Prozesse und Technologien für die Mikro- und Nanoelektronik mit Fokus auf Back-End of Line und Interconnects

Chemische Gasphasenabscheidung von Cobaltoxiden bei niedrigen Temperaturen

Cobaltoxide sind vielversprechende Materialien für vielfältige Anwendungen. Sie können als Katalysator für die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, als Aktivmaterialien von Gassensoren oder als Elektrodenmaterial für leichte wiederaufladbare Lithium-Ionen- Batterien eingesetzt werden. Die Entwicklung eines Niedrig-Temperatur-Abscheideverfahrens von Cobaltoxiden ist ein Schlüssel für die Entwicklung und Fertigung von flexiblen Speichersystemen, welche erweiterte Anwendungsszenarien von »Wearables« ermöglichen.
Um diese Prozessanforderungen zu erfüllen, wurde das Dicobaltatetrahedran [Co2(CO)6(η2-H-C≡C-nC5H11)] als Precursor für die chemische Gasphasenabscheidung untersucht. Als mögliche Coreaktanden wurden Sauerstoff, Wasserdampf und ein Gemisch aus beidem untersucht. Speziell feuchter Sauerstoff zeigt sich als geeignetes Oxidationsmittel mit dem Schichten hoher Dichte und Reinheit in einem Temperaturbereich von 130 °C bis 250 °C hergestellt werden können. Ein Schichtwachstum setzt bereits bei 100 °C ein, was zeigt, dass dieses Verfahren geeignet ist, um flexible und temperaturempfindliche Substrate zu beschichten.

© Fraunhofer ENAS
Schematische Darstellung der Cobaltoxid-CVD mit verwendetem Precursor und Co-Reaktand sowie REM-Aufnahmen der resultierenden Schicht.