Surface chemical reactions during atomic layer deposition of zinc oxynitride (ZnON)

Tran Thi Ngoc Van; Bonggeun Shong

doi:https://doi.org/10.1007/s13391-023-00467-8

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자료유형: 학술저널

저자정보: Tran Thi Ngoc Van (Hongik University) Bonggeun Shong (Hongik University)

저널정보: 대한금속·재료학회 Electronic Materials Letters Electronic Materials Letters Vol.20 No.4

발행연도: 2024.7

수록면: 500 - 507 (8page)

DOI: https://doi.org/10.1007/s13391-023-00467-8

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Atomic layer deposition (ALD) is a promising technique for fabricating high-quality thin films. For improving the processconditions and material quality of ALD, understanding the surface chemical mechanisms at the molecular level is importantas the entire ALD process is based on the reactions of precursors on the substrate surfaces. Zinc oxynitride (ZnON) is gainingsignificant research interest as a p-type semiconductor material. Although the ALD of ZnON can be performed by dosingH2Oand NH3as oxygen and nitrogen sources, respectively, the elemental ratio of O and N in the deposited film differs considerablyfrom that in the gaseous sources. In this study, the surface reactions of ZnON ALD are analyzed employing densityfunctional theory calculations. All the ALD surface reactions of ZnO and ZnN are facile and expected to occur rapidly. However, the substitution of a surface *NH2 by H2Oto form *OH is preferred, whereas the inverse reaction is implausible.

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