Alternative precursors have been investigated, in particu- lar aluminum alkoxides which undergo a pyrolytic decom- position forming alumina even at low temperatures, and in the absence of an oxidizing gas. [10] Efforts have been made to synthesize highly volatile and non-pyrophoric liquid pre- cursors to deposit dense alumina films free from car- bon. [15±17] The potential of ATI to produce a suitable film structure with high yield was noted, [17±19] but, these investi- gations [15±20] concentrated on the low temperature process resulting in amorphous alumina thin films. The deposition of crystalline alumina requires the use of high temperatures, however homogeneous reaction of the reactive intermedi- ates may then result in undesired gas-phase nucleation. This limitation was overcome using inductive heating, which of- fers a high temperature gradient around the substrate. [21,22] Another approach for selective heating of the substrate was adopted by Tago et al. [23] using an infrared (IR) furnace in a quartz reactor. Pauer et al. [21] investigated the high temper- ature (above 900 C) pyrolysis of various aluminum alkox- ides (including ATI) with no further oxygen source. This process leads to the deposition of non-closed a-Al 2 O 3 films with a dome-like structure. Niska et al. [22] attained a closed a-Al 2 O 3 structure using the high temperature pyrolysis of ATI in an oxidizing atmosphere, under reduced pressure. Well-adherent and fine-grained films with high density were achieved by maintaining low deposition rates. The limitation of the inductively-heated process is caused by a thermal convection effect that induces an increase in the deposition rate at the substrate edges. A similar dome-like structure was obtained by Tago et al. [23] with the pyrolysis of ATI in a non-oxidizing atmosphere using a vertical reac- tor. They have performed a systematic investigation into such deposition control parameters as the precursor con- centration, the substrate position from the inlet gas, and the substrate temperature. They have also examined the possi- 194 Ó 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim DOI: 10.1002/cvde.200306248 Chem. Vap. Deposition 2003, 9, No. 4 ± [*] Prof. K. Kohse-Höinghaus, S. Blittersdorf, Dr. N. Bahlawane Physikalische Chemie I Fakultät für Chemie, Universität Bielefeld Universitätsstr. 25, D-33615 Bielefeld (Germany) E-mail: [email protected] Prof. B. Atakan Thermodynamik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik Gerhard-Mercator-Universität Duisburg Lotharstr. 1, D-47057 Duisburg (Germany) J. Müller Lehrstuhl für Werkstoffchemie Rheinisch-Westfälische Hochschule Aachen D-52056 Aachen (Germany) [**] This work was performed within the DFG research structure ªSchwer- punktprogramm SPP 1119 Anorganische Materialien durch Gasphasen- synthese: Interdisziplinäre Ansätze zu Entwicklung, Verständnis und Kontrolle von CVD-Verfahrenº and funding by the DFG under contract KO 1363/13-1 and NE 351/30-1 is gratefully acknowledged. N.B. is grate- ful for a fellowship by the Alexander von Humboldt Foundation. We thank I. Hattesohl (Physikalische Chemie I) and T. Tak (Anorganische Chemie I) for their assistance with the surface analysis.

Upload: thuron

Post on 26-Dec-2015

2 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

CVD

TRANSCRIPT

Page 1: CVD of Al2O3 Thin Films Using Aluminum Tri-Isopropoxide

���� �����

� � ����� ���� ����� ����� �������� ������������������

�� ������ ������ �� �� ���� ���������� ������� � ��������������� ���� ������ ��� ����� �����

� ����� � � �� � ������� ���� � �� ��� � � �� ��� � � ������ ������� �������� � ������� �!���" ��� ��� � ���� ������� � ����� � � ������ ���� �� �������� ������� ��� ���� #���� � � �������� ���� �� � #�����$% " $�� ����� � �� �!��� ��������� ��&&'(&)& *� ��� �� �� ������ �+&'�+& �!�� � �� �� �� ��� ���� ��� � �� � �� ��� � ���� ��,������" �� �#�� � #���� �������� �� � ���� � � ���� ������� ����" -����� ������� � �� ���,���� ���� ���� �� ,�� ���� � � �$% � ������� �� ��� � ���� ��������� �������" .���� �������� ��./� ������ �� ,���� �,������ � � ������ ������� ��� �� � � �!��� ��������� �! ,� (&&& *�"

0��� ��1 �������� �������,� ������ �� �������� ���� �� � #���

�� �!����"!���

������� � � ������� � �� ��� �����,�� ������� ������������ ��� ������ ��� �������� �!���� ��� ������"�� �� �������� � � ������� � ����� ��� �� ��������� �� ���������� !� ��� ������� �� ���� ������� ��������� � ����� � �������� � � ���� �������" ��������#� �� �,���� ����!�� ��������� ����� � ��,��� ��� � ��� ���� �� �� �!�� � ������ �������� ����� ���� ���������" $�� � ������ ����� �� � ������������� � !��� � � ���� ���� ������ �� ���� ���� �� � � ��������2('�3 � ���� ��������� ���������� ������243 ��� � ������ � !������ �� �����"2+�53 $������� � ������� ��� ��� ��� ���� �� �� ��� ��� � �'����2���3 ���� � �����263 � ������� ,�� � ��� ��� ��2(�)�73 �� ������ ��� �� �� !���� �� � ������" $�� ����� ��� � �� ������ ������� ��� ���� !���� � !��� � �� ���� ��� � ����� ��� � ��#��� �8� ��� ��� ��� � ��������� !����� 6&& *� ���(&&& *�"2(&'(43 $�� ���� ����,����� � �� �� �� � ��

� �� �,� !���� ��� �8�� � ����� � ������ � ����������� ���9�� �� ��� ����� � ���� ������ � ���9���!��������� �"253

�������,� ������ � ��,� !��� ��,������� �� ���������� �������� ��9 #��� ����� ������ � ��� ���� ��� ��� �� � � ����� ������� �,�� � � � ���������� ��� ���� �!���� � �� #���:��� ��"2(&3 ;�� � ��,� !��� ���� �����:� ������ , ����� ��� � ����� �� ��� ��<��� ������� � ��� � ���� ������� ���� ���� �� � ����! �"2(+'(63 $�� � ����� � �$% �� ���� � ���!�� ���������� ��� ���� ����� �� � ���2(6'(73 !�� ��� ��,������ �2(+'�&3 � �������� � �� � � ��������� �� ��������� �� �� ��� � ������� ��� ����" $�� ��� �� � � ��������� ������� ��<���� �� �� � ���� ����������� ��,�� � � ���� � ����� � � �� �����,� ����������� ��� ��� ���� �� �������� ������� ������� �" $�������� � �� ,��� �� ���� ������,� ������� ����� ����� � ���� ��������� ������� �� ��� �� �!���"2�(���3

�� ��� ���� ��� � � �����,� ������ � �� �!��� ���� ��� !� $�� � ��"2��3 ���� �� �������� �%/ ������� �� �<���: ���� �" -���� � ��"2�(3 ��,������ �� ���� ���������� ��! ,� 7&& *� ��� ��� � ,��� � �������� ��9 #���� ���������� �$% ��� � ������ #���� ����" $���� �� ���� �� ��� �� � � � ���� �� ������� ������� � � �����9� ������" =�9� � ��"2��3 ������ � �� ��������� ������ ���� �� ���� ��������� ��� ��� ��$% �� �� #���:��� �� ������ ����� ������� ������">����������� ��� ������������ ���� ��� ���� ��������� �����,�� !� ���������� � � ��� �� � ���" $�������� � � �� ������,��������� �� �� � ����� !� ������� � �,��� � ����� �� ������ �� ������� �� ����� �� � ��� � �� �!��� ����" � ������ � �����9������� �� !����� !� $�� � ��"2��3 ��� �� ��� ��� � �$% �� � � �� #���:��� �� ����� ���� � ,������ ����� �" $��� ��,� ���� ���� � ������ ��,����� � �� ��� ��� �� � � �� � �������� � �� ������ � � �������� �� �� �!��� � �� � �� � �� ���� ��� ��� ���!��� ���������" $��� ��,� �� �#������ �� � ��

(74 � �&&� >%?;@���8 ������ A�!8 B � " 0A��� >������� �� # (&"(&&�C�,��"�&&�&5�4) ����� �!� "�! ��� � �$$�� #� = " 4

'

2�3 -� �" 0" 0 ���8D������� E" ������ ��� ��" =" ���������-���9������ ������ %F�9��G �H� ������� I��,���G ���������I��,���G�" �+� ����5(+ ��������� �A������ ;�����1 99�J��("����!��������"��

-� �" �" ��9��$���� ������9� %��� �H� ���!������� ��� A�������9A�������K���� ��I��,���G ���!���? ����" (� ��46&+6 ���!��� �A������

L" KH����?������ �H� >��9 ��������/��������>��G����� 8 ������� ��������+�&+5 ������ �A������

2��3 $�� � �9 �� ���� ���� ����� �� �FA ������� ������ ME���������9�� ����� E-- (((7 �� �������� K��������� ����� A������������1 %�����:�����G�� ��G:� :� ;����9����� ���G���� ���0 �� ��� , � �������������N ��� ������� !� �� �FA ����� � ����0� (�5�C(��( ��� =; �+(C�&�( � ��������� ��9� �������" ="�" � �������� � � � ���� ���� !� �� ���#����� , � 8��! �� F ����� �" >����9 %" 8�� �� �-���9������ ������ % ��� $" $�9 ��� �������������� % � � ���� ������ ��� �� ������ ������"

Page 2: CVD of Al2O3 Thin Films Using Aluminum Tri-Isopropoxide

F��� -����

!���� � ������ ��������� ������� ����� � ,�� ������� � � �� �!��� ������ ���� � ������ �� ���� ��������� � ��,��� ������ �� ���� ��������� ������� � �� ���! � � ��� �� �� ,����"

>�� ������ �� ��� �� �� � �������� � �$%�-���� � ��"2�(3 ����� �� �� ��� �� ��, �,� �� ����� ��� � �$%" $�� � ����� ���� ��� ������� ����8 � �9� ����� ��� ���� �� �������� ��� � � ���� ���� ������ ���������� � ������ � �������� ���� ������ �� ��� �� �� � ��� �! �! � �� ������� ��� ������� �� �� �� ���� ����� �������� !� ���������� � � �� �#�� #����" $�� ������� ���� � ��� ���� ��� � ���� �,����!�� !� �� ������ ��� ���� ���� �� �� � � �� ������ �" 8�������� � ��"2�43 ������� �$% ��� �� �� � ��� � �#��� !� � ���� ������� � �� ��������� �������� � �������� ��� ������ ��������� �������� � � �� � �����!�� ��������"$���� ��,����� � � � �� �$% ������ � �� ��������� � � � �� ��� � ��� �� ���� !� ��������� �������� �� �&& *�� � �� ��� !� � �� �� ��� ��� � �)& *� � ����������8 � ������ ����� �! �! � �� �� ���� ������������" � �������� ��� !��,�� � ��� �� ���� ����� �������2�(���3 � � ����� �� �� ������� � #������ �� �� ����� ������ �� #���� � � ���� ���! ��� �� ��� ���� ���� ������ � ����� ����� � � ��� �� ��� �� �� ���� ��� ��� ��� � ��� ������� !��� �#�� � ���� � � ���� � ������ �� ���� ��� ������ �$%" $��� � ���� � ��� � ��� ��, � �� � ����� � � ���� ���� ������ ��� � ���� �� �� � ������"

%� �� ������ �� �����!� �� � �!���� � ��� ����������� ��� ���� � ���9���� ������� ��� � ��������� ��� �KE.4 !� �� #���� ��� ��� � �$% ������������ ������" � � ���� ��������� ������� ��� � ����� ���� �� � � �� ���� �� ���� ��� �� � ����� �� �� �� � ���� � �� �� ���� ������,��� ����� ���� ���� ����� � ��� �� ���� ���� ����" $�� �!������������ ��� �� �� ������ ���� ���������� ,������ � � �� ���� ������� ����:�� � � ������� ����"��� ��� ���� ���� ���������:�� ���� ������� ����� ����� � �� �E;K ����� ��� �������������,� .�����;�. ������" -��� ���� ��������� ���� ���:�������������� ./�"

�� %����!� ��� ���"������

$�� ����� � �� �!��� ��������� �� ��,����������� � ���� � ������ � (&& �!�� ���� ����� ����!���" $�� �� �� ��� � �� �� F����� ( � ��� ����������� � �� �!��� ���������" $�� � �� ���������� �� ��� �#������� � � ������!�� ������ ����� ��� �� �� � ���� �� � �$% ��&&'�)& *� � ��� � ������� ��� �����!�� �� �� ������ � ��� �� � �� ��������� ����� !�� �� �������� �� ����� ������" $�� !���,�� ������������ � ��������� ������� ��� �����

��� � ���� �� �� ����� � ������ �� � � ������� ����� �������� �� ��� ��������� �������� !� � ������ � ���,�� � ������� ������� � ��������� !�� �4&& *�" $�� ���� � �� �������� ��� �� � E����� ���"�2()3 ����� �� ��������� � �� ����� � ������ ���������� ��� �� �$% � ������� � �� �� ���� ��� �� ��6& *� �+& *�" I���� (& �!��� ���� � �� ��#��� �=�C�$% ��� � �� �� � ��� � ( �� �("56 O (&'+ �� '( ���� ��� � !��,�� � � ��� �� �� ��� ��� ���������� ���������� ����� �� �#������� !� �� ����� � ���� �������� �� ���� ������"2()3 $�� ��������� � ������� � ������ �� �������� � 4�& *� !� K ���9� �� ��"�2(73 ��� A � ��"�2�+3 �� ��� � ����� ���������� ����� �� � � ���� �" K ���9� � � ��" ��� ��� �� �������� ���� ����� �� ������ ������ ���� �� =�C�$%�� ��#��� ��� � �� �� � ��� � (& ��� ����� A � ��"��� ��� ���� ����� ������� ������ ��& �!�� ����! � =�C�$% ��� ��C�$% �� ��#��� ��� � �� �� ���� � �� ��� ( ��" $�� � ������� � � �$% �� �� ����� �� �� ������ !� �� ��� ��� �������� ������������ �� ��������� � �� ����� � ������" $�� ����� ��� ��� �������� ��� �� �� �� � ���� ��� �� �������� � � ��� ��,� � ��P � ��������� � �� ������ � ������ ���������� �� ��� � ���� � ������� ����� � �� ���,�� � ������ � �� �$% ��� �� �� �"

$�� � � ���� � ����� � � �����,� ����������������� ������� �� �� ������ !� �� ���� ����,������ �� �� ���� �������� ��� �� � �� ��" $�� �����,����� ��� !� ,��� �� !� ��������� �� � ���� � �� !��!���� ������ �� �� ������ �� ��" >�� �� ������$�� � ��"2��3 ��� ��� �� � �!���� � ���������� � ��������� �� �������9� �� �� � ��������� � ���� �7&&'((+& *� !� � ������ �� � ������� � � �$% �� ������ ��" %� �� ����� ���� � � �$% � ������� � �� ��������� !� � ���� ��������� ������� ��� � ������ ,�� ��� ���� �� �!���"

