The crystal structure of thin films grown by atomic layer deposition (ALD) will determine important performance properties such as conductivity, breakdown voltage, and catalytic activity. We report the design of an atomic layer deposition chamber for in situ x-ray analysis that can be used to monitor changes to the crystal structural during ALD. The application of the chamber is demonstrated for Pt ALD on amorphous SiO2 and SrTiO3 (001) using synchrotron-based high resolution x-ray diffraction, grazing incidence x-ray diffraction, and grazing incidence small angle scattering.
REFERENCES
1.
M.
Ritala
, K.
Kukli
, A.
Rahtu
, P. I.
Räisänen
, M.
Leskelä
, T.
Sajavaara
, and J.
Keinonen
, Science
288
, 319
(2000
).2.
A.
Foroughi-Abari
and K.
Cadien
, “Atomic layer deposition for nanotechnology
,” in Nanofabrication
, edited by M.
Stepanova
and S.
Dew
(Springer
, Vienna
, 2012
), p. 143
.3.
V.
Miikkulainen
, M.
Leskela
, M.
Ritala
, and R. L.
Puurunen
, J. Appl. Phys.
113
, 021301
(2013
).4.
H.
Christoph
, A.
Stephan
, B.
Ole
, and B.
Emmerich
, Semicond. Sci. Technol.
24
, 125013
(2009
).5.
Z.
Li
, A.
Rahtu
, and R. G.
Gordon
, J. Electrochem. Soc.
153
, C787
(2006
).6.
D. M.
Hausmann
, E.
Kim
, J.
Becker
, and R. G.
Gordon
, Chem. Mater.
14
, 4350
(2002
).7.
T.
Shu
, S.-J.
Liao
, C.-T.
Hsieh
, A. K.
Roy
, Y.-Y.
Liu
, D.-Y.
Tzou
, and W.-Y.
Chen
, Electrochim. Acta
75
, 101
(2012
).8.
J. S.
King
, A.
Wittstock
, J.
Biener
, S. O.
Kucheyev
, Y. M.
Wang
, T. F.
Baumann
, S. K.
Giri
, A. V.
Hamza
, M.
Baeumer
, and S. F.
Bent
, Nano Lett.
8
, 2405
(2008
).9.
T.
Aaltonen
, M.
Ritala
, T.
Sajavaara
, J.
Keinonen
, and M.
Leskela
, Chem. Mater.
15
, 1924
(2003
).10.
W. M. M.
Kessels
, H. C. M.
Knoops
, S. A. F.
Dielissen
, A. J. M.
Mackus
, and M. C. M.
van de Sanden
, Appl. Phys. Lett.
95
, 013114
(2009
).11.
A. J. M.
Mackus
, N.
Leick
, L.
Baker
, and W. M. M.
Kessels
, Chem. Mater.
24
, 1752
(2012
).12.
S. M.
Geyer
, R.
Methaapanon
, B.
Shong
, P. A.
Pianetta
, and S. F.
Bent
, J. Phys. Chem. Lett.
4
, 176
(2013
).13.
H.-B.-R.
Lee
, M. N.
Mullings
, X.
Jiang
, B. M.
Clemens
, and S. F.
Bent
, Chem. Mater.
24
, 4051
(2012
).14.
S. M.
Geyer
, R.
Methaapanon
, R.
Johnson
, S.
Brennan
, M. F.
Toney
, B. M.
Clemens
, and S. F.
Bent
, Structural Evolution of Platinum Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition
(Stanford University
, Stanford
, 2014
).15.
P.
Strasser
, S.
Koh
, T.
Anniyev
, J.
Greeley
, K.
More
, C.
Yu
, Z.
Liu
, S.
Kaya
, D.
Nordlund
, H.
Ogasawara
, M. F.
Toney
, and A.
Nilsson
, Nat. Chem.
2
, 454
(2010
).16.
S.
Suzuki
, T.
Onodera
, J.
Kawaji
, T.
Mizukami
, and K.
Yamaga
, Appl. Catal., A
427–428
, 92
(2012
).17.
J.
Wu
, P.
Li
, Y.-T.
Pan
, S.
Warren
, X.
Yin
, and H.
Yang
, Chem. Soc. Rev.
41
, 8066
–8074
(2012
).18.
J.
Dendooven
, R. K.
Ramachandran
, K.
Devloo-Casier
, G.
Rampelberg
, M.
Filez
, H.
Poelman
, G. B.
Marin
, E.
Fonda
, and C.
Detavernier
, J. Phys. Chem. C
117
, 20557
(2013
).19.
B. M.
Clemens
and J. A.
Bain
, MRS Bull.
17
, 46
(1992
).20.
J. A.
Floro
, E.
Chason
, R. C.
Cammarata
, and D. J.
Srolovitz
, MRS Bull.
27
, 19
(2002
).21.
W. D.
Nix
and B. M.
Clemens
, J. Mater. Res.
14
, 3467
(1999
).22.
S. M.
Mannsfeld
, WxDiff, Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, 2009, see https://code.google.com/p/wxdiff/.23.
S. T.
Christensen
, J. W.
Elam
, B.
Lee
, Z.
Feng
, M. J.
Bedzyk
, and M. C.
Hersam
, Chem. Mater.
21
, 516
(2009
).24.
S. T.
Christensen
, J. W.
Elam
, F. A.
Rabuffetti
, Q.
Ma
, S. J.
Weigand
, B.
Lee
, S.
Seifert
, P. C.
Stair
, K. R.
Poeppelmeier
, M. C.
Hersam
, and M. J.
Bedzyk
, Small
5
, 750
(2009
).25.
M. Y.
Paik
, J. K.
Bosworth
, D.-M.
Smilges
, E. L.
Schwartz
, X.
Andre
, and C. K.
Ober
, Macromolecules
43
, 4253
(2010
).26.
J.
Ilavsky
and P. R.
Jemian
, J. Appl. Crystallogr.
42
, 347
(2009
).27.
E.
Verploegen
, R.
Mondal
, C. J.
Bettinger
, S.
Sok
, M. F.
Toney
, and Z.
Bao
, Adv. Funct. Mater.
20
, 3519
(2010
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