$�� E;K ����� �� F����� �� ��� ���� �� ���������� ������ � ����� ��� ���� ��� ��� � � � ����������" � �� ������� �� ���� ������� ��� � ��� � ��� � � �������� ���� ��� �� �,����� ������� �(") �� � � � ��� �� � ���������� $���� � �&& *��

����� �!� "�! ��� � �$$�� #� = " 4 ��1CC���"�,��P �����"�� � �&&� >%?;@���8 ������ A�!8 B � " 0A��� >������� (7+

F��" (" ��� �� � ��� ��������� �� � � ����� � � �� �!��� ����������Q ��� �� � � ����� ��� ����� (&& �!��"

Page 3: CVD of Al2O3 Thin Films Using Aluminum Tri-Isopropoxide

F��� -����

&"7 �� � 5&& *�� ��� &"6+ �� � 7&& *�" �! ,�$��� R 7&& *�� �� ���� ������ � ������ � � �������������� ��� �,����� ��������� �:� � &"+ �� � (&)& *��F��" �! " $��� �� ���� ������ � ����� � ������ ����������"

F����� � � � �� � ���� ����� ./� ������ � ������� ���� ��� ��� � ,��� � ���������" ���� � ��������� ���� � ������� ��� ��� ���� �"�"� �������

����� � $��� R )&& *� ��� ������� � $��� S(&&& *�" $��� ���� � � �F���� ��� ���� �� � �� #���� � � ������� ��� �!���" $�� ./� ����� ��� �� ��������� ��� �� E;K !��,�� � � � ���� ����� ������� ��� �� � ��������� ���� (&&& *� ��� �! ,�"

$�� ����� � �� �� ������ �� �� ���� � ������ ���� �� � �� ��,������ � � �!��� ��������� �(&&& *�� ���� �� ��� ���� �� � �� �� � ��� �� � ���"��������� �� ������ ������ �� �������� ���� �������� ������� ������� �� ��� ��, ���� ��� ���� �� �� ��� �!���" %� F����� 4� �� !��,�� ������ ������� ��� �� �� ��� ��� �������� ������ ������� �� ��

��� �� � �� �� � ������ !� �� ������� ����� ����� � � ���� ��� ������ ������ � � �� ������ � �������� !� � � ���� � ����� �" =��� �+& �!��� ��� ��� � �� �������� ��� ��� � ����� � ����� � ��$% �� �� �� ����� !�� �� �������� �� �!���"

$�� E;K ������ � �� ��� ��� ���� �� F����� +� � �� � � ������ �+& �!�� ���� �� � � � ����� � ��� ���� ���� ������ �F��" +� � ������ ���� ��� ��� � ����� �+& �!��� �� ������ �#��!� � � ��� ��� ����� ���� � ������ �F��" +! " $�� � ���� ����� ./������� �� F����� 5 ��� ���� �� �� ��P � ���� ���� ��� ����� � � ������ � �������" $�� �����,��� � ������� � �������� � ���9 ������ �� �!��� ����� ���9 � � �R 6+* ������� �� ���� ���9�� � ������" = ��������� #���� � � �� �!��� �� � ���� � ��� �� � ����� +& �!��" I���� ������ !�����(&& �!�� ��� �&& �!��� �� ���� ��� � �� �� � � ��#���� � ������� ��� �������" I���� �� ����� ��������+& �!��� ���� �� � ������� ���� �� �� ���� � ���9 ������ ������� � ������� ���� !��,��� � ���,��� ���� ������ ���9 ������ �F���� ��� ��� F����

���� ������� ��������� �� ���,� #���� � � �� �!����"

$�� ��� �� � � ���� � � ������� � ���� ��� ���KE.4 ���� �� ��� !��� � �� !��,�� � ��������� �� � � ����� ���� ������� � �� ������ �(&& �!�� ��� � �!��� ��������� � (&+& *� �����,� ! � � ���� ����� ��� ���� ������� ��� �� �"$�� � � ��� ���� ���������� � E;K ����� �� F����� 6

(75 � �&&� >%?;@���8 ������ A�!8 B � " 0A��� >������� ��1CC���"�,��P �����"�� ����� �!� "�! ��� � �$$�� #� = " 4

a)

b)

F��" �" E;K ����� � ����� ���� ��� ��� � � �&& *�� ��� ! (&)& *�Q��� �� � � ����� ��� ����� (&& �!��"

F��" �" ./� ����� � ����� ���� � ,��� � ��� �� � ���������Q��� �� � � ����� ��� ����� (&& �!��" $�� ��������� ����� ����#����� �� � �� � ���� �������� � ���� �-�F � �� %������ ��� ������ � � �������� � ��� �%��� � ������� �-�F (&�&(6� � ������� �-�F�7�&&5� � ��� ����F� ��� �-�F &��(�+6 "

50 100 150 200 2500.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

De

po

sitio

n r

ate

(m

g c

m-2

h-1

)Pressure (mbar)

F��" 4" ��� �� � ��� � � ����� � � ������Q ��� �� � � ����� ���� (&&& *�"

Page 4: CVD of Al2O3 Thin Films Using Aluminum Tri-Isopropoxide

F��� -����

� � �� � � ������ � �� � ��� ������ ��� �� ����������� �� �� ������ � �� ������ ��� �� �,����� ������ �:� � ("� ��"

$�� �$% ������ � ���� � ,��!�� �������,� �� ���� ��� ������� ���� ���� �� ����� ������C���C8� ��� �� ��"253 $�� ��� !� � ��������� ��� �����,���� �!��� � � �!�� ������ ������,� !���� ����� ��� � 8��"

�� ��"�������

������� ��� ���� ��� � �� �� ������ ���� ��� ���� � ����� ��� ��� � ���9���!��� ��� � ���� � � ������� ��� ���� �" �$% �� ��� � �� ������ � �� ������ � � ����� � ���� � �� ����" �$% ������ � ������� � �� ���,���� !� ������� �� � ���� � �� !�!���������� �� �� ������ �� ��� ���� � � � �$% � �������� � ����� ��� � � ������ ��� ���� �� ,�� ���"$��� � ���� � ������ �� � ����������������������� �� � �� �� !����� 4&& *� ��� (&)& *�� � ��,�������� �� !��,�� ��,� � ��������� ����� � ���� �� ���" �� ��� � ������� ��� ������� ���� ��� ����� ��������� � �� �!��� ���������" �! ,� �! �(&&& *�� �� �� � �$% � �� ������ � � � � �� ������ ����� � � �� ������ ������� � ����" 8 ��,��� ��������� � ��� !���� ������� �� ������,� ������ � ��� ������ #���� � � �� �!��� ��� �� � ���� �� � � �� ������� ����"

&� '��������!��

$�� ��� �� � ��� � ���� � �� �������� � ������� ��� ���� ��� � ����� � � �� �� ����" ��� �� � � ����� ���� �� ���� ���� ������ ��� ��(5?� ��� ("44&4 T# ���=�K (6 (� �U ��� ���� ��� ���KE.4 �!���� �� ���� ��� � � �� �� � � 54V =�� 7"6V � �6"+V ��� ��� (�"6V �� � �� ��P � � �����" ���� �� ���� ��� ��������� �� �9 ������� ��� ���� �� �� �!��� ���� ����� !� � ����,������ ����� /�� � ������� � � ��� � (& *����'( �� �� ��� � �� �

����� �!� "�! ��� � �$$�� #� = " 4 ��1CC���"�,��P �����"�� � �&&� >%?;@���8 ������ A�!8 B � " 0A��� >������� (76

b)

a)

F��" +" E;K ����� � ����� ���� ��� ��� ����� � +& �!�� ��� ! �+& �!��Q ��� �� � � ����� ��� � (&&& *�"

F��" 5" ./� ����� � ����� ���� ����� ,��� � ������Q ��� �� � ������ ��� � (&&& *�� F���� �-�F �(�&7�& "

b)

a)

F��" 6" E;K ����� � ������� ���� ��� ��� � �KE.4 � (&+& *� �����(&& �!��"

Page 5: CVD of Al2O3 Thin Films Using Aluminum Tri-Isopropoxide

F��� -����

�����" $�� ��������� �� ������� � �� ������ � �� ����� ��� ���� �� ���� ���� =�C��=� ���� � ����" $�� ������ �� �� ���� � ��� ��� �!���:�� ���� �� ����� ��� ,��,� �/E � �� ��� " $�� ���� ���� � �� �� � � ������� �� �" $�� ������ �� � � ���� � &"( ���$% ������� �� ( �� ��� �� ��� �� ��� �� � � ("4 �� � � (1( ��C�� ��#����" $�� � �� ���� ���� ��#�� ( �� �! ,� �� �!��� ������� ��� ���� � ! � ���� �!�" $�� �� � ��� ���� ��P��� ���� ����� ����� �� � � �� ���� �K����� ��C$���� A������ �7&& ���� � ����� ���� �� � �$% �� � �� ���� !� �� ��P���� � � ���������" ��� �� ���9 � ,�� � ������ ���� �� �� � ��� � �$% �� ������ �� � ���� � � �� ������ � !� �������� �� � ������ !�� �� ��� ���� � �� �� ���� ��" $ ���,�� ������ � � ������ �� ��� ���� ���� ���� ���������� � ��������� �! ,� (&& *�" ���� � ��� �� � ��� � ( �� �� ����� �� �� ���� ��� �� �!��� � ��� ����� ,����� � � ��� �(& *����'(" $ �� ������ �� ,����� �� �� ����� +&'�+& �!��� �!������������ !����� �&& *� ��� (&)& *�"

$�� ��������� ������� �� ������ ����� �� ������ ������ !��������� �� ��������� ����� �� ������ ���� �!� � ,��� � ������! ,� �� �!��� ������� ����� � (&+& *�" $��� ��������� �������� ���� ����� ! � ��� ���!��� �� ����� � ��� ������� � ���� ����� �� ��� � �� � � ���� ����� �� ��� �� � � ���� � �F��" ) " %��� ��� ���� �� ��������� � ������ ��� �� ��� �� �� � ���� �� � �$% ,�� � ������ � + �� �� � �� ����� �!���� ����� ����� ����

��� �� � � ���� �� �� ������� � ������ ��� �� ��� �� �� � ���������� � �$% � ������ � � ������ � �� ��� �'� ��" $�� ������ � ���!� �,�� ������ ����� � � ������ � ���� � ����� �� �� ,�� ��� �������" F� � �� �� ,�� ��� ���������� !� S�& ����'( � ��� �� ������� �� �� ����� �� ��������� �#���� �� ��� �� �� � ���� �� ��$%� �� ������� ��� � � �� �$% ������� ����� �� �!��� � ����� &"( " $�� ���� � �� ���� �� ��� � � � � �������� ��� � ���$% �������� ������:��� � � ���� � ����� � �� �� �� ����� ��� ��

���� ���� � ����� � � ����� !� �� ��P � ��� � � �� ��� �� ��� �� � � �� � �� � � ������ � ���������"

������ � �� ��� ��� ���� �� ���� ���� ���� E;K� ;�. �������-����� .?��& ;E;K � ��� ./� �E����� �+&& ������� ���� " $�� ���� �� � ��� �� ������ �� � �� � ���� ����� �� ���� ���� ��K���� �K; ��& ���� !������" $�� � ���!�� � � �� ������ ��� � ����������� � &"&� �� ��'� � � ( � � ��� �� �"

/����,��1 �� !�� �� �&&�F���� ,��� �1 �����!�� ��� �&&�

'2(3 L" K" E��������� >" �" E�� ��� �" K����� ���" � �" $�%�� �" �(()�

#&� (46�"2�3 �" F����� �" K������ L" 0 �������� /" A�G!�� F" 8 ������� -" K����

"��� �� '���"���" �$$�� ()� +(+"2�3 =" ���������� $��� � ��� *���� �$$�� +#,� (�5"243 8" =�9��� �" 8����9�� L" E��� ��������" ����" -�.�" �(()� /0� (�("2+3 /" ������� K" >����� 0" /������� K" E���������� �" =����H:�

���" � �" $�%�� �" �(()� ()&1()#� 4)"253 L" KH����� K" E���������� ;" W���������� �" =����H:� ���" � �"

$�%�� �" �(((� (2)1(2(� (5"263 �" ��9�� 0" 0������� =" ����� ����� %L-A��&&&�(+&�)� �� - %�

2))) 3�� � �� - �� 4����� � � ���� $�� �������� E ���� � K���������� ;�������� F��������� =L �$$$"

2)3 F" F��:9�� 0" A ����9�� >" 8������ ���" � �" $�%�� �" �((*� &,�&5�5+6"

273 �" W���:9�� A" 8 �:��� ���" � �" $�%�� �" �((+� 55� 6+4"2(&3 � " � � ������ �;�1 >" E" /��� L�" � ��8� >������� �((*� �" �)�"2((3 �" ?�#� �" � � �!���� 8" ������ 0" E���!���� $��� � ��� *���� �()*�

(+&� 47"2(�3 ;" F�����9 �� L"��" ���� �� ���" � �" $�%�� �" �((�� /,� (5+"2(�3 ;" F�����9 �� L"��" ���� �� ����" �!" "�! ��� � �((�� (� ���"2(43 �" L" E��,���� �" K" �!���� �" >" ��� ��� �" 6��% %���" � %"

�()�� (2/� 7&�"2(+3 �" �������� A" �" ��� �� A" ����� /" A��!��� A" / � � ;" $ ��

���� � -" W������� �" -�.�" 3 �$$�� ((� -���+�7"2(53 A" �" ��� �� A" ����� A" ��,��� � /" A��!��� K" - ������

A" / � � ����" �!" "�! ��� � �$$�� 5� 57"2(63 L" 8" 0��� A" L" �� �� L" 0" ?��� E" L" E��� @" �" 0��� @" E" �� � �" ���

�" �%�" �(()� ++� (�+�"2()3 L" E������ 0" �� � E" $�9������ �" 6��% %���" � %" �()(� (+,� �(�7"2(73 /" >" L" K ���9� �� $" F������ K" K" �" 8����9,���� -" L" A���

��������" �%�" 6��" � �()(� (2(� 447"2�&3 �"�8" 0� � �"�@" ������� /"�L" >�� $��� � ��� *���� �$$�� +#&1+##�

�+"2�(3 A" -����� 8" ������ �" ?�#� �" '��" ��� ����� �()*� /� (5+"2��3 /" 8" =�9�� �" -" � ���� $" >�� �" L" A��� ��� �" �%" �%�" $�%�� �"

� �$$$� (&� (5+�"2��3 $" $�� � K" 0����� @" K��9�� 0" 8���� � ������ � ���� ' ��

������ �(()� 20� )( ��� L������ "2�43 �" �" �" 8��������� 8" �" ,�� � �!���� /" 8 ����� /" >" L" K ��

��9� �� $" F������ -" L" A������� ���� $��!" ���" - %" �((*� (/��4+"

2�+3 $" A � =" 8���� 0" E���� � �" �!� 3��" ��"� ������ �((�� /5� (&4(��� L������ "

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

(7) � �&&� >%?;@���8 ������ A�!8 B � " 0A��� >������� ��1CC���"�,��P �����"�� ����� �!� "�! ��� � �$$�� #� = " 4

F��" )" $��������� � � ����� � � ������ �� � �� �!����$��� R (&+& *� ����� �� ������ ������Q � ��!��� �� ������ ! ���� � � �"+ ��"